C1化工現(xiàn)狀及研究進展

張麗平

(中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，201208)

國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展動態(tài)

C1化工現(xiàn)狀及研究進展

張麗平

(中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，201208)

C1化工是替代石油合成路線制備基本有機化工原料、燃料和其他重要化學品的最具發(fā)展前景的途徑。討論了目前C1化工國內(nèi)外的技術(shù)進展及研發(fā)動向，詳細評述了合成氣化工、甲醇化工以及甲烷直接轉(zhuǎn)化等分支領(lǐng)域中的研究重點，并指出大型化、規(guī)?；图s化是C1化工發(fā)展的趨勢，積極開發(fā)節(jié)能減排、CO2捕獲和污水回用技術(shù)是C1化工發(fā)展的重要方向。

C1化工 合成氣 天然氣 甲醇

C1化工是指從含有1個碳原子的化合物合成碳數(shù)為2或2個以上化合物的化學工藝。當前全球基礎(chǔ)有機原料工業(yè)的發(fā)展正面臨石油資源短缺和環(huán)保法規(guī)日益嚴格的兩大難題，發(fā)展C1化工生產(chǎn)合成燃料及基礎(chǔ)有機原料，逐步替代石油資源迫在眉睫。目前C1化工已基本形成了合成氣化工、天然氣化工和甲醇化工等分支。

1 合成氣化工

1.1 合成氣制天然氣

《2014年世界能源統(tǒng)計》顯示，2013年世界天然氣消費量為3.35×1012m3，比2012年增長1.4%。其中，中美兩國消費增速分別達到10.8%和2.4%，成為世界天然氣消費增量最大的兩個國家[1]。我國天然氣自產(chǎn)能力差，對外依存度高，2013年天然氣進口量達到5.30×1010m3，同比增長25%，對外依存度達31.6%。

甲烷化是合成天然氣的核心技術(shù)，催化劑是關(guān)鍵，Ni基催化劑是目前最常用的甲烷化催化劑。未來研發(fā)重點是改進催化劑活性組分和載體，添加助劑，或開發(fā)新型催化劑，提高催化劑的選擇性和產(chǎn)率，減少因高溫導致催化劑的燒結(jié)失活和催化劑表面積炭引起的活性降低。研究的活性組分主要包括貴金屬Ru和Rh。載體逐漸從Al2O3、ZrO2、TiO2和SiO2及其復合氧化物向多壁碳納米管(MWCNT)、SiC、鈣鈦礦型LaFeO3氧化物等新型載體轉(zhuǎn)變。添加CeO2、La2O3和Sm2O3等晶格助劑，Mn、Fe、Co和Cu等電子助劑以及MgO結(jié)構(gòu)助劑，能夠提高催化劑活性，延長催化劑壽命。利用“等離子溶液噴灑技術(shù)”、“溶液燃燒”等新型催化劑制備技術(shù)也能有效提高催化活性。新型非晶態(tài)合金催化劑因高機械強度、優(yōu)良磁學和抗腐蝕性能正得到關(guān)注。Ni-Ru-B在210～230 ℃條件下，CO轉(zhuǎn)化率超過90%。

具有代表性的工藝有德國Lurgi的甲烷化技術(shù)、丹麥托普索國際公司的循環(huán)節(jié)能甲烷化技術(shù)(TREMPTM)和英國Davy的催化富氣技術(shù)(Catalytic Rich Gas，CRGTM)。Lurgi技術(shù)首先實現(xiàn)工業(yè)化，其固定床加壓煤氣化和甲烷化技術(shù)被美國大平原煤制天然氣廠引進，并建成世界上第一套大型工業(yè)化煤制替代天然氣裝置[2]。托普索國際公司的TREMPTM工藝和Davy公司的CRGTM工藝在能耗和催化劑性能方面具有一定的優(yōu)勢。

中國科學院大連化學物理研究所在低熱值煤氣甲烷化制取中熱值城市煤氣方面進行了大量工作，研發(fā)了系列甲烷催化燃燒整體結(jié)構(gòu)催化劑，并進行了工程放大，在低濃度甲烷流向變換工藝系統(tǒng)集成和煤層氣脫氧技術(shù)系統(tǒng)集成方面取得了顯著進展[3]。此外，在合成氣完全甲烷化催化劑研制及放大生產(chǎn)、甲烷化反應器及其工藝設(shè)計，以及多段循環(huán)甲烷化工藝系統(tǒng)集成等關(guān)鍵核心技術(shù)方面取得了實質(zhì)性進展，對甲烷化反應器與合成氣甲烷化工藝設(shè)計的研究開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

