煤制烯烴的研究進展

許銀花（青海鹽湖鎂業(yè)有限公司，青海 格爾木 816000）

煤制烯烴的研究進展

許銀花（青海鹽湖鎂業(yè)有限公司，青海 格爾木 816000）

近年來，烯烴作為重要的化工原料，在很多種工業(yè)發(fā)展中都有著十分重要的作用。以前我國的主要能源是原油，而原油作為一種不可再生能源，它的儲量越來越少，供需矛盾越來越突出，給我國國民經(jīng)濟的發(fā)展帶來了阻礙，同時也增加了社會的不穩(wěn)定因素。本文就主要分析了我國目前的煤制烯烴的研究現(xiàn)狀以及未來發(fā)展前景。

煤制烯烴；發(fā)展；原料

為了改變原油不足帶來的經(jīng)濟阻礙以及社會矛盾日益突出的局面，我國迫切需要尋找一種新型替代原料來代替原油作為新能源使用。而煤制烯烴工藝就很符合我國的發(fā)展現(xiàn)狀。

1 國內(nèi)煤制烯烴技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的烯烴制取路線是通過石腦油裂解生產(chǎn)，其缺點是過分依賴石油。我國是一個石油和天然氣資源較少，而煤炭資源相對豐富的國家。石油資源的日益緊缺和油價的持續(xù)攀升的當(dāng)今，發(fā)展煤代油產(chǎn)業(yè)成為我國必然的戰(zhàn)略選擇。

2 煤制烯烴的主要工藝路線

煤制烯烴包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成及甲醇制烯烴四項核心技術(shù)。主要分為煤制甲醇、甲醇制烯烴這兩個過程。而其中煤制甲醇的過程占了煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成這三項核心技術(shù)。截止2008年底，煤氣化、合成氣凈化和甲醇合成技術(shù)均已實現(xiàn)商業(yè)化，有多套大規(guī)模裝置在運行，甲醇制烯烴技術(shù)已日趨成熟，具備工業(yè)化條件。水煤漿氣化作為煤制甲醇的的重要組成部分。

（1）氣化技術(shù)是煤制甲醇的核心，而噴嘴是水煤漿氣化技術(shù)的核心，噴嘴性能的好壞，將直接影響氣化反應(yīng)結(jié)果耐火磚及其噴嘴自身的使用壽命。華東理工大學(xué)在多年科技攻關(guān)基礎(chǔ)上，與原魯南化肥廠、水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心合作，研制出新型水煤漿氣化噴嘴，實現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新與工業(yè)應(yīng)用。新型氣化爐為四噴嘴對置結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整噴嘴配置，優(yōu)化氣化爐結(jié)構(gòu)與尺寸，以撞擊式射流形式，強化了熱質(zhì)傳遞過程，更有利于進行氣化反應(yīng)和延長耐火磚的使用壽命。

（2）DMTO工藝技術(shù)，甲醇制烯烴(簡稱MTO)技術(shù)源于甲醇制汽油(MTG)。在MTG的開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)C2-C4烯烴是MTG過程的中間產(chǎn)物?？刂品磻?yīng)條件（如溫度等）和調(diào)整催化劑的組成，能使反應(yīng)停留在生產(chǎn)乙烯等低碳烯烴的階段。顯然，催化劑的研究則是MTO技術(shù)的核心。為提高噸甲醇的烯烴產(chǎn)量，大連化物所開發(fā)了第二代DMTO技術(shù)，簡稱DMTOⅡ，DMTOⅡ是在第一代DMTO技術(shù)的基礎(chǔ)上耦合碳四組份轉(zhuǎn)化制烯烴的多產(chǎn)烯烴技術(shù)。該技術(shù)甲醇轉(zhuǎn)化率達到99.97%，烯烴的選擇性提高了七個百分點左右。陜西蒲城70萬噸/年烯烴項目采用DMTOⅡ技術(shù)，該項目于2014年11月中交，DMTO-II技術(shù)實現(xiàn)了甲醇轉(zhuǎn)化和C4以上重組分的再轉(zhuǎn)化制烯烴系統(tǒng)的有機耦合，同等規(guī)模生產(chǎn)裝置的噸烯烴消耗比上一代DMTO技術(shù)降低10個百分點以上，具有更大的經(jīng)濟潛力和產(chǎn)業(yè)化前景。

