MTO國產技術的未來

唐宏青

（北京中科合成油工程有限公司，北京 101407）

近年來，國內甲醇制烯烴技術有了巨大的進步，領先于世界，率先實現工業化。一套年產600kt煤制聚烯烴示范廠已運行2a多，接近設計的年產能力，被認為是基本上成功的國產科研產業化之作，另兩套甲醇制烯烴裝置也相繼投產。這是我國化學工業的一個重大進步，應該得到肯定。總結這個成績，可以說在技術和經濟上有三點經驗。

1 工業化取得的三點經驗

（1）煤制烯烴的工藝路已經走通

煤制烯烴技術包括煤氣化，變換和凈化，甲醇合成及精餾，甲醇轉化（MTO），烯烴分離，烯烴聚合六個主要部分，流程示意見圖1。除了MTO以外，其他五個部分都是成熟工藝，有長期的工業化業績。

上述甲醇轉化為烯烴工藝中，關鍵技術有兩項，即MTO工藝和MTO催化劑。國內外開發的技術中，MTO催化劑有兩種，即SAPO34和ZSM－5，前者適合于將甲醇轉化為C2～C4低碳烯烴，后者適合于將甲醇轉化為丙烯、石腦油和LPG。

國內的大連化物所，國外的 UOP、NorskHydro、Mobil等公司對SAPO 34分子篩進行了很多研究。

1984年，UCC（后為UOP的一部分）開發了SAPOn系列分子篩，其中SAPO 34被公認為MTO的最佳催化劑。UOP和NorskHydro建了一套UOP／Hydro－MTO示范裝置，以流化床為核心設備，采用改性的SAPO 34分子篩（UOP MTO－100）作為催化劑，甲醇生產負荷0.75t／d，連續平穩運轉90多天，取得了良好的結果，甲醇轉化率保持100%，乙烯和丙烯的收率達80%以上。

盡管這個試驗取得成功，但是UOP在工業化的推廣上，沒有實質性的進展，沒有在世界上的某一個國家最終建成工業化裝置。

圖1 煤制烯烴的工藝

中科院大連化學物理研究所在20世紀80年代初開展MTO工作。20世紀90年代初又首創了“合成氣經由二甲醚制取低碳烯烴新工藝方法”（簡稱SDTO法），研制了專用的MTO催化劑DO123，中試規模為0.08～0.15t／d甲醇。

本世紀初，由陜西新興煤化工公司與中科院大連化物所、中石化洛陽工程公司聯合，建了一個萬噸級的工業化試驗裝置，運行取得了成功。

對于MTO工藝的工程化問題，國內洛陽工程公司認為MTO工藝與煉油中的FCC工藝相似，僅僅是反應熱的傳遞方向相反，因此他們將FCC工藝移植到MTO工藝中，使得國內的煤制烯烴項目——年產600kt聚烯烴示范廠中的MTO工藝一舉成功，這在世界上為首次。

示范廠的運行數據已經接近設計值，這證明了煤制烯烴的工藝路線已經走通。在將近80年的中國化工史上也是不多的范例。

（2）SAPO34催化劑是解決煤制烯烴的關鍵

SAPO34是一種古老的分子篩，在煉油行業用作脫水劑。由于轉化過程中易析炭，故而采用流化床較合適，便于將失效的催化劑再生。因此目前國內外研究MTO，都采用SAPO34催化劑。

SAPO34催化劑轉化甲醇的產物為乙烯、丙烯和10%的丁烯。各個研究單位研制的催化劑差別在于轉化率、收率、強度、析炭率等幾個主要指標。

盡管各單位研制的MTO催化劑有所不同，但是目的都能達到，效果有所差別。這證明了SAPO34催化劑是解決煤制烯烴的關鍵，這個關鍵已經被突破。

（3）煤制烯烴的利益在煤上

盡管煤制烯烴的科研和企業不斷發出聲音，說煤制烯烴有較大的經濟利益，但是他們沒有把問題說清楚，沒有告訴大家利益在什么地方。實際上，業內很明白，煤制烯烴的利益在煤上，不是在煤制烯烴上。

如果采煤和用煤的經濟利益在一個集團內，煤制烯烴的利益是顯著的。在集團內，無論煤價是多少，利益都沉淀在集團內，只不過是部門的分配比例而已，更何況，挖出來的煤用掉變成了錢。如果靠買煤來制烯烴，包括投資貸款的本利還貸、自有資金的貶值、原料費、加工費、管理費等，簡單算一下就明白，較長時間內不會有多大利益，經不起市場的風險。這證明了煤制烯烴的利益在煤上。

