煤化工技术之五---煤制烯烃

  我国煤炭资源丰富，煤类齐全，发展煤炭液化、气化等现代煤转化技术，对发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口有现实和长远的意义，国家“十五”能源科技和能源建设计划对发展煤化工给予充分的重视，煤化工面临新的市场需求和发展机遇。下面就煤化工领域之一煤制烯烃作一简单介绍。

  传统的乙烯、丙烯的生产路线是通过石脑油裂解而制的，其缺点是过分依赖石油。由煤或天然气制取甲醇，再由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烃是最有希望替代石脑油为原料制烯烃的工艺路线，目前其工艺技术已趋于成熟。甲醇制烯烃技术的工业化，开辟了由煤或天然气生产基础有机化工原料的新工艺路线，有利于改变传统化工的产品格局，是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径。
　一、煤制烯烃技术
　甲醇制取烯烃的工业化研究也已进行了多年，国际上一些著名的大石油和化学公司如美孚公司（Mobil）、巴斯夫公司（BASF）、埃克森石油公司（Exxon）、环球油品公司（UOP）、海德罗公司（Norsk Hydro）等都投入了大量力量。最为有代表性的工艺有UOP公司的甲醇制烯烃（MTO）工艺和德国Lurgi公司的甲醇制丙烯（MTP）工艺和中国科学院大连化学物理研究所（大连化物所）的DMTO工艺。
　UOP公司的甲醇制烯烃（MTO）技术和德国Lurgi公司的甲醇制丙烯（MTP）技术均未实现工业化，但都建有中试装置，并进行了长时间的连续运转试验，据称催化剂也达到大规模工业化的要求。大连化物所等单位也开展甲醇制烯烃的研究工作，并取得了一定的进展，目前催化剂研究己取得了较好的成果，正在陕西进行工业化试验工作，进展顺利。
　美孚公司（Mobil）提出了一种使用ZSM-5催化剂，在列管式反应器中进行甲醇转化制烯烃的工艺流程，并曾与1984年进行过9个月的中试试验，试验规模为100桶/天。在工艺过程中，甲醇扩散到到催化剂孔中进行反应，首先生成二甲基醚，然后生成乙烯，反应继续进行，生产丙烯、丁烯和高级烯烃，也可生成二聚物和环状化合物，以碳选择性为基础，乙烯收率可达60％（w），烯烃总收率可达80％（w），大体相当于采用常规石脑油/粗柴油管式炉裂解法收率的两倍。
　巴斯夫公司（BASF）采用沸石催化剂，1980年夏季在德国路德维希港建立了一套日消耗30吨甲醇的中试装置。此法反应温度为300-450℃，压力为0.1-0.5Mpa，用各种沸石作催化剂，初步试验成果是C2=　　-C4=　　烯烃的重量收率为50-60％，收率太低。
　大连化物所围绕该技术已经申请了20多项有关工艺和催化剂的专利，在甲醇或二甲醚制烯烃方面构成了自主知识产权。“甲醇（二甲醚）制烯烃（MTO）”是大连化物所所承担的国家“八五”重点科技攻关课题，目前大连化物所已于洛阳石油化工工程公司和陕西省新兴煤化工有限公司合作在陕西兴平完成了50吨/天(1.8万吨/年)的工业化试验装置，试验装置一次开车成功。工业化装置试验（产品为气相焚烧方案）总投资2942万元，建设投资2794万元。
　二、煤制烯烃项目进展情况
　通过煤直接液化和间接液化得到的石脑油是制取乙烯的优质原料，间接液化产品中还可直接和间接得到占合成产品一定比例的丙烯。煤制烯烃也可按以下技术路线：由煤制取甲醇，再由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烃。煤制烯烃，不仅具有替代石化产品的重要意义，而且具有较好的经济效益。
　国内开展煤制烯烃项目建设进展最快的是神华集团公司和大唐电力公司两大中央企业。神华集团规划建设四套煤制烯烃项目：内蒙包头80万吨/年MTO项目、陕西榆林100万吨/年煤制烯烃项目、内蒙呼和浩特52万吨/年MTP项目、宁夏宁煤集团的52万吨/年MTP项目等。神华包头煤制烯烃(煤制油)项目由神华集团、香港嘉里化工有限公司、包头明天科技股份有限公司共同出资建设，总投资115.6亿元，该项目申请报告的评估已于2005年6月初完成。大唐电力在内蒙两套MTP项目正在开展前期工作，规模为46万吨/年MTP。