技术发展仍在路上 ——专家谈DMTO技术

□ 本刊记者 许帆婷 田 源 李建永

煤化工的发展与石油化工要形成比较合理的新的工业结构，因此，传统石油石化企业要积极关注和介入煤化工。

今年1月9日，中石化炼化工程集团（SEG）洛阳工程公司与中科院大连化物所、新兴能源公司联合开发的DMTO技术获得国家技术发明奖（通用类）唯一的一等奖。其中，洛阳工程公司和大连化物所的研究者付出了数十年的努力。本刊记者采访了相关专家，请他们围绕DMTO技术的开发背景、战略意义和未来发展等方面问题，谈谈自己的看法。

记者： DMTO技术能取得成功，获得国家技术发明一等奖，有哪些关键因素？

王国良：DMTO技术的成功主要有四个方面：一是研发团队、合作伙伴的战略眼光与持续创新；二是DMTO技术的领先性和竞争力；三是DMTO技术的创造性，DMTO技术开发适应我国资源特点，贯通并创造了煤（或天然气）基甲醇生产低碳烯烃的现代能源化工新产业，为现代煤化工与石油化工、天然气化工、盐化工的有机结合及传统能源化工的产业升级提供了支撑；四是创造了优势互补、强强联合的研发合作模式，实现了原始创新、协同创新、集成创新的有机结合。

□ 陈俊武：中国科学院院士，中石化洛阳工程有限公司技术委员会名誉主任。

张涛：首先从源头看，科学家要有宏观的、战略的眼光，选准有重大意义的课题，30年前大连化物所的科学家根据国家的需求选准了这个课题。从长远看，石油替代技术对于中国有非常重要的战略意义。这种战略意义不会因为油价的短时波动而改变。对我们国家来说，DMTO技术提供的是不依赖石油的生产化工产品的路线，作为石油替代的一种手段，是十分重要的。

其次，研究者必须要有持之以恒的信念和毅力。我们这个项目持续做了30余年，科学家们不管遇到什么困难都坚持不懈；作为研究所的领导，不论外界环境如何变化，都始终支持这项研究。

再次，DMTO技术的成功应用离不开好的合作伙伴。洛阳工程公司作为工程设计者，非常成功。从政府角度，国家发改委原副主任张国宝站在支持国产技术的角度，力排众议支持我们，陕西省人民政府在推动该技术中试示范过程中也发挥了积极的作用。在工业化阶段，我们的合作伙伴神华集团，是在行业有影响力的大型国企，执行力比较强。DMTO项目在神华成功后，带动了这一新技术在国内的广泛应用，目前我们已经许可了20多套装置。可以说我们给国家创造了一个不依赖石油的新兴战略产业，在煤代油方面取得了实质性进展。

记者：甲醇制烯烃技术将来还需要在哪些方面发展完善？

王国良：伴随着DMTO技术的产业化推广应用，我们加大了总结、优化和提升的力度，持续创新的脚步一直没有停止过。今年2月上旬，我们采用DMTO-II技术总承包建设的首套180万吨/年工业示范装置已在陕西蒲城投产成功。更有竞争力的新一代DMTO技术正在开发之中；随着DMTO技术的持续创新，未来将为新兴能源化工产业提供如下支撑：一是业已建成的现代煤化工产业升级和优化；二是煤化工、石油化工、天然气化工和盐化工等化工过程的有机结合和优化；三是建设高端化、差异化、市场终端化新产业。

刘中民：DMTO技术的发展分两个方面，一个是催化剂改进，一个是工艺改进，这两个方面都离不开基础研究的深入。现阶段的技术改进，难度和当初相比是不一样的。就好像一个人考试得了90分，要再多考5分就更难了。

最近我们对DMTO的前期工作做了总结。为了支撑工业发展，技术一直在改进，催化裂化技术发展几十年了仍然在不断改进。我们花了很多功夫做基础研究，目的就是把原理弄得更明白。

工业过程中的化学反应，目前能完全弄明白的并不多。催化裂化的反应机理至今还不是十分清楚。这不是DMTO独有的，整个化工界仍在对原理的不断探索中。就DMTO来说，甲醇根本没有碳-碳键，但反应产物有碳-碳键，这是怎么产生的？我们对原理比以往更明白一些，但依然任重道远。

原理弄明白是基础，工艺上可能有不同实现方式，我们采用的密相循环流化床与其他单位的设计就不一样。随着工业实践的展开，其优势应该逐渐显现出来。

□ 刘昱：中石化洛阳工程有限公司副总工程师。

另外，市场需求在不断变化。我们的研究有时候是市场导向的，有时候是创新驱动的。再经过十几年的发展，我国将会建成一批MTO工厂，必须有一支稳定的研究力量和工程力量持续创新，才能长期保持技术进步。目前我们正在与洛阳工程公司合作开发DMTO第三代技术。