中國石化南化集團研究院是國內(nèi)最早的甲烷化催化劑研發(fā)機構(gòu)。近年來，在中國石化的支持下，開展了煤制天然氣(SNG)催化劑及工藝開發(fā)研究，完成了甲烷合成催化劑的實驗室開發(fā)，研制的NCJ-1型寬溫甲烷合成催化劑和NCJ-2型低溫甲烷合成催化劑在模擬SNG工藝條件下具有良好的活性、選擇性和穩(wěn)定性，兩種催化劑配合使用可制得符合國家管輸標準的SNG。大連普瑞特化工科技有限公司推出具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的煤制天然氣甲烷化催化劑及技術(shù)，相繼建成10多個工廠。

1.2 合成氣制燃料油(GTL)

2013年中國燃料油產(chǎn)量為25.57 Mt，同比增加8.3%，同年進口量23.55 Mt，進口下跌12.2%，全年表觀消費量37.77 Mt。我國富煤少油的特點為GTL提供了豐富的煤炭原料，成為我國發(fā)展GTL技術(shù)的有利條件。

已工業(yè)化的煤間接液化技術(shù)主要有南非Sasol的費托合成技術(shù)、荷蘭Shell公司的SMDS技術(shù)。其他一些技術(shù)均未商業(yè)化，工藝與前兩者的基本類似，只是使用了不同的專有催化劑，如美國Syntroleum公司的Syntroleum技術(shù)，中國科學研究院的MFT/SMFT技術(shù)等。減少甲烷生成、選擇性合成目標烴類(液體燃料、重質(zhì)烴或烯烴等)以及研究開發(fā)拓寬分布規(guī)律費托合成材料的催化劑是費托合成的研究方向。

我國已實現(xiàn)GTL技術(shù)的工業(yè)化示范，主要采用中國科學院山西煤炭化學所(以下簡稱山西煤化所)的技術(shù)。該所2001年啟動漿態(tài)床鐵基催化劑煤基合成油項目研究，2002年投產(chǎn)千噸級合成油中試裝置，采用鐵系催化劑和高溫漿態(tài)床反應器工藝，在溫度為210～320 ℃、壓力0.1～5.0 MPa條件下，完成8 000 h考核運行，柴油餾分達70%，十六烷值達70。該所聯(lián)合內(nèi)蒙古伊泰集團有限公司、神華集團有限責任公司、山西潞安礦業(yè)(集團)有限責任公司等建成3套示范工廠。其中伊泰裝置于2009年3月投產(chǎn)，一期工程規(guī)模160 kt/a，柴油車尾氣排放符合歐V標準[6]；潞安160 kt/a示范工廠于2009年7月進入試車運行。目前這兩套裝置均實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行，產(chǎn)品市場銷售情況良好。

2004年中國石化進行費托合成催化劑、反應工程和系統(tǒng)工程的研究，第一代高性能固定床費托合成催化劑RFT-1于2006年應用于中國石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司3 000 t/a合成氣制油中試裝置。2010年對第二代催化劑RFT-2進行標定，在高空速和高轉(zhuǎn)化率工業(yè)條件下，穩(wěn)定運行1 000 h，產(chǎn)油總量約180 t。2009年中國石化購買Syntroleum公司漿態(tài)床費托合成中試技術(shù)，共同致力于煤間接液化技術(shù)的改進。

兗礦集團也開發(fā)了鐵系催化劑及漿態(tài)床費托合成中試技術(shù)，2007年建成萬噸級高溫費托合成和100 t/a高溫費托合成催化劑中試裝置[7]。在溫度300～400 ℃、壓力2.0～5.0 MPa條件下，實現(xiàn)連續(xù)滿負荷運行1 580 h。合成氣轉(zhuǎn)化率超過82%，產(chǎn)物中甲烷體積分數(shù)低于10%，烯烴超過28%，C5及以上烴超過50%。2011年12月，兗礦集團榆林百萬噸煤制油項目正式啟動，包括日處理2 000 t煤的新型水煤漿氣化、100萬噸級低溫費托合成油和以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)裝置，一期將生產(chǎn)1 100 kt/a煤間接液化制油及化工產(chǎn)品，組成為柴油76%，石腦油20%，液化石油氣3.1%，特種蠟0.9%以及二甲醚等[8]。