大連物化所的DMTO-II目前處于世界先進水平行列。

（3）甲醇制丙烯（MTP）工藝技術(shù)，甲醇制丙烯（MTP）工藝是德國魯奇公司使用甲醇作為原料生產(chǎn)聚合級丙烯的專利技術(shù)，該工藝同時可副產(chǎn)乙烯、LPG和汽油。使用的催化劑為ZSM-5分子篩催化劑，由德國南方化學(xué)公司獨家生產(chǎn)，轉(zhuǎn)為MTP工藝開發(fā)，該工藝的轉(zhuǎn)化率為71%（主要是丙烯），主產(chǎn)品為94%丙烯，6%乙烯，兩者的比例可調(diào)節(jié)小范圍。副產(chǎn)品為LPG、汽油。C2以上轉(zhuǎn)化率為85%，甲醇轉(zhuǎn)化率大于99%。MTP和DMTO工藝技術(shù)優(yōu)缺點：（1）MTP工藝和DMTO工藝以“煤”代“油”克服了石油資源緊缺、價格上漲所帶來的經(jīng)濟危機，并且兩種工藝技術(shù)都比較先進，甲醇的轉(zhuǎn)化率都打到了99%。（2）MTP和DMTO裝置投資比較大。MTP和DMTO工藝的原料都是甲醇，要和煤制甲醇的裝置配套。（3）兩種工藝技術(shù)能耗高、水耗高和污染都比較嚴重。

3 煤制烯烴在國內(nèi)的發(fā)展前景

3.1 在未來將保持高景氣

現(xiàn)目前來說，世界大多數(shù)國家都將烯烴作為衡量一個國家石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要標志，就目前我國烯烴供需缺口較大的情況來說，積極發(fā)展烯烴工業(yè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義。據(jù)專業(yè)評估報告顯示，在未來，乙烯的需求量還會大幅增加，乙烯的需求量大致與GDP增速保持在同步的范圍里。聚乙烯在很多方面都有廣泛的應(yīng)用，包裝、農(nóng)膜、網(wǎng)購材料等都是它的市場，由此可見，在未來，煤制烯烴會有一個很好的發(fā)展前景。

3.2 煤制烯烴的成本競爭力

隨著國內(nèi)引進的MTP裝置開車及國產(chǎn)MTO技術(shù)成熟，必將催生甲醇制取烯烴建設(shè)的高潮。煤炭資源儲備充足不需要外國進口，因此原料成本會相對較低。

4 煤制烯烴面臨的問題

4.1 煤制烯烴的投資比較大

從煤制烯烴的工藝技術(shù)來看，煤制烯烴的工藝路線是首先用煤制甲醇，然后用甲醇再制取烯烴。要實現(xiàn)煤制烯烴要建設(shè)煤制甲醇裝置和甲醇制烯烴（DMTO）裝置或者甲醇制丙烯（MIP），必要時還要建設(shè)聚丙烯裝置來進行配套。煤制烯烴最少要建設(shè)兩套裝置，所以投資比較大。

4.2 能耗高、水耗高污染嚴重

煤制烯烴技術(shù)以煤炭為原料，對煤炭的消耗十分的高，加之它的制作工序影響。煤制甲醇中水煤氣變換過程水耗高、能耗高的特點。污染大，這些都不符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和綠色低碳發(fā)展的觀念。

5 如何解決面臨的問題

面對污染日益嚴重的生態(tài)環(huán)境問題，不僅中國，世界各國都十分重視。煤制烯烴除了原料影響外，也受制作技術(shù)的影響，導(dǎo)致它的污染嚴重，不符合現(xiàn)在的生態(tài)環(huán)保、綠色低碳的發(fā)展理念，因此為了讓它適應(yīng)當(dāng)前的局勢，尋求技術(shù)突破，盡最大可能節(jié)能降耗減少污染已經(jīng)迫在眉睫。只要解決好污染問題，煤制烯烴的全面發(fā)展是勢在必行。

6 結(jié)語

煤制烯烴的技術(shù)是符合我國國情和自然資源條件的，因此在未來，會有一個相對較好的發(fā)展前景。但在目前看來，我國的煤制烯烴技術(shù)還存在一些短板，積極解決短板問題、尋求技術(shù)突破已經(jīng)迫在眉睫。隨著石油資源的不斷減少，供需矛盾日益突出，煤制烯烴的優(yōu)勢也會逐日顯現(xiàn)。

[1]王少青,侯煒,喬子榮.煤制烯烴和油廢水處理研究進展[J].內(nèi)蒙古石油化工,2017,(01):19-21.

[2]吳秀章.煤制低碳烯烴工業(yè)示范工程最新進展[J].化工進展,2014,(04):787-794.

許銀花（1987-），性別：女，名族：漢，籍貫：青海省樂都縣，學(xué)歷：本科，學(xué)校：青海大學(xué)，專業(yè)：化工工藝，職稱：化工工藝助理工程師，研究方向：煤制烯烴。