中國技術(shù)走通“煤代油”關(guān)鍵一步


時(shí)間:2010-10-27





  從石油中可提取液化氣、汽油、柴油和乙烯、丙烯等燃料和工業(yè)原料,把乙烯、丙烯進(jìn)行聚合,可生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品。把煤制成合成氣,用合成氣可以制出甲醇,但長期無法再進(jìn)一步,實(shí)現(xiàn)“甲醇制烯烴”;而如能制得烯烴,從烯烴中就能分離出乙烯、丙烯。也就是說,如能走通“甲醇制烯烴”的關(guān)鍵一步,“煤代油”便成為可能。這個(gè)大難題,困擾了國際化工界幾十年。

  終于,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的科學(xué)家們經(jīng)過四代人持續(xù)努力,率先突破了技術(shù)路障!

  昨天,“新一代甲醇制取低碳烯烴工業(yè)化DMTO-II技術(shù)成果新聞發(fā)布暨工業(yè)化示范項(xiàng)目技術(shù)許可簽約儀式”在北京舉行。經(jīng)許可,陜西蒲城清潔能源化工有限公司將采用DMTO-II技術(shù),在陜西省渭南市蒲城縣建設(shè)180萬噸/年甲醇制67萬噸/年烯烴項(xiàng)目。這是DMTO-II工業(yè)化技術(shù)全球首份許可合同。

  與前一代技術(shù)相比,DMTO-II技術(shù)每噸烯烴甲醇消耗降低10%以上。建成后,每年可實(shí)現(xiàn)銷售收入63億元,上繳利稅27億元,經(jīng)濟(jì)效益超過直接從石油中獲取乙烯和丙烯——煤真的可以替代石油了!

  中國技術(shù)補(bǔ)上“缺失一環(huán)”

  上世紀(jì)70年代,石油危機(jī)警鐘敲響之時(shí),中科院大化所的老一輩科學(xué)家“危中見機(jī)”:如果能補(bǔ)上“甲醇制烯烴”的“缺失一環(huán)”,那么我國儲量豐富的煤,就可替代日漸枯竭的石油,提供基礎(chǔ)化工原料。

  把一滴石油放到顯微鏡下,你會看到,那長長短短的碳鏈分子像亂麻一般纏繞著,石油化工所要做的,是將這些分子“剪”成特定長度。而甲醇只有一個(gè)碳原子,“甲醇制烯烴”,要把它們“串”起來成為兩個(gè)碳、三個(gè)碳,乃至更長的碳鏈。

  難度太高!很多國家的能源公司、科研機(jī)構(gòu)做了無數(shù)次嘗試,大都放棄。眼下,世界上仍在堅(jiān)持研究這一技術(shù)的,只有兩三家公司,而產(chǎn)出規(guī)模尚未突破萬噸。

  從大化所啟動(dòng)研發(fā)的第一天起,質(zhì)疑聲幾乎不曾間斷。但科學(xué)家們頂著壓力,先在實(shí)驗(yàn)室里坐了幾年冷板凳,率先理清了碳原子之間復(fù)雜的相互作用關(guān)系,終于找到了能讓它們順利“牽手”的催化劑SAPO-34——這是迄今能找到的最好的催化材料。

  到2004年,除了關(guān)鍵技術(shù)外,大化所還一并弄清了許多與技術(shù)產(chǎn)業(yè)化相關(guān)的原理。這一年,借著國際油價(jià)再度高漲之機(jī),大化所與企業(yè)合作,在陜西開展了兩年工藝性試驗(yàn),形成了完整的DMTO技術(shù)的工藝包。至此,DMTO已能走進(jìn)市場。

  獨(dú)創(chuàng)技術(shù)“接二連三”升級

  2006年,我國最大的煤炭工業(yè)集團(tuán)神華集團(tuán)與大化所合作成立合資公司,興建世界首套、全球最大的煤制烯烴裝置,可年產(chǎn)烯烴60萬噸。今年8月,裝置建成,投料試車一次成功,并實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行。

  投入180萬噸甲醇,甲醇幾乎100%轉(zhuǎn)化,獲得60萬噸烯烴,乙烯和丙烯的含量超過80%。幾天后,由此分離出的乙烯和丙烯變成了合格的聚乙烯、聚丙烯——日常生活中常見的薄膜、塑料盒、電視機(jī)外殼等等,都用它們加工生產(chǎn)。

  不過,科學(xué)家們并不滿足,在神華裝置開建的同時(shí),又埋頭攻關(guān),將DMTO技術(shù)升級。在昨天舉行簽約儀式的同時(shí),陜西蒲城郊外,DMTO-Ⅱ已破土動(dòng)工——建成后,同樣投入180萬噸甲醇,可產(chǎn)出67萬噸烯烴,產(chǎn)量比一代技術(shù)提升10%。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、大化所副所長劉中民還有好消息:第三代技術(shù)已在研發(fā)中,產(chǎn)量可望進(jìn)一步提高。

  DMTO使“煤代油”成為可能,將豐富我國的能源儲備方式,同時(shí)能“救活”我國的甲醇行業(yè)。由于前幾年一哄而上,我國甲醇行業(yè)產(chǎn)能過剩且生產(chǎn)成本過高,若新技術(shù)得以推廣,可為這些甲醇企業(yè)的產(chǎn)品找到新出路。又由于國際市場上甲醇價(jià)格正處低谷,而甲醇能長期儲存,我國還可考慮收儲甲醇,作為一種資源儲備。

  此外,“甲醇制烯烴”有一個(gè)意料之外的好處,它清潔、低碳。大化所所長張濤介紹,在整個(gè)生產(chǎn)過程中,排放主要產(chǎn)生在煤制甲醇階段,而甲醇合成烯烴的副產(chǎn)品基本只有水,“若從國際市場購入甲醇進(jìn)行生產(chǎn),我國的碳排放就能大幅降低。”

  專利“圈地”覆蓋海外市場

  DMTO,把中國技術(shù)嵌入了世界煤化工的技術(shù)鏈中。這是一種榮耀,更是一種壓力。技術(shù)與商業(yè)利益密切相關(guān),為了扎緊知識產(chǎn)權(quán)的籬笆,大化所聘請了專業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)公司幫忙打理專利事務(wù)。他們不僅申請了60多個(gè)國內(nèi)專利,還根據(jù)潛在市場分析,為部分專利申請了國際專利。劉中民告訴記者,作為石油開采的副產(chǎn)品,甲醇在石油產(chǎn)地十分便宜,有時(shí)甚至被浪費(fèi)掉,因此DMTO技術(shù)大有潛在市場,而這些市場都已成為他們的專利覆蓋范圍。

  目前,他們的專利已覆蓋歐洲、中東、加拿大以及馬來西亞、新加坡?!氨M管每年專利維持費(fèi)要花幾十萬,但非常值得?!彼f,現(xiàn)在神華包頭項(xiàng)目、陜西蒲城項(xiàng)目,都采用專利許可,數(shù)以億計(jì)的專利許可費(fèi)為大化所緊鑼密鼓的后續(xù)研發(fā),提供著充裕資金。

 


來源: 文匯報(bào)



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