今后发展的总体方向是要降低投资、提高收率，达到更高的技术经济指标。另外产品方案也要更灵活，要能够根据市场需要进行调整。单套装置处理能力也有提高的余地，目前我们做到单套装置年处理180万吨甲醇，新技术要做处理能力360万吨的，不仅规模增大，单位产品投资下降，技术指标还要再提高。

张涛：技术要不断进步。在建设第七套装置时我们推出了MTO二代技术，目前已经在陕西蒲城开车成功。第二代技术在第一代的基础上烯烃的收率提高了10%，在总投入基本一定的情况下，进一步提高了经济效益。同时，由于效率的提高，资源消耗和排放也相对减少了。这就是科学技术进步带来的成果。

目前我们还在研究新的技术，根据市场需求不同，调整产品中乙烯、丙烯的比例。总的来看，DMTO技术在今后一段时间里将在世界上扮演非常重要的角色，因为石油替代不仅仅是中国的问题，很多国家和中国一样缺乏石油，对他们来说，可以采用外购甲醇的方式生产烯烃。因此DMTO技术在未来仍会发挥重要作用，得到不断发展。

技术进步来自两方面。科学家的前瞻性研究和奇妙发现，会给潜在的产业革命带来新的思路。比如石墨烯的发现，当时只是觉得好玩，现在已经得到了广泛的应用，并因此获得了诺贝尔奖。类似的还有很多。当然也有受到市场牵引、市场推动的技术进步，DMTO就是一个明显的例子。中国是缺石油的国家，国家的需求促进了DMTO技术的研究。

纯粹靠市场需求牵引，是阶段性的。中国要促进基础研究发展，带动新理论、新概念、新材料、新方法的产生，两方面相辅相成，国家才能获得长远发展。中国科学院提出“三个面向”，面向世界科学前沿，面向国家重大战略需求，面向国民经济主战场。基础研究与应用研究要相互欣赏、相互融合，科学研究的链条要从基础研究到成果转化以及产业化全面发展。

记者：怎样看待甲醇制烯烃技术的发展前景？

陈俊武：中国的煤制甲醇产能相当大。当时并不是为了制取烯烃，而是为了想替代汽油。这项工作已经持续了十几年，可是到现在也不能全部替代，只能在局部地区，按一定的比例掺混在汽油里，替代一部分。由于煤制甲醇有一定规模，因此利用甲醇也有一定条件。

从中国国情上来看，发展DMTO技术也是比较适合的。当初国际原油价格涨到每桶100多美元时，煤价格没那么大涨幅，市场形势非常好，一下子签订了20多份合同。去年油价跌了下来，传统生产烯烃的原料石脑油价格跟着下跌，相比之下DMTO可能不赚钱了。这是在油价较低阶段的新情况。但这个阶段是暂时的，再过几年可能就不是这样。从长远来看DMTO肯定是有市场的。

刘昱：从煤生产甲醇的过程产生了许多环保问题。煤中碳多氢少，合成甲醇需要排放大量二氧化碳，消耗大量的水，工艺比较复杂。但是从甲醇到烯烃的过程是很清洁的，甚至比石脑油生产乙烯还要清洁。因为甲醇是纯粹的化学产品，其制取烯烃反应过程几乎不产生污染，因此沿海的DMTO装置都是从国外买甲醇。

目前对煤化工的争议，主要集中在碳利用率不高上。与其他煤化工项目比，由煤通过甲醇制烯烃，碳的利用率还是比较高的。煤制甲醇制烯烃是直接一步走到后头，其他的煤制油等技术生产的是中间产品，往后再生产其他终端产品时，还会再次产生碳利用率低的问题。因此相比较而言煤制烯烃是比较经济的。

从原理上来说，甲醇制烯烃也是最好的。一个甲醇分子，脱水后就是CH2，而乙烯分子是C2H4，正好是倍数关系，所以甲醇制烯烃最容易达到氢平衡。假如用甲醇制芳烃，芳烃碳多氢少，有一些氢就要发生副反应，氢的利用率就低了。

记者：中国应该如何清洁地发展煤化工？

陈俊武：煤化工都存在污染的问题。煤化工的几个大项，煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气，它们之间相互比较起来，还是煤制烯烃相对好一些。因为传统工艺生产烯烃的原料是石脑油，石脑油的价格很高。从产品的需求来说，这几项相比，欠账最多、进口依赖最强的还是烯烃。所以相对来说，煤制烯烃是可以发展的。目前看来煤制油不适合大规模推广。