1.3 合成氣制乙醇

合成氣制乙醇主要有3種工藝路線，包括合成氣微生物發(fā)酵法、合成氣直接制乙醇和合成氣經(jīng)乙酸(或乙酸酯)加氫制乙醇。

合成氣發(fā)酵法制乙醇技術(shù)已建成一些生產(chǎn)線，但總體上還處于評估、探索以及半商業(yè)化運行階段。Coskata公司于2009年10月在美國賓夕法尼亞州投產(chǎn)了一條年產(chǎn)2×108～4.5×108L乙醇生產(chǎn)線，發(fā)酵液利用膜技術(shù)分離，乙醇體積分數(shù)達99.7%[9]。2012年4月，寶鋼金屬有限公司與LanzaTech聯(lián)合建設(shè)投產(chǎn)了300 t鋼廠尾氣制乙醇示范工程，并于2013年動工建設(shè)100 kt/a鋼廠尾氣制乙醇的工業(yè)化項目。2013年3月，河北鋼鐵集團唐鋼公司與美國Harsco集團簽訂利用煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)酵制備乙醇項目的合作框架協(xié)議。該項目竣工后將日處理轉(zhuǎn)爐煤氣6.5×105m3，生產(chǎn)乙醇30 kt/a。

在合成氣直接制乙醇領(lǐng)域，2011年11月江蘇索普集團采用中國科學院大連物理化學研究所技術(shù)，建設(shè)一套30 kt/a合成氣制乙醇裝置，建成后將成為世界首套萬噸級煤經(jīng)合成氣制乙醇的工業(yè)化裝置。投產(chǎn)后將形成300 kt/a規(guī)模的工藝軟件包，并將建設(shè)300 kt/a商業(yè)化運行裝置。以IFP工藝為基準進行的經(jīng)濟性分析表明，建設(shè)一套100 kt/a合成氣制乙醇裝置需總投資4.8億元，乙醇生產(chǎn)成本約為5 458.2元/t，每年稅后利潤可達1.35億元[10]。若將副產(chǎn)品甲醇、丙醇和丁醇等作為高附加值產(chǎn)品出售，還可進一步提高項目的盈利性。

合成氣經(jīng)乙酸或乙酸酯加氫制乙醇技術(shù)已取得突破，成為具有競爭力的乙醇生產(chǎn)路線之一。2013年Celanese公司采用TCXTM工藝在南京投產(chǎn)了一套275 kt/a煤基乙酸加氫制乙醇工業(yè)裝置，產(chǎn)品已經(jīng)開始市場銷售，隨著工藝的不斷改進，未來產(chǎn)能將增加30%～40%。該公司還計劃在珠海市高欄港經(jīng)濟區(qū)建設(shè)大型工業(yè)乙醇項目，設(shè)計產(chǎn)能為400 kt/a。對一套300 kt/a裝置進行經(jīng)濟性分析，以年操作時間8 000 h計，當乙酸價格為2 393元/t、氫氣(純度99%)價格為1.0元/m3時，乙醇生產(chǎn)成本約為5 300元/t[11]。山西煤化所、西南化工研究設(shè)計院、上海浦景化工技術(shù)有限公司等機構(gòu)開發(fā)的乙酸或乙酸酯加氫制乙醇技術(shù)陸續(xù)成功實現(xiàn)中試驗證，2012年4月河南順達化工科技有限公司采用西南化工研究設(shè)計院的技術(shù)，建設(shè)國內(nèi)首套200 kt/a乙酸酯化加氫制乙醇工業(yè)示范裝置。上海戊正工程技術(shù)有限公司采用自主開發(fā)的乙酸酯催化加氫制乙醇催化劑和工藝建設(shè)的60 t/a中試裝置穩(wěn)定運行6 000 h以上，乙酸酯轉(zhuǎn)化率大于96%，乙醇選擇性在98%以上；江蘇丹化集團有限責任公司600 t/a乙酸酯加氫制乙醇中試裝置穩(wěn)定運行1 000 h，并完成了100 kt/a及200 kt/a的乙酸酯加氫制乙醇工藝包的編制。

