能源安全 “煤”有辦法 第三代甲醇制烯烴技術(shù)通過(guò)鑒定

　　能源是一個(gè)國(guó)家正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要驅(qū)動(dòng)力，在中國(guó)，能源安全所帶來(lái)的巨大壓力日益凸顯。中國(guó)富煤、貧油、少氣，想要擺脫受制于人的境地，很多人將希望寄托于煤化工的發(fā)展。

　　11月9日，第三代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅲ)技術(shù)在北京通過(guò)了中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果鑒定。該技術(shù)由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(以下簡(jiǎn)稱中科院大連化物所)研發(fā)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。鑒定專(zhuān)家一致認(rèn)為，該成果創(chuàng)新性強(qiáng)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，成果處于國(guó)際領(lǐng)先水平，技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，應(yīng)用前景廣闊；建議加快新一代催化劑推廣應(yīng)用，并早日建成DMTO-Ⅲ工業(yè)示范裝置。

　　壞消息與好消息

　　塑料瓶、塑料袋、口罩熔噴布、各種服裝配飾，是人們?nèi)粘Ｉ钪兴究找?jiàn)慣的東西。

　　但這些日常用品在進(jìn)入大眾生活之前，都需在百萬(wàn)噸級(jí)別的大型化工廠經(jīng)歷“千錘百煉”。生產(chǎn)這些產(chǎn)品所用的原料是乙烯和丙烯為主的低碳烯烴，它們是重要的基本有機(jī)化工原料，也是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基石。

　　但是，石腦油蒸汽裂解等傳統(tǒng)低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)強(qiáng)烈地依賴于石油資源，一個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)的烯烴工廠需要有千萬(wàn)噸級(jí)的煉油廠配套提供石腦油原料。

　　這對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)并不是個(gè)好消息。我國(guó)石油資源短缺，原油主要依靠進(jìn)口，2019年我國(guó)原油的對(duì)外依存度超過(guò)70%，使用石油生產(chǎn)烯烴并不是最好的選擇。

　　“我國(guó)貧油少氣，但煤炭資源豐富，因此我們就要想辦法用煤炭代替石油。”中科院大連化物所所長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士劉中民說(shuō)，要以煤代油，就要從那些量大、面廣的領(lǐng)域入手。

　　劉中民深知，工業(yè)界時(shí)刻期盼著來(lái)自科技界的好消息。因此，中科院大連化物所從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，就圍繞甲醇制烯烴催化劑和工藝技術(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)30多年的持續(xù)研發(fā)，在催化劑、反應(yīng)工藝、工程化及工業(yè)化成套技術(shù)等方面取得了一系列發(fā)明和創(chuàng)新，最終形成了可采用非石油資源(如煤、天然氣、生物質(zhì)等)來(lái)生產(chǎn)低碳烯烴的甲醇制烯烴技術(shù)(DMTO)。

　　跨越9個(gè)數(shù)量級(jí)的攻關(guān)

　　在過(guò)去的10年中，先后兩代甲醇制烯烴技術(shù)先后實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，為緩解中國(guó)能源壓力立下了汗馬功勞。

　　一、二代DMTO技術(shù)的單套工業(yè)裝置甲醇處理能力都為180萬(wàn)噸/年，但隨著國(guó)家的不斷發(fā)展，行業(yè)對(duì)低成本、高效率生產(chǎn)設(shè)備的呼聲越來(lái)越高。

　　“在過(guò)去這些年里，我們實(shí)現(xiàn)了60分到90分的跨越，但想要繼續(xù)從90分提升到95分，難度是巨大的?！眲⒅忻裉寡?，他們的研究從分子鍵出發(fā)，一路要“升級(jí)打怪”，做到百萬(wàn)噸的大型生產(chǎn)設(shè)備?！跋胍獙?shí)現(xiàn)9個(gè)數(shù)量級(jí)的跨越，基礎(chǔ)研究就一定要做扎實(shí)?！?/p>

　　新一代DMTO技術(shù)希望能將甲醇年處理能力從180萬(wàn)噸提升到300萬(wàn)噸，但反應(yīng)器設(shè)備卻不能變大。劉中民形容，這就好比原來(lái)一輛車(chē)能拉3個(gè)人，現(xiàn)在要拉5個(gè)人，就必須要想法提升催化劑的性能，同時(shí)對(duì)反應(yīng)器和控制工藝進(jìn)行創(chuàng)新。

　　科研人員在對(duì)甲醇制烯烴反應(yīng)機(jī)理和烯烴選擇性控制原理進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，研制了新一代甲醇制烯烴催化劑，開(kāi)發(fā)了新型高效流化床反應(yīng)器，順利完成了中試放大試驗(yàn)。9月26日，中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)組織專(zhuān)家對(duì)中試裝置進(jìn)行了72小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)運(yùn)行考核，結(jié)果甲醇轉(zhuǎn)化率為99.06%。

　　不得了的0.1

　　與當(dāng)前已經(jīng)工業(yè)化的技術(shù)相比，DMTO-Ⅲ技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性顯著提高，在反應(yīng)器尺寸基本不變的情況下，甲醇處理量從每年180萬(wàn)噸提升到300萬(wàn)噸，換算成烯烴的產(chǎn)量，就是從每年60萬(wàn)噸增加到115萬(wàn)噸；使用第三代技術(shù)，噸烯烴甲醇單耗從之前的3噸下降到2.62~2.66噸。新一代催化劑還支持直接在前代技術(shù)已工業(yè)化的裝置上升級(jí)，甲醇單耗也能降低到2.85~2.90噸。

　　“別看這0.1不起眼，對(duì)我們企業(yè)來(lái)說(shuō)是不得了的?！眹?guó)家能源集團(tuán)化工公司董事長(zhǎng)閆國(guó)春算過(guò)一筆賬，使用新一代生產(chǎn)技術(shù)后，生產(chǎn)成本較大幅度下降，企業(yè)每年能增收上億元。

　　實(shí)際上，市場(chǎng)的反應(yīng)已經(jīng)說(shuō)明了一切。就在新一代技術(shù)落地后的幾天，寧夏寶豐集團(tuán)一次性向中科院大連化物所簽訂了5套工業(yè)裝置，總投資810億元人民幣，投產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值約500億元人民幣。

　　目前，DMTO系列技術(shù)已累計(jì)技術(shù)許可31套工業(yè)裝置(投產(chǎn)14套)，對(duì)應(yīng)烯烴產(chǎn)能2025萬(wàn)噸/年，預(yù)計(jì)拉動(dòng)投資超4000億元人民幣，全部投產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值超2000億元人民幣。

　　DMTO系列技術(shù)開(kāi)辟了以非石油資源生產(chǎn)低碳烯烴的新路線，開(kāi)創(chuàng)并引領(lǐng)了煤制烯烴戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤炭資源清潔高效利用、緩解石油資源供應(yīng)緊張局面、促進(jìn)煤化工與石油化工協(xié)調(diào)發(fā)展、保障我國(guó)能源安全具有重大意義。

　　“我們的技術(shù)具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，未來(lái)還可以向‘一帶一路’沿線國(guó)家和地區(qū)出口，讓大家共享科技創(chuàng)新的成果?！眲⒅忻裾f(shuō)。顯然，這支科技“國(guó)家隊(duì)”還將繼續(xù)在煤代油的路上深耕，從95分向100分邁進(jìn)。

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)科學(xué)報(bào)

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