摘要：中国石油研究所《2018年国内外油气行业发展报告》指出，2018年中国对石油的依存度已达到69.8%，而英国石油《世界能源展望（2016年版）》则指出，到2035年，中国对石油的依存度将达到76%，过度的依存度必然会给国家的能源安全带来隐患。基于“富煤少油少气”的国家战略背景，以煤为原料制备乙烯（MTO）已逐步受到国内外研究机构和大型企业的重视。

关键词：甲醇制烯烃；工艺；工业化；最新进展

1、甲醇制低碳烯烃工艺及工业化进展

1.1中科院大连化物所的DMTO工艺

2004年，大连化物所、陕西新兴煤化工集团、中国石油化工集团洛阳石化工集团等单位联合，依托大连化物所的前期工作基础，以DMTO为核心，以自主知识产权的DMTO为核心，在陕西建成了50吨/天的甲醇工业化实验装置，并于2006年4月一次开工，连续运行1150小时，实现了在460-520℃、0.1MPa（G）下，甲醇基本实现了完全转化，乙烯选择性达到40%-50%，丙烷选择性达到30%-37%，并于2006年8月通过了专家组评审。2007年9月，中国科学院大连化物所，新兴能源科技有限公司，中石化洛阳石化工程有限公司，中国神华在北京签署了DMTO技术授权协议，拟在内蒙古包头建立180万吨/年的甲醇制烯装置。在2010年8月8日，神华包头甲醇制烯烃装置一次投运试验中，获得了国际上第一个能够工业化生产的甲醇制烯烃的装置，这标志着我国拥有独立知识产权的MTO技术在工业上获得了成功，并于2011年1月1日在神华包头进行了一次投运，从而使该装置进入了商业运营阶段。大连化学所为了降低甲醇的单位能耗，进一步提高低碳烯烃的选择性，在DMTO的基础上，开发了一种集甲醇转化法和烯烃裂解法于一体的DMTO-II法。甲醇反应生成的产品气被送到烯烃分离单元，经过分离后，可以得到C4及以上组分。在DMTO工艺中，这一组分仅仅是作为液化气销售，没有很高的利用价值。但是，在DMTO-Ⅱ技术中，首先会将C4及以上组分分别送入一个裂解流化床反应器，C4及以下组分在与甲醇转化相同催化剂的催化作用下，发生热解反应，生成以乙烯、丙烯为主的轻组分混合烃气体，轻组分混合烃与甲醇转化生成的反应气汇合后，一起进入下游单元进行分离。在2010年，DMTO-II工艺完成了50吨/天的甲醇处理能力的工业实验，实验结果显示，加入裂解装置后，乙烯、丙烯的选择性由80%提高到85%，甲醇单耗由原先的3吨（折纯甲醇）/吨（乙烯+丙烯）下降到2.67吨（折纯甲醇）/吨（乙烯+丙烯），相对于DMTO工艺，其甲醇单耗、催化剂单耗均有显著下降，同时低碳烯烃的产率也有了较大的提升。继神华包头DMTO装置一次投运成功后，先后有浙江禾元化工公司（宁波）180万吨/年，陕西（中煤）榆林能源化工公司（x±s）180万吨/年，中煤（一）180万吨/年，宁夏（宝丰）能源公司（一）180万吨/年，山东（神达）一百万吨/年，神华（榆林）180万吨/年等多个MTO装置先后进行了投运和试车。