1.4 合成氣制乙二醇

由于原油短缺和價格上漲，20世紀70—80年代以合成氣為原料合成乙二醇路線得到長足發(fā)展，尤其是我國利用儲量較為豐富、價格較低的煤炭資源，采用中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所技術(shù)在2009年投產(chǎn)了全球首套200 kt/a煤基合成氣制乙二醇工業(yè)裝置。2013年我國4 960 kt/a乙二醇產(chǎn)能中，合成氣制乙二醇產(chǎn)能為850 kt/a，占總產(chǎn)能的17%。預計2020年我國乙二醇產(chǎn)量可達10 Mt，其中煤基乙二醇所占比例將達到40%。

合成氣經(jīng)乙酸酯加氫法制乙二醇技術(shù)已基本成熟，能夠適應規(guī)模級產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，其關(guān)鍵是偶聯(lián)催化劑與加氫催化劑的開發(fā)。偶聯(lián)催化劑從最初的鉑族金屬催化劑，發(fā)展到氧化鋁或具有尖晶石結(jié)構(gòu)的材料負載的雙鉑族金屬鹽為活性組分的催化劑，在溫度80～150 ℃、壓力0.1～1.0 MPa條件下，乙酸酯選擇性達到97%～98%[12]。加氫催化劑現(xiàn)多采用負載型Cu基催化劑，乙酸二乙酯轉(zhuǎn)化率和乙二醇選擇性可達到100%和98%。目前研發(fā)方向是提高催化劑穩(wěn)定性、乙二醇時空收率及選擇性，研究手段主要有添加助劑或改進催化劑制備方法等。

除催化劑開發(fā)外，提高乙二醇的UV值也是乙酸酯加氫法制乙二醇路線中的一項重要工作。目前主要有物理法和化學法兩大類，物理法中具有代表性的是吸附法和膜分離等，化學方法包括硼氫化物還原法、催化加氫法[13]、紫外輻照分解法等，這些方法都可以顯著地提高乙二醇的UV值。

2011年華東理工大學、上海浦景化工技術(shù)有限公司和安徽淮化集團合作開發(fā)煤基合成氣制乙二醇技術(shù)，建成千噸級中試裝置；同年，鶴壁寶馬集團科技有限公司、中國五環(huán)工程有限公司、湖北省化學研究院共同合作建設(shè)的煤制乙二醇工業(yè)試驗裝置全流程成功打通；2012年采用上海戊正工程技術(shù)有限公司專利技術(shù)在山東華魯恒升化工股份有限公司的50 kt/a合成氣制乙二醇裝置試車成功并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品；采用中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院技術(shù)在湖北化肥公司建設(shè)的200 kt/a合成氣制乙二醇工業(yè)示范裝置于2014年初成功投產(chǎn)，乙二醇產(chǎn)品已用于中國石化儀征化纖股份有限公司聚酯生產(chǎn)。截至2014年初，中國已投產(chǎn)經(jīng)乙酸酯加氫路線煤制乙二醇項目共7個，總產(chǎn)能達1 150 kt/a。

根據(jù)通遼金煤化工有限公司200 kt/a合成氣經(jīng)乙酸酯加氫制乙二醇相關(guān)資料，裝置投資費用以21億元計，當煤價為300元/t時，乙二醇生產(chǎn)成本約3 834元/t。加上10%的投資回報率，乙二醇稅前銷售成本約4 968元/t。該工藝的經(jīng)濟性與煤炭價格關(guān)系密切，隨著煤價的上漲，原料煤成本在產(chǎn)品銷售成本中的比重逐漸上升。

1.5 合成氣制多碳醇

多碳醇是指碳原子數(shù)大于1的脂肪醇類化合物，包括C2～C5低碳醇、C6～C25及C26以上的高碳醇。多碳醇可由單烯烴和合成氣經(jīng)羰基合成法制備，也可采用合成氣直接合成法。

