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    美能源部長暗示放松原油出口限制
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    DMTO:開辟非石油路線化工新天地
    www.bougetoila.com     發布時間:2012-03-14 19:25    欄目類別:行業動態

    ——訪大連化學物理研究所研究員 新興能源科技有限公司總經理 呂志輝

    中國化工報記者  王玲 劉方斌


           面對全球石油資源的日漸枯竭,以及當前我國“富煤少油”的能源現狀,大力發展非石油烯烴工業,成為我國應對能源危機、保證石油工業實現可持續發燕尾服的重要途徑。經過多年的潛心攻關,中科院大連化物所在甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術方面取得一系列可喜的突破,并從2004年開始,與新興能源科技有限公司、中石化洛陽石油化工工程公司共同開啟了科研成果產業化的道路。多年來,該技術在升級換代和工程化方面取得了哪些突出成就?技術研發過程中有著怎樣的艱辛歷程?為此,本報記者采訪了大連化學物理研究所研究員、新興能源科技有限公司總經理呂志輝,他為我們講述了DMTO技術背后的故事。

    潛心攻關摘取碩果

           記者:聽說當初全球第一套甲醇制烯烴工業化項目——神華包頭項目在遴選技術方案時,開始選定的是引進美國環球油品公司的MTO技術。但在正式投建時,神華又毅然決然地改變了原先的技術方案,換成了大連化物所研發的DMTO技術,你們是如何在與世界頂級技術強手的同臺競爭中勝出的?

           呂志輝:這是大連化物所長期致力于非石油路線制烯烴的技術研發、長期積累的技術實力的結果,所以我們能在與世界技術強手的競爭中脫穎而出。非石油路線制烯烴技術的研發,起源于上世紀七十年代對石油危機的認識。早在“六五”期間,中國科學院和國家有關部委立足于對國情的深刻認識,就把非石油路線制取低碳烯烴列為重大項目,給予了重點支持。中科院大連化學物理研究所于上世紀八十年代初在國內外率先開展了煤或天然氣制取低碳烯烴的研究工作,主要圍繞其關鍵的中間反應環節——甲醇制低碳烯烴(乙烯、丙烯)工藝進行了連續攻關。
          低碳烯烴是構建現代化學工業的基石,低碳烯烴的生產能力和技術水平是衡量一個國家石油化工產業和經濟發達程度的重要標志。我國國民經濟的持續快速發展,對低碳烯烴的需求量也日益增加。目前,烯烴生產主要依賴石油資源,其中石腦油占大部分,其他原料包括烷烴、加氫柴油、部分重質油等等。以輕烴和石腦油為原料的水蒸汽裂解是制取低碳烯烴的主要途徑,產物以乙烯為主,副產丙烯。隨著石油資源的日益枯竭以及油價的不斷攀升,我國石油進口依存度不斷提高,烯烴生產的成本也不斷增加。形勢迫使我們加快了DMTO技術的研發進程,技術水平得以快速提高,我們技術的各項指標很快趕上了國外先進公司的指標。如2006年專家對我們萬噸級工業性試驗裝置的考核結果就顯示,甲醇轉化率達99.18%,乙丙烯加碳四的選擇性達89.15%,噸烯烴甲醇消耗2.96噸,這些主要指標都達到國際領先水平。技術競爭是以水平說話的,所以我們能最終在神華包頭項目的技術遴選中勝出。

          記者:科研技術的產業化轉化,是現在國內科研單位普遍遇到的一道難題,但你們在DMTO技術的產業化轉化方面取得了成功,你們是如何做到這一點的?

          呂志輝:工業性試驗及工程化放大是實驗室技術成果走向工業化的重要中間環節。通過工業性試驗,驗證和優化催化劑規?;苽浼夹g和反應工藝,建立實驗室結果和放大結果之間的內在聯系,掌握放大規律,獲取必要的基礎試驗數據,為大型工業化裝置提供設計基礎。但試驗需要大量投資,而且投資的風險很大。為了盡快實現技術的產業化,我們走了一條創新之路。2004年,大連化物所決定與新興能源科技有限公司、中國石化集團洛陽石油化工工程公司三方合作,建設萬噸級工業性試驗裝置,甲醇處理量50-75噸/天,開展甲醇制烯烴技術工業性試驗,該工藝技術命名為DMTO。
          2005年12月,我們完成了工業性試驗裝置建設;2006年6月,完成了包括投料試車、條件試驗、考核運行等歷時近1200小時的三個階段的工業化試驗;2006年8月,該項目在北京通過中國石化協會組織的技術成果鑒定?,F場考核專家組認為,該工業化試驗成果是具有自主知識產權的創新技術,裝置運行穩定、安全可靠,技術指標先進,處于國際領先水平,是當時世界上唯一的萬噸級甲醇制取低碳烯烴工業化試驗裝置。2006年8月24日,在北京人民大會堂召開的新聞發布會上正式宣布世界首套萬噸級甲醇制