甲醇制烯烴：讓煤代油

劉中民

烯烴，這個名詞對于尋常百姓可能有些陌生，但如果通俗地說，塑料（在某種意義上）就是烯烴。傳統技術生產的烯烴主要來自于石油資源。我國“少油”，但煤炭資源相對豐富，如果能用“煤”代替“石油”來生產“烯烴”，將大大緩解我國石油短缺的危機。本文所說的“甲醇制烯烴技術”正是解決這一重大問題的關鍵所在。

三十年不言棄? 攻克關鍵核心技術

“甲醇制烯烴”是實現煤制烯烴的關鍵核心技術，也是世界范圍內具有挑戰性的課題。從甲醇出發選擇性生產烯烴這一反應涉及固體酸催化原理，是利用分子篩的酸催化作用引導甲醇轉化生成的重要反應中間體，進一步通過分子篩微觀孔道和籠狀結構的調控實現低碳烯烴-乙烯和丙烯的選擇性生成。因此甲醇制烯烴這一過程的開發必須解決與反應原理、催化劑、反應工藝相關的一系列科學和技術難題才能取得技術突破。

大連化物所從20世紀80年代開始，圍繞甲醇制烯烴催化劑和工藝技術進行了長達30多年的創新研發工作，最終形成了具有自主知識產權的甲醇制烯烴技術（DMTO）。然而，這一路走來并非易事。

1995年，我們研究團隊完成了“合成氣經由二甲醚制取烯烴工藝”技術年產60噸烯烴的中試試驗。但始料未及的是，國際油價大幅下跌，煤制烯烴技術沒有經濟賬可算，我們的技術方案甚至成了部分被訪企業的“笑話”。2004年，隨著國際油價的回暖，我們迎來了生機。陜西省向我們拋來了“橄欖枝”。總投資8610萬元、年處理甲醇能力1.67萬噸的試驗裝置在陜西省華縣開工建設。2006年5月，世界首次萬噸級甲醇制烯烴（工藝名：DMTO）工業化試驗宣告成功，甲醇轉化率可達到75噸/天，而當時國外類似的裝置達不到1噸/天。2006年12月，神華集團放棄了最初選定的國外未經工業性試驗驗證的甲醇制烯烴技術，而是選用了我國自主知識產權的DMTO技術。每年180萬噸甲醇生產60萬噸烯烴，如此規模的DMTO工業裝置投料試車一次成功，是世界上首套大型甲醇制烯烴工業裝置，標志著我國率先實現了甲醇制烯烴的核心技術及工業應用零的突破。

我們并沒有停下腳步，而是繼續進行甲醇制烯烴第二代技術（DMTO-II）的研發。2010年5月，我們與合作企業完成工業性試驗，烯烴產率比一代技術提高10%以上，熱量利用更加合理，大幅度降低了烯烴生產的原料成本，該技術被評為2010年中國十大科技進展。

技術開花結果? 未來前瞻布局

截至2015年年底，DMTO系列技術許可合同額近20億，對應烯烴產能1126萬噸/年。目前，該項目新增產值約500億元/年，利稅超過100億元。

DMTO技術在取得顯著經濟效益的同時，還在積極地進行商業化推廣，堅持以國家產業政策和發展規劃為指導，有所布局，有序推廣，穩步發展。目前已經技術許可的20套工業裝置，部分布局在內蒙古、青海、陜西、寧夏等條件適合的西部煤炭主產區，以煤基甲醇作為原料生產烯烴;部分布局在東南沿海經濟發達地區，開創了一條以外購甲醇為原料生產低碳烯烴的新路線。

與煤制烯烴的思路相類似，DMTO技術在海外也可以用于天然氣（頁巖氣）制烯烴。隨著北美頁巖氣的開發，天然氣價格走低，為DMTO技術在海外市場應用提供了發展機遇。例如，美國正掀起甲醇生產的熱潮，可以穩定為我國提供廉價甲醇原料。另外，伊朗地區富含天然氣資源，且價格低廉，甲醇生產成本低，是DMTO技術重要的潛在市場。此外，還有多家海外客戶已與我們達成合作意向。

DMTO技術及其產業化的成功推廣，為我國的新興能源產業發展探索了一條獨具特色的發展道路。隨著后續生產裝置的相繼投產，這一技術必將為我國的能源安全和經濟發展提供更加強有力的保障，推動形成我國煤化工產業和石油化工產業健康協調發展的良好局面。