羰基合成法(也稱氫甲酰化反應)可生產(chǎn)正丙醇、丁醇等低碳醇和己醇、異辛醇、2-乙基己醇、異壬醇、異癸醇、十三烷醇及直鏈C6～C10醇等。工業(yè)化應用催化劑經(jīng)歷了4個發(fā)展階段：羰基鈷催化劑、叔膦改性的羰基鈷催化劑、油溶性銠-膦配合物催化劑以及水溶性銠-膦配合物催化劑。技術(shù)發(fā)展趨勢是用高活性銠基催化劑替代傳統(tǒng)鈷基催化劑，重點改性膦配體，以獲得穩(wěn)定性好、活性高的膦/銠催化體系，同時革新催化劑分離回收工藝，簡化催化劑分離過程。

合成氣直接合成多碳醇分為化學法和生物法兩種工藝路線，生物法主要合成乙醇?；瘜W法的關(guān)鍵是催化劑，主要集中在改性甲醇合成催化劑、改性費托合成催化劑、Rh基催化劑和抗硫MoS2催化劑四大類。由于催化劑的選擇性和混合醇的時空收率一直未達到工業(yè)化要求，因此在相繼進行中試驗證之后，無一實現(xiàn)工業(yè)化。較成熟的多碳醇合成工藝見表1[14]。

表1 各種合成氣制多碳醇催化劑及工藝性能

2 甲醇化工

2.1 甲醇制烯烴

甲醇制烯烴(MTO)是一條由非石油資源出發(fā)制取石化產(chǎn)品的新路線，已初步實現(xiàn)工業(yè)化。采用中科院大連物理化學研究所DMTO技術(shù)，神華包頭煤化工有限公司和寧波富德能源有限公司分別建成了600 kt/a(乙烯+丙烯)的煤基烯烴裝置，并成功投料運行；采用中國石化SMTO技術(shù)，中國石化中原石油化工有限責任公司建成了一套200 kt/a(乙烯+丙烯)的甲醇制烯烴裝置，并成功運行。2014年6月，由中石化洛陽工程有限公司總承包建設(shè)的中煤陜西榆林能源化工有限公司1 800 kt/a MTO裝置也打通全流程，生產(chǎn)出合格的混合烯烴產(chǎn)品。截至2014年7月，中國已投入運行7個甲醇制烯烴裝置，總產(chǎn)能3 260 kt/a。其中一體化甲醇制烯烴產(chǎn)能2 160 kt/a，部分外購甲醇制烯烴300 kt/a，完全外購甲醇制烯烴800 kt/a。2014年底，國內(nèi)有6套甲醇制烯烴裝置投料試車，烯烴產(chǎn)能共計2 830 kt/a，甲醇制烯烴總產(chǎn)能達到6 090 kt/a。

2.2 甲醇制丙烯

甲醇制丙烯(MTP)能夠調(diào)節(jié)烯烴產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，滿足丙烯快速增長的需求，主要開發(fā)公司有Lurgi、清華大學和中國石化。Lurgi公司在神華寧夏煤業(yè)集團的470 kt/a丙烯MTP裝置于2010年8月開車，大唐國際化工技術(shù)研究院470 kt/a丙烯MTP裝置于2011年1月開車。清華大學的FMTP技術(shù)于2009年9月完成年處理甲醇30 kt的工業(yè)試驗。中國石化S-MTP技術(shù)已完成百噸級中試和5 kt/a甲醇工業(yè)側(cè)線工藝包設(shè)計。國內(nèi)采用DMTO和MTP的技術(shù)經(jīng)濟性見表2。

表2 國內(nèi)采用DMTO和MTP技術(shù)經(jīng)濟性

甲醇制汽油/芳烴技術(shù)(MTG/MTA)與 MTO/MTP 相比，具有流程短、在裝置規(guī)模上相對靈活和容易實現(xiàn)的優(yōu)點。2013年12月我國發(fā)布《第五階段車用汽油國家標準》，將汽油硫含量指標限值由第四階段的50 μg/g降為10 μg/g，更加凸顯出硫含量低于5 μg/g 的甲醇制汽油的長遠價值。亞化咨詢研究表明，截至2013年2月，中國已建成MTG/MTA產(chǎn)能560 kt/a，到2016年MTG/MTA產(chǎn)能將達2 060 kt/a。目前主要的MTG/MTA項目如表3所示。除此之外，以芳烴為目的產(chǎn)物的MTA技術(shù)和甲苯甲醇甲基化制對二甲苯技術(shù)也成為新的研發(fā)熱點。

