甲醇制烯烃：让煤代油

刘中民

烯烃，这个名词对于寻常百姓可能有些陌生，但如果通俗地说，塑料（在某种意义上）就是烯烃。传统技术生产的烯烃主要来自于石油资源。我国“少油”，但煤炭资源相对丰富，如果能用“煤”代替“石油”来生产“烯烃”，将大大缓解我国石油短缺的危机。本文所说的“甲醇制烯烃技术”正是解决这一重大问题的关键所在。

三十年不言弃  攻克关键核心技术

“甲醇制烯烃”是实现煤制烯烃的关键核心技术，也是世界范围内具有挑战性的课题。从甲醇出发选择性生产烯烃这一反应涉及固体酸催化原理，是利用分子筛的酸催化作用引导甲醇转化生成的重要反应中间体，进一步通过分子筛微观孔道和笼状结构的调控实现低碳烯烃-乙烯和丙烯的选择性生成。因此甲醇制烯烃这一过程的开发必须解决与反应原理、催化剂、反应工艺相关的一系列科学和技术难题才能取得技术突破。

大连化物所从20世纪80年代开始，围绕甲醇制烯烃催化剂和工艺技术进行了长达30多年的创新研发工作，最终形成了具有自主知识产权的甲醇制烯烃技术（DMTO）。然而，这一路走来并非易事。

1995年，我们研究团队完成了“合成气经由二甲醚制取烯烃工艺”技术年产60吨烯烃的中试试验。但始料未及的是，国际油价大幅下跌，煤制烯烃技术没有经济账可算，我们的技术方案甚至成了部分被访企业的“笑话”。2004年，随着国际油价的回暖，我们迎来了生机。陜西省向我们抛来了“橄榄枝”。总投资8610万元、年处理甲醇能力1.67万吨的试验装置在陕西省华县开工建设。2006年5月，世界首次万吨级甲醇制烯烃（工艺名：DMTO）工业化试验宣告成功，甲醇转化率可达到75吨/天，而当时国外类似的装置达不到1吨/天。2006年12月，神华集团放弃了最初选定的国外未经工业性试验验证的甲醇制烯烃技术，而是选用了我国自主知识产权的DMTO技术。每年180万吨甲醇生产60万吨烯烃，如此规模的DMTO工业装置投料试车一次成功，是世界上首套大型甲醇制烯烃工业装置，标志着我国率先实现了甲醇制烯烃的核心技术及工业应用零的突破。

我们并没有停下脚步，而是继续进行甲醇制烯烃第二代技术（DMTO-II）的研发。2010年5月，我们与合作企业完成工业性试验，烯烃产率比一代技术提高10%以上，热量利用更加合理，大幅度降低了烯烃生产的原料成本，该技术被评为2010年中国十大科技进展。

技术开花结果  未来前瞻布局

截至2015年年底，DMTO系列技术许可合同额近20亿，对应烯烃产能1126万吨/年。目前，该项目新增产值约500亿元/年，利税超过100亿元。

DMTO技术在取得显著经济效益的同时，还在积极地进行商业化推广，坚持以国家产业政策和发展规划为指导，有所布局，有序推广，稳步发展。目前已经技术许可的20套工业装置，部分布局在内蒙古、青海、陕西、宁夏等条件适合的西部煤炭主产区，以煤基甲醇作为原料生产烯烃;部分布局在东南沿海经济发达地区，开创了一条以外购甲醇为原料生产低碳烯烃的新路线。

与煤制烯烃的思路相类似，DMTO技术在海外也可以用于天然气（页岩气）制烯烃。随着北美页岩气的开发，天然气价格走低，为DMTO技术在海外市场应用提供了发展机遇。例如，美国正掀起甲醇生产的热潮，可以稳定为我国提供廉价甲醇原料。另外，伊朗地区富含天然气资源，且价格低廉，甲醇生产成本低，是DMTO技术重要的潜在市场。此外，还有多家海外客户已与我们达成合作意向。

DMTO技术及其产业化的成功推广，为我国的新兴能源产业发展探索了一条独具特色的发展道路。随着后续生产装置的相继投产，这一技术必将为我国的能源安全和经济发展提供更加强有力的保障，推动形成我国煤化工产业和石油化工产业健康协调发展的良好局面。