1.2中国石油化工股份有限公司的SMTO工艺

2007年，上海石化院与中国石油化工股份有限公司联合，在北京燕山石油化工有限公司建立了一套100吨甲醇的SMTO工业实验装置，经实验证明，该装置的甲醇转化率达到了99.5%，乙烯、丙烯的选择性达到了81%，乙烯、丙烯、丁烯的选择性达到了91%以上。中国石油化工股份有限公司在2008年成功研发了180万吨/年的甲醇制取烯烃流程。SMTO的反应装置是一种双极速流化床，催化剂是一种预积碳的反应装置。预加热后的甲醇从底部进入第1个反应器，在催化剂的作用下生成以乙烯和丙烯为主要成分的低碳烯烃产物气体流I，然后将含有一部分催化剂的低碳烯烃组分气体流I通过稀相管道送入第1个反应器的沉淀池，将产物气体与催化剂进行分离，然后将沉淀池中的待处理的催化剂通过布置在反应器外的催化剂循环管输送到第1个反应器的密相区，或者由连接在再生器上的待处理的管道输送到再生器中进行烧焦再生。在二次反应器和二次反应器中，经过再热器烧焦再生的催化剂与C4及以上组份反应，形成产物气体流II，并完成了对再生催化剂的预积碳。在第一个反应器中，将负载有催化剂的产物气流II进行了气-固分离，并将该产物气流II与一种低碳烯烃产物气流I结合，共同流入到下游的烯烃分离装置中。中国石化集团中原石化股份有限公司于2011年10月在河南濮阳以SMTO为核心的第一个以SMTO为核心的乙烯合成装置，实现了该技术的工业化应用。

1.3国家能源投资集团有限责任公司的（原神华集团）SHMTO工艺

神华集团于2011年9月完成了SHMTO催化剂的固定流化床、CFB流化床的性能评估，为MTO过程的优化奠定了坚实的基础。2012年3月，神华公司在神华包头煤化工公司的甲醇制取烯烃装置上成功使用了SMC-1，（乙烯+丙烯）选择性高达79.24%，甲醇转化率达99.98%，并于当年获得神华公司发明的“甲醇制取低碳烯烃装置和工艺”发明专利。神华煤制石化股份有限公司于2013年4月完成了SHMTO生产流程包的研制。SHMTO过程中，反应器与回热器在同一轴线上，回热器位于紊流床的上方，而反应器位于流化床的下方。经过预热气化后的甲醇气体从反应器的底部，通过甲醇分布板，进入到反应器中，与反应器中的催化剂进行反应，生成以乙烯、丙烯为主的轻烯烃产品气。之后，携带有少量催化剂的轻烯烃产品气，再通过反应器中设置的多组旋风分离器，对其进行初步的气固分离，分离后的轻烯烃产品气离开反应器，进入到下游单元，催化剂落入到反应器密相段，为了减少跑剂和副反应，在反应器中还设置了网状格栅。待用催化剂在反应结束后，通过脱附，然后进入蓄热室，用于烧焦再生。本项目拟以紊流床为研究对象，对再生后的催化剂进行脱附处理，使其在再生冷循环中处于较低的温度，降低其与反应器之间的温度差，降低副反应的几率，并在此基础上，利用再生管将其送至反应器中，进行二次催化反应。2016年9月，我国神华集团在新疆甘泉堡工业园建成并投入使用，实现了新疆68万吨/年的新型煤基新材料生产。

2、结语

然而，目前我国对这一技术的研究还处于起步阶段，面临着大量的前期投入，严重的同质性竞争，以及大量的产品过剩等问题，而我国的环境保护问题日趋严重，对这一行业的影响不可避免，所以，一方面要大力开展技术创新，突破“卡脖子”技术瓶颈，实现MTO技术的持续发展，另一方面要加快MTO技术的发展。其次，要坚持以市场为导向，对企业的产品结构进行进一步的优化，使企业走出低端、低端的道路，防止企业之间的同质化；第三，要走“绿色发展道路”，走“环保之路”以及“零排放”之路。

参考文献：

[1]蒋永州，杨玉芳，尉秀峰，等.甲醇制烯烃工艺及工业化进展[J].天然气化工（C1化学与化工），2020，45（1）：97-102.

[2]朱杰，崔宇，陈元君，等.甲醇制烯烃过程研究进展[J].化工学报，2010，61（7）：1674-1684.

[3]张善元.甲醇制烯烃技术最新进展[J].中国化工贸易，2017，9（27）：92.