表3 中國汽油/甲醇制芳烴(MTG/MTA)項目

3 甲烷化工

因甲烷直接轉(zhuǎn)化的目的產(chǎn)物很容易被深度氧化為CO2和H2O，產(chǎn)物收率較低，尚未看到明顯的工業(yè)化前景，需要新的思路才能取得突破性進展[15]。

甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯(OCM)的開發(fā)重點是尋找高活性和高選擇性的催化體系，同時通過對反應體系的設(shè)計和工藝條件的優(yōu)化來達到工業(yè)化要求，其中包括耐高溫反應器的制造、大量反應熱的撤除和回收利用、原料氣循環(huán)和稀乙烯產(chǎn)物的分離，而反應—分離一體化流程很可能是一種發(fā)展方向。

活性較高的催化劑主要有堿金屬與堿土金屬氧化物(Mg、Ca、Li、Na)、稀土金屬氧化物(La2O3和Sm2O3)和過渡金屬復合氧化物(Mn、Pb、Zn、Ti、Cr、Fe、Co、Ni)等。此外，膜反應/分離系統(tǒng)[16]、分布式進氧[17]、電催化反應分離系統(tǒng)以及層析分離法等均被用于OCM過程中。

2010年12月美國Siluria科技公司將高通量篩選技術(shù)和合成生物技術(shù)相組合，發(fā)現(xiàn)一種經(jīng)基因改造的病毒在引導形成納米線后，于800～950 ℃溫度下便可激活甲烷，且大幅提高了甲烷轉(zhuǎn)換為乙烯的效率[18-19]。目前該催化劑還存在乙烯生成速率無法滿足商業(yè)化生產(chǎn)要求的缺點，未來將進一步提高選擇性。美國熱塑性樹脂生產(chǎn)商Braskem將資助Siluria建設(shè)一套該技術(shù)的工業(yè)示范裝置，2014年底投產(chǎn)。

UOP公司2012年完成OCM制乙烯工藝的基本原理試驗工作，得到較好的收率和性能，可降低原料成本40%左右，下一步是工藝進一步開發(fā)和技術(shù)放大。

此外，甲烷經(jīng)乙炔和氯甲烷制乙烯的二步法工藝也在積極開發(fā)中。美國Synfuels公司采用甲烷轉(zhuǎn)化為乙炔、乙炔再加氫制乙烯的工藝，2012年4月已在德克薩斯州Bryan附近完成示范裝置[20]。

4 結(jié)語

以煤炭和天然氣作為可替代石油資源，發(fā)展C1化工是解決我國液體燃料和石化產(chǎn)品供應問題的重要途徑之一。從技術(shù)的先進性、開發(fā)現(xiàn)狀和產(chǎn)品的前景等方面來看，合成氣制燃料油和乙醇及經(jīng)乙酸酯加氫制乙二醇技術(shù)，甲醇制烯烴、丙烯和汽油等技術(shù)都已進入工業(yè)化或工業(yè)化示范階段，值得重視和關(guān)注；甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯、合成氣直接制低碳烯烴、合成氣直接制二甲醚等具有前景的技術(shù)路線需加快研究步伐，盡快走出實驗室，實現(xiàn)工業(yè)應用。

未來大型化、規(guī)?；?、集約化是C1化工發(fā)展的趨勢，同時，積極開發(fā)各種節(jié)能減排、CO2捕獲和污水回用技術(shù)，實現(xiàn)化工生產(chǎn)的清潔化、環(huán)?；?、綠色化，也是C1化工發(fā)展的重要方向。

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未來3～5年拉美國家擬新增甲醇裝置

Air Liquide集團有關(guān)人士在2014年11月7日參加石化聯(lián)盟研討會上表示，由于拉美地區(qū)擁有豐富的天然氣資源卻仍在進口甲醇，生產(chǎn)商們或許考慮在未來3～5年內(nèi)在該地區(qū)新建甲醇生產(chǎn)裝置。

為了取代進口，拉美國家政府實施了促進國內(nèi)生產(chǎn)及減少進口的政策。在此政策扶持下，拉美國家或許會選擇新建甲醇裝置。拉美國家決定建設(shè)甲醇裝置不只為了取代進口，也為了增加其天然氣儲量的價值。不過，預計拉美地區(qū)不會在未來2～3年內(nèi)有任何新建甲醇裝置。