2 煤制烯烴的市場潛力

乙烯、丙烯主要用于聚合物的生產。近年來我國聚乙烯和聚丙烯工業持續強勁增長，產量不斷提高，見表1。由于存在表觀消費量與產量差異比較大的事實，每年聚乙烯和聚丙烯的差額總計在10Mt以上，國內石油聚烯烴的發展跟不上需求的增長，要靠進口來彌補，這是推動近期煤制烯烴熱的根本原因。

表1 我國PE和PP的產量和表觀消費量 kt

客觀來說，煤制烯烴熱是一種正當的工業化熱情，出自于國家發展的需要。因此，這個熱情是需要保護的。

目前，以煤為原料的煤制烯烴裝置和以甲醇為原料的甲醇制烯烴裝置建設已經啟動，表2為獲得發改委路條的MTO項目，表3為媒體報道的正在實施項目。這說明MTO技術的工業化步伐正在加快。

表2 獲得發改委路條的MTO項目

表3 正在建設的MTO項目

3 國外技術進入中國市場的道路是暢通的

（1）國外的研究與國內同步

我們前面已經提到，突破MTO催化劑的技術，國內外是同步的。在開發方面，國外先走一步，而在工業化方面，國內先走一步。

（2）國外有工程技術經驗作為支撐

國外沒有先走一步工業化的原因很簡單，煤化工不是國外發展的方向。國外大型工程公司如果要實現煤制烯烴的全部流程，并不困難，原因是他們有工程技術經驗作為支撐。國內示范廠的建設證明了這一點，主要工藝除了MTO以外都是國外技術。

在證明了煤制烯烴的工藝路線已經走通以后，國外工程公司完全可以實現全裝置的設計，使用國外的催化劑不會有不可克服的問題。

（3）大型國企是國外技術的立足點

近年來，國內大型石油化工裝置建設采用的工藝技術，主要的工藝單元很多來自國外。大型國企對國外技術有一種親近感，很明顯，在沒有多大責任的情況下建設這樣的裝置，是比較輕松的。可以說，大型國企是國外技術的立足點。

（4）國外技術進入中國市場的道路是暢通的

國內首先實現MTO工業化，并不等于可以在國內全面推廣這些技術。在證明了這個技術可行后，沒有經過實踐證明的國外同類技術就可能在國內不經過試驗直接投入使用。他們可能從煤作原料開始，也可能從甲醇作原料開始。

由此可見，國外的MTO技術進入中國市場的道路是暢通的，在未來的幾個裝置建設中，我們可以看到越來越多的用國外MTO技術建設煤制烯烴裝置。

4 國內化工科研之路

國內經過三十年研究的技術，盡管取得了成就，但是卻正在經歷市場的考驗，有可能逐步被淘汰出局。

（1）國家應該建立保護民族技術的機制和法制

在實行市場經濟的今天，我們正在努力地保護市場，這是大家都可以看到的。但是，保護市場不等于保護了科研，我們保護專利的所有權而沒有保護同類專利在國內的推廣權。可以認為，有一些專利所有權也沒有保護好，現在已經有好幾家宣稱可以生產MTO的催化劑，很難相信這個在世界上經過幾十年開發的催化劑，被有的單位一二年能攻克下來。

（2）國家應該建立“產學研設商”一體化機制

我們曾經有過 “產學研”相結合的方針，意思是生產、教學和科研相結合，解決我國工業化的道路問題。這個方針執行了很長時間，有一定的效果。但是，沒有從跟本上解決國產科研技術推廣難的問題。因為這個方針是不完全的，它缺少設計環節，也缺少投資環節。一旦設計和投資這兩方面堅持使用國外技術，國內技術再好也沒有用，這就是國內科研推廣難的根本原因。

我們認為，要弘揚民族科研，使其不僅開花結果而且桃李滿天下，要實行 “學研設商產”五位一體的發展體制。“設”是指設計院或工程公司，“商”是指投資公司。

（3）國家應該點燃采用國內技術推動力的火炬

推動一體化需要一種動力，這種動力完全靠民間是不夠的，動力應該來自政府。也就是說，政府應該從資源、資金、土地、環境保護等各個方面來鼓勵國產技術的推廣。

如果國內這五個方面結合起來，形成一個新的產業鏈，在政府的指導下，把國內研制的好技術予以推廣，我國的煤化工就能真正做到世界第一，我們的新技術不僅在國內普及，還可以推向全球。

如果不這樣做，用不了多久，國外同一水平的MTO技術會在國內大量的推廣，將國內的MTO技術擠出市場。

在歷史上，國內的化工科研在成功后被國外技術擠出市場的不乏先例，希望國內化工科研單位的開發人員認真了解化工科研的歷史，現在應該有思想準備，他們真的要來了！