张涛：作为一个大国，中国石油资源不够丰富，为了缓解石油严重依赖进口的局面，发展煤化工是必须的。作为战略储备技术，中国必须要把煤化工技术发展好。

□ 刘中民：DMTO技术第一完成人，中国科学院大连化学物理研究所副所长。

□ 王国良：中石化洛阳工程有限公司党委书记。

在发展的同时，也要解决好环保的问题，为子孙后代造福。现代煤化工的许多问题关键是执行不力，从技术上说，我们能解决好煤化工的水和大气污染问题。

从长远角度看，石油化工需要有煤化工、天然气化工以及其他洁净能源作为补充。洁净能源很好，但有成本高、技术不成熟等很多问题有待解决。能源化工是分阶段的。过去是石油化工占主流，现在煤化工能替代一部分，将来洁净能源也会不断发展，大连化物所建立了洁净能源国家实验室，开展洁净能源新技术的研究，太阳能、风能、生物质这些绿色可再生的能源必将逐步取代传统能源。但是远水解不了近渴，中国还处在发展过程中，有一系列的社会目标和经济目标。所以现阶段煤化工和天然气化工还是有必要的，不能因噎废食。

记者：怎样看待煤化工与石油化工协调发展问题？

刘中民：中国缺少石油，这是改变不了的现实问题，我们也不能全部依赖外部资源，因此煤化工肯定要发展。我建议兼顾煤化工和石油化工发展，煤化工产品目标要与传统的石油化工有联系。

炼油与石油化工本身也有结构性缺陷。从原料上来说，主要是重油，硫含量高，主要产品汽柴油的标准一再提高，炼油企业已经面临很大压力，“巧妇难为无米之炊”。目前我国的炼化一体化，即大型炼厂配套乙烯厂这个模式已经搞了很久，即使这样乙烯的产量还是不能满足需求，工信部发布的去年乙烯的当量自给率仍在50%左右。根据目前发达国家的情况估算，随着中国的进一步发展乙烯人均消费还会提高。因此，从资源形势来看必须发展煤化工。

我建议石油石化企业积极介入煤化工。石油化工的结构缺陷炼油的人最明白，考虑使用其他资源的时候就能有互补的思维。假如让煤化工企业单独发展，因为有天然的原料价格优势，可能与传统石油化工形成局部冲突，从国家角度看是不利的。

因此，国家政策要合理引导，使煤化工的发展与石油化工形成比较合理的新的工业结构。石油企业要积极关注和介入煤化工。我觉得在这一点上中国石化还算走得早的。

张涛：目前中国的大宗化工产品都来自石油化工，这是国民经济骨干行业。近年来，中国经济发展速度虽有所减缓，但仍保持年均7%左右的增速，对能源的需求量仍然在不断加大。单靠石油化工无法满足中国可持续发展的需求，必须要开发替代能源。目前来看就是要发展煤化工和天然气化工，从长远看还要发展太阳能、生物质能、风能等。这是不同阶段的问题，我觉得并没有矛盾，不能说哪种能源能实现完全替代，只能说在一定阶段相互补充。

□ 张涛：中国科学院院士，中国科学院大连化学物理研究所所长。

记者：目前中国甲醇制烯烃产业现状如何，存不存在过热情况？将来该如何发展？

陈俊武：在甲醇制烯烃这方面国家还没有相关的限制。其他煤化工项目，比如煤制油项目必须得到发改委批准。煤制天然气项目，国家由于要利用新疆、内蒙古的丰富煤炭资源，发展内陆天然气产业，放开了一个口子，设置了过渡性的许可方案，但并不是长远之计。煤制烯烃，我们认为也不宜上的太快。目前的情况是，私营煤企的热情很高。一方面不需要国家批文，另一方面神华包头的装置运行几年证明效益不错。因此大家一拥而上。目前油价比较低的情况下，不一定都能挣钱，但长远来看也许情况会好转。

中国烯烃的需求量是很大的，甲醇制烯烃的产量与石脑油制烯烃相比少得多。国内有好多套100万吨乙烯的装置，加上丙烯就有150万吨了。甲醇制烯烃的装置，年产60万吨烯烃就已经相当大了，150万吨是不敢设想的，另外甲醇原料也没有那么多。因此甲醇制烯烃的规模还是要比石脑油的小，只能补充后者的不足，能占到百分之二三十的比例，就能减轻一些石油化工的压力。我认为适度发展，就是指补充性质的，从占比来说也就是三分之一到四分之一左右。

刘中民：现在煤化工过热的根本原因是缺技术。好不容易诞生一个技术，煤企的投资就一哄而上。我认为国家应该有相关的政策，使技术的发展有延续性和一贯性，不能波动太大。假如我们国家的煤化工有十个技术可供选择，就不太可能会过热。前一段，煤制油项目建设没有全放开，就剩下煤制烯烃和煤制乙二醇，后者在工业化中又遇到了点困难，因此现在很多投资都集中在煤制烯烃领域。

我的建议是要保护企业的投资热情，不能一味打压，政策上做好积极引导；另外，加大技术创新的支持力度，尽快形成煤化工技术百花齐放的局面，让企业有选择的余地。