我國煤化工再添“利器”

　　我們日常所用的塑料制品、化纖織物，其實(shí)背后都離不開(kāi)一種重要的化工原料——烯烴，需求量巨大。通常，它是從石油中來(lái)。但是在我國，“富煤、貧油、少氣”的能源格局決定了我們如果走傳統的石油制烯烴“老路”，將會(huì )付出高昂的成本和巨大的代價(jià)。

　　為解決我國這一能源資源困境，中國科學(xué)家出手了。記者從中國科學(xué)院了解到，我國科學(xué)家通過(guò)自主創(chuàng )新，獨辟蹊徑，繞開(kāi)了生產(chǎn)烯烴對于石油的依賴(lài)，開(kāi)創(chuàng )了煤制烯烴的技術(shù)路徑。十余年來(lái)，這一創(chuàng )新成果，不僅引領(lǐng)了煤基烯烴產(chǎn)業(yè)的快速高質(zhì)量發(fā)展，也深刻影響了傳統的石油化工和煤化工產(chǎn)業(yè)格局。

　　一直在“追趕”的重要原料

　　合成樹(shù)脂、合成纖維、合成橡膠，這些生活中隨處可見(jiàn)的化工產(chǎn)品，其實(shí)都是以烯烴為原料的。以乙烯和丙烯為主的低碳烯烴是重要的基本有機化工原料，也是現代化學(xué)工業(yè)的基石。

　　然而，傳統的低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)強烈地依賴(lài)于石油資源�！拔覈�的石油資源短缺，原油主要依靠進(jìn)口，2019年我國原油的對外依存度已經(jīng)超過(guò)70％，嚴重影響了國家能源戰略安全�！敝袊�工程院院士、中科院大連化物所所長(cháng)劉中民說(shuō)。

　　劉中民告訴記者，我國石油工業(yè)有兩個(gè)最基本的任務(wù)，一個(gè)是提供汽油、煤油等能源產(chǎn)品；另一個(gè)就是為化工提供基礎原料。目前，前者已經(jīng)基本完成，后者卻“很努力也沒(méi)有做到”。

　　“跟發(fā)達國家相比，我們還有巨大的發(fā)展空間�！眲⒅忻窀嬖V記者，目前，我國人均每年消耗24公斤烯烴，而美國是42公斤。

　　“一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)百萬(wàn)噸級的烯烴工廠(chǎng)需要有千萬(wàn)噸級的煉油廠(chǎng)配套提供石腦油原料�，F在，我國煉油廠(chǎng)的數量已經(jīng)很充足，但是烯烴廠(chǎng)還遠遠不夠�！眲⒅忻癖硎�，我國不僅要發(fā)展煤化工，還需要讓煤化工及石油化工相互配合、補充，形成更加合理的工業(yè)結構。

　　“在我國，烯烴的當量自給率多年來(lái)僅維持在50%左右�！睘槭裁措y以提升？劉中民解釋道，這是因為我國的經(jīng)濟在迅速發(fā)展，而烯烴的消費量和人均GDP是成正比的。也就是說(shuō)，我國烯烴的產(chǎn)能增長(cháng)遠遠跟不上經(jīng)濟發(fā)展帶來(lái)的巨大需求。

　　另辟蹊徑的“中國技術(shù)”

　　發(fā)展煤化工，實(shí)現“煤代油”，以擺脫對石油資源的嚴重依賴(lài)，一直是我國能源安全戰略的重點(diǎn)考慮。

　　在我國2020年政府工作報告中，就再次提出：保障能源安全，推動(dòng)煤炭清潔高效利用，發(fā)展可再生能源，完善石油、天然氣、電力產(chǎn)供銷(xiāo)體系，提升能源儲備能力。

　　甲醇制烯烴技術(shù)，就是我國自主開(kāi)發(fā)的煤炭清潔高效利用的重要方式之一。據了解，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)“大連化物所”）從20世紀80年代開(kāi)始，圍繞甲醇制烯烴催化劑和工藝技術(shù)進(jìn)行了長(cháng)達30多年的研發(fā)工作，在催化劑、反應工藝、工程化及工業(yè)化成套技術(shù)等方面取得了一系列發(fā)明和創(chuàng )新，最終形成了可采用非石油資源（如煤、天然氣、生物質(zhì)等）來(lái)生產(chǎn)低碳烯烴的DMTO技術(shù)，開(kāi)辟了以非石油資源生產(chǎn)低碳烯烴的新路線(xiàn)。