巴西國家石油公司(Petrobras)此前提出建設(shè)一套2 kt/d甲醇裝置的計劃，不過該項目現(xiàn)在仍處于評估階段。同時，拉美的甲醇產(chǎn)能正在減少。Methanex正將該公司位于智利Punta Arenas的兩套甲醇裝置遷往美國路易斯安那州，并考慮搬遷第三套裝置。這樣一來，Methanex在智利將僅剩一套甲醇裝置。Methanex將裝置從南美遷出，擬利用美國廉價天然氣的優(yōu)勢。由于依賴從阿根廷進口的天然氣為原料，Methanex已經(jīng)永久關(guān)停其位于智利的大部分甲醇產(chǎn)能。隨著阿根廷從天然氣出口國變成進口國，該國已停止對外輸出天然氣。盡管阿根廷進口天然氣，但該國擁有大量未開發(fā)的頁巖氣資源，位于Vaca Muerta的儲量尤其龐大。玻利維亞也擁有大量天然氣資源，秘魯也正在開發(fā)其天然氣儲量。

另一種生產(chǎn)甲醇的途徑是煤氣化，不過，雖然哥倫比亞有豐富的煤炭資源，但并未發(fā)現(xiàn)該國利用煤炭為原料生產(chǎn)甲醇。

(中國石化有機原料科技情報中心站供稿)

丁二烯工藝技術(shù)進展

除了氧化脫氫生產(chǎn)丁二烯的技術(shù)以外，還有一些公司尋求利用木質(zhì)纖維生物質(zhì)生產(chǎn)可再生丁二烯的生物技術(shù)。Genomatica公司就是一家開發(fā)生物技術(shù)利用木質(zhì)纖維生物質(zhì)生產(chǎn)丁二烯的公司。這家公司利用專用的微生物把木質(zhì)纖維素原料直接或通過中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為生物丁二烯，它與巴西化工公司和埃尼化學公司的Versalis公司合作在共同開發(fā)。巴西化工公司負責在北美開發(fā)并轉(zhuǎn)讓這項技術(shù)，Versalis公司主要在非洲、亞洲和歐洲進行開發(fā)并對外轉(zhuǎn)讓。

Cobalt技術(shù)公司開發(fā)的發(fā)酵技術(shù)是先把木質(zhì)纖維生物質(zhì)得到的糖轉(zhuǎn)化為正丁醇，然后再把正丁醇轉(zhuǎn)化為丁二烯。目前該公司正在確定與亞洲的幾家戰(zhàn)略合作伙伴進一步開發(fā)。

Axens、IFP新能源公司和Michelin公司也已結(jié)為合作伙伴，投資5 200萬歐元，用可再生原料木質(zhì)纖維生物質(zhì)利用8年時間開發(fā)生產(chǎn)丁二烯的生物技術(shù)。

酶脫氫是開發(fā)生物生物丁二烯的另一項專用技術(shù)。Global Bioenergies公司已與Synthos集團合作，開發(fā)用酶脫氫生產(chǎn)生物丁二烯的專用技術(shù)。Global Bioenergies公司在2014年4月申請了相關(guān)專利。Arzeda公司與Invista公司合作也將研究利用酶脫氫生產(chǎn)生物丁二烯的專用技術(shù)。

(中國石化有機原料科技情報中心站供稿)

The Present Situation and Research Progress of C1Chemical Industry

Zhang Liping

(SINOPECShanghaiResearchInstituteofPetrochemicalTechnology,201208)

C1chemical industry is the most promising route to replace the oil synthetic route for preparing basic organic chemical raw materials, fuel and other important chemicals. The present situation and research progress of C1chemical industry in and abroad were summarized. And the research focus in different branches, including the synthesis gas production, synthetic gas chemical engineering, methanol chemical engineering and methane direct conversion to chemical were also discussed in details. It was pointed out that large-scale, integration and intensiveness are the trends of the development of C1chemical industry. Technologies for energy saving, CO2capture and water recycle are the important research direction of C1chemical industry.

C1chemical industry, synthetic gas, natural gas, methanol

2015-01-08。

張麗平，女，1982年出生，高級工程師，長期從事C1化工技術(shù)開發(fā)和科技情報調(diào)研工作。

1674-1099 (2015)01-0050-07

TQ211

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