|
日前，中科院大连化物所与神华集团在北京举行了其60万吨／年甲醇制取低碳烯烃DMTO技术许可合同签订仪式。这是继今年8月“陕西榆林20万吨／年煤基烯烃工业化示范项目”技术许可合同签订后，大连化物所与企业签订的又一个DMTO工业生产技术许可合同。根据国家发改委的批复，神华集团在包头市的煤经甲醇制烯烃项目将投资120余亿元建设，这标志着中国具有自主知识产权的DMTO技术在走向工业化的道路上又迈出了关键一步。
煤代油比例高达3：1
“‘以煤代油’的主要原理是从煤出发经合成气生产甲醇，再由甲醇转化为低碳烯烃（主要成分为乙烯和丙烯），然后应用于其他化学用品和工业用品。”在接受中国知识产权报记者采访时，中科院大连化物所副所长刘中民表示，目前，从煤出发生产甲醇各国已经有成熟的技术，但是把甲醇转化为低碳烯烃，许多国家还停留在实验室阶段，而在我国，这一项目已经完成工业实验，3吨甲醇可以生产1吨乙烯和丙烯，技术水平国际领先。
早在上世纪80年代开始，在国家有关部委的支持下，大连化物所看到国际的发展趋势和我国未来能源的需求，就成立了甲醇制取低碳烯烃课题组。进入90年代，刘中民带领课题组，对甲醇制取低碳烯烃开展更加深入的研究，丰富了对甲醇制取低碳烯烃（MTO）工艺过程的认知，并在此基础上，形成了具有自主知识产权的一整套专利和技术。1995年，大连化物所完成了流化床MTO过程的中试运转，发展的催化剂及流化反应工艺达到国际先进水平。1996年，这一成果获中科院科技进步奖特等奖和国家“八五”重大科技成果奖。
创新：从MTO到DMTO
中科院大连化物所在加强MTO技术推广的同时，又积极探索和发展新一代催化剂，申请了专利，并将这一具有自主知识产权的甲醇或二甲醚转化制取低碳烯烃技术命名为DMTO技术。
甲醇转化制烯烃的核心技术之一是催化剂，催化剂的性质和性能将主要决定着MTO新工艺技术的发展方向。因此，要发展就要解决催化剂的更新换代问题。而探索和应用新型小孔分子筛催化剂，是实现MTO技术总体上再突破的关键。
1982年，美国联合碳化物公司发现了新一类分子筛（SAPO），并申请了专利。受此启发，大连化物所的研究人员认为，小孔SAPO分子筛作为新催化材料对甲醇转化具有特殊意义。于是，以蔡光宇研究员为组长、刘中民博士为副组长的研究小组将MTO催化剂的研制集中在小孔SAPO分子筛上。经过不懈努力，大连化物所终于发明了“合成气经由二甲醚制取低碳烯烃”新工艺方法。之后，大连化物所又研制出了具有我国特色的、廉价的新一代微球小孔磷硅铝分子筛型催化剂。在实验室和常压反应条件下，取得二甲醚转化率接近100％，乙烯、丙烯和丁烯选择性85％至90％，乙烯选择性50％至60％和乙烯、丙烯选择性接近 80％的优异结果。
“从MTO到DMTO，一是从化学原理上，甲醇变成二甲醚用的是同一个催化剂，我们的工艺设计已经有了创新，DMTO同时含有甲醇和二甲醚两个技术。二是出于商业和知识产权保护的考虑，我们希望有自己的特色，所以起了个工艺代号，加上的这个‘D’，本身是二甲醚的英文前字母的缩写，我们称之为二甲醚或者甲醇制烯烃。”刘中民表示。
“以煤代油” 实现工业化
目前，在世界上，还没有以甲醇制烯烃实现“煤代油”工业化的例子。刘中民表示，试验规模是考量技术成熟度的关键，我们目前的试验规模为一天转化50吨甲醇，属于工业试验性质，是世界上第一套万吨级装置，在此基础上可以直接设计百万吨级的工业装置；并且该工业项目投资很高，达120亿至150亿，如果试验规模太小，工业放大生产的风险很大。从这一点上来看，中国在这方面的技术更成熟。
中科院大连化物所在完成“八五”攻关任务后，向有关产业部门通报了MTO的中试结果，并进行了技术交流。一些长期从事催化裂化工艺和装置设计的专家认为，虽然中科院大连化物所进行MTO工艺所用的分子筛的研究开发工作已有20多年历史，拥有国内外24项专利技术，其试验结果主要技术指标也优于外国同行，但将中试技术直接用于建设工业规模的装置存在很大风险，于是提出了进行中间级的工业性试验的建议。由此，大连化物所加紧与有关企业联系，着手准备进行工业性试验。
2004年，由陕西新兴公司、大连化物所、洛阳石化工程公司三方合作，共同开发DMTO工业化成套技术正式启动。在大连化物所MTO技术中试研究成果的基础上，利用洛阳公司国内一流的“流化催化裂化”工程技术经验，建设一套年加工1．67万吨甲醇的工业化试验装置，新兴公司负责全部投资和试验装置的建设运行管理作。
来源：知识产权报 |