　　如今，該技術(shù)已經(jīng)走到了“第三代”。11月9日，大連化物所第三代甲醇制烯烴（DMTO-Ⅲ）技術(shù)在北京通過(guò)了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )組織的科技成果鑒定。

　　鑒定專(zhuān)家一致認為：該成果創(chuàng )新性強，具有完全自主知識產(chǎn)權，成果處于國際領(lǐng)先水平，技術(shù)優(yōu)勢明顯，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，應用前景廣闊；建議加快新一代催化劑推廣應用，并早日建成DMTO-Ⅲ工業(yè)示范裝置。

　　在催化劑方面，該技術(shù)開(kāi)發(fā)出了烯烴收率高、焦炭產(chǎn)率低、操作窗口寬、微量雜質(zhì)少的新一代甲醇制烯烴催化劑。目前已建成5000噸/年規模的催化劑生產(chǎn)線(xiàn)并成功實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)；在工藝方面，建立了從分子篩反應擴散到反應器內催化劑積碳分布的理論方法，發(fā)展了通過(guò)催化劑積碳調控烯烴選擇性的技術(shù)路線(xiàn)，并在此基礎上完成了千噸級中試試驗。

　　跨世紀“接力”筑起能源安全防線(xiàn)

　　“前后幾代人，歷經(jīng)數十載�；叵肫饋�(lái)，這一過(guò)程，更像一場(chǎng)跨越世紀的馬拉松接力賽。我自己有機會(huì )作為這一過(guò)程的參與者和接力棒的傳承者，深感榮幸和自豪�！眲⒅忻裾f(shuō)。

　　他口中的“接力賽”，就是我國DMTO甲醇制烯烴，這一自主創(chuàng )新的原創(chuàng )技術(shù)的研發(fā)和更新歷程。

　　這一技術(shù)，開(kāi)創(chuàng )并引領(lǐng)了煤制烯烴戰略性新興產(chǎn)業(yè)，對實(shí)現煤炭資源清潔高效利用、緩解石油資源供應緊張局面、促進(jìn)煤化工與石油化工協(xié)調發(fā)展、保障我國能源安全具有重大意義。

　　而新近問(wèn)世的新一代甲醇制烯烴技術(shù)，相比第一代，有了更多的優(yōu)勢。據了解，在技術(shù)開(kāi)發(fā)時(shí)，就兼顧了已有工業(yè)裝置和新技術(shù)開(kāi)發(fā)需求，目前，新催化劑已在多套一代工業(yè)裝置中實(shí)現應用。

　　劉中民介紹，與已經(jīng)工業(yè)化的一代技術(shù)相比，三代技術(shù)的經(jīng)濟性有了顯著(zhù)提高，主要表現在原料處理能力和原料消耗、能源消耗等方面。

　　首先，單套裝置甲醇處理能力大幅度增加，從180萬(wàn)噸/年，提高到300萬(wàn)噸/年，烯烴產(chǎn)量從60萬(wàn)噸/年增加到115萬(wàn)噸/年。幾乎翻了一番。也就是說(shuō)，達到同樣的產(chǎn)能，原先需要建兩套設備，現在只需要一套了。

　　除設備處理能力大幅增加外，更引人注目的是：新一代催化劑用于現有裝置，每產(chǎn)一噸烯烴僅消耗甲醇2.85-2.90噸，與原先的3.0噸相比，降幅可觀(guān)，也刷新了行業(yè)記錄。不要小看這一數字，它每年可為用戶(hù)企業(yè)增收上億元。

　　同時(shí)，三代技術(shù)由于精簡(jiǎn)了反應設備，使得單位烯烴產(chǎn)能的能耗明顯下降。

　　由于巨大的使用價(jià)值，該技術(shù)剛剛誕生，就已經(jīng)走出實(shí)驗室，獲得企業(yè)青睞。近期，大連化物所已與寶豐能源達成5套100萬(wàn)噸/年烯烴產(chǎn)能的DMTO-Ⅲ工業(yè)裝置的合作意向，共同推動(dòng)新技術(shù)的應用和升級。

　　據了解，目前，DMTO系列技術(shù)已累計技術(shù)許可31套工業(yè)裝置（投產(chǎn)14套），對應烯烴產(chǎn)能2025萬(wàn)噸/年，預計拉動(dòng)投資超4000億元人民幣，全部投產(chǎn)后可實(shí)現年產(chǎn)值超2000億元人民幣。