烯烴是一種應用廣泛的化學原料，衣服、裝修材料、口罩等的制造都需要烯烴。傳統(tǒng)烯烴的生產主要靠石油，但我國石油依賴進口，煤制烯烴就成了一種我國科學家一直在攻關的技術路線。
9日，由中國科學院大連化學物理研究所研發(fā)的第三代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅲ)技術在北京通過了中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。鑒定專家一致認為：該成果創(chuàng)新性強，具有完全自主知識產權，成果處于國際領先水平，技術優(yōu)勢明顯，引領行業(yè)技術進步，應用前景廣闊;建議加快新一代催化劑推廣應用，并早日建成DMTO-Ⅲ工業(yè)示范裝置。
該技術的主要研發(fā)人、該所劉中民院士介紹，這項技術已經研發(fā)了三代。2006年6月，第一代甲醇制烯烴(DMTO)技術完成萬噸級工業(yè)性試驗，于2010年8月在全球首次實現(xiàn)了煤基甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)化。2010年5月，第二代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅱ)技術完成萬噸級工業(yè)性試驗，于2014年12月實現(xiàn)首次工業(yè)化。
DMTO-Ⅲ技術是一個包括新型高效流化床反應器、新一代催化劑等在內的完整技術方案。在DMTO-Ⅲ技術開發(fā)方面，大連化物所團隊對甲醇制烯烴多尺度過程進行了深入研究，建立了從分子篩反應擴散到反應器內催化劑積碳分布的理論方法，發(fā)展了通過催化劑積碳調控烯烴選擇性的技術路線。在此基礎上，基于新一代甲醇制烯烴催化劑，開發(fā)了甲醇處理量大、副反應少、可靈活實現(xiàn)催化劑運行窗口優(yōu)化的高效流化床反應器，完成了千噸級中試試驗。
與之前的技術相比，DMTO-Ⅲ技術的經濟性有顯著提高。據測算，DMTO-Ⅲ技術工業(yè)裝置的單位烯烴成本較現(xiàn)有的DMTO裝置下降10%左右，單位烯烴產能的能耗可明顯下降。
這項技術受到了市場的歡迎。今年10月，大連化物所已與寧夏寶豐集團一次性簽訂了5套100萬噸/年烯烴產能的DMTO-Ⅲ工業(yè)裝置技術許可合同，總投資810億元人民幣，投產后可實現(xiàn)年產值約500億元人民幣。目前，DMTO系列技術已累計技術許可31套工業(yè)裝置(投產14 套)，對應烯烴產能2025萬噸/年，預計拉動投資超4000億元人民幣，全部投產后可實現(xiàn)年產值超2000億元人民幣。
劉中民表示，新一代催化劑的工業(yè)化和DMTO-Ⅲ技術的成功開發(fā)使我國在甲醇制烯烴技術領域保持了持續(xù)的國際領先地位。這項技術對于保障能源安全，推動煤炭清潔高效利用也將發(fā)揮重要作用。(記者齊芳)
技術持續(xù)創(chuàng)新
2006年6月，第一代甲醇制烯烴(DMTO)技術完成萬噸級工業(yè)性試驗，于2010年8月在全球首次實現(xiàn)了煤基甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)化。2010年5月，第二代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅱ)技術完成萬噸級工業(yè)性試驗，于2014年12月實現(xiàn)首次工業(yè)化。
此后，大連化物所對該技術進行持續(xù)創(chuàng)新，在對甲醇制烯烴反應機理和烯烴選擇性控制原理進一步深入認識的基礎上，研制了新一代甲醇制烯烴催化劑，開發(fā)了新型高效流化床反應器，完成了中試放大試驗，研發(fā)了DMTO-Ⅲ技術。
新一代催化劑的工業(yè)化和DMTO-Ⅲ技術的成功開發(fā)使我國在甲醇制烯烴技術領域保持了持續(xù)的國際領先地位。
在催化劑方面，大連化物所團隊通過創(chuàng)新分子篩合成方法，實現(xiàn)對SAPO分子篩晶相、酸性和形貌的協(xié)同調控，同時結合催化劑制備工藝的創(chuàng)新，開發(fā)出了烯烴收率高、焦炭產率低、操作窗口寬、微量雜質少的新一代甲醇制烯烴催化劑。目前已建成5000噸/年規(guī)模的催化劑生產線并成功實現(xiàn)工業(yè)化生產。新一代甲醇制烯烴催化劑兼顧已有工業(yè)裝置和新技術開發(fā)需求，已在多套DMTO工業(yè)裝置中實現(xiàn)應用。
在DMTO-Ⅲ技術開發(fā)方面，大連化物所團隊對甲醇制烯烴多尺度過程進行了深入研究，建立了從分子篩反應擴散到反應器內催化劑積碳分布的理論方法，發(fā)展了通過催化劑積碳調控烯烴選擇性的技術路線。在此基礎上，基于新一代甲醇制烯烴催化劑，開發(fā)了甲醇處理量大、副反應少、可靈活實現(xiàn)催化劑運行窗口優(yōu)化的高效流化床反應器，完成了千噸級中試試驗。9月26日，中國石化(4.060, 0.05, 1.25%)聯(lián)合會組織專家對中試裝置進行了72小時現(xiàn)場連續(xù)運行考核，結果為甲醇轉化率99.06%，乙烯和丙烯的選擇性85.90wt%，噸烯烴(乙烯+丙烯)甲醇單耗為2.66噸。
DMTO和DMTO-Ⅱ技術的單套工業(yè)裝置甲醇處理能力都為180萬噸/年。DMTO技術噸烯烴(乙烯+丙烯)甲醇原料消耗為2.97噸，DMTO-Ⅱ技術是在DMTO技術基礎上增加副產的碳四以上組分(C4+)裂解單元，其原料消耗較DMTO技術有所降低。DMTO-Ⅲ技術采用新一代催化劑，通過對反應器和工藝過程的創(chuàng)新，不需要設單獨的副產的碳四以上組分裂解單元，可實現(xiàn)單套工業(yè)裝置甲醇處理量達300萬噸/年以上，流程模擬結果顯示工業(yè)裝置噸烯烴(乙烯+丙烯)甲醇消耗可降到2.62-2.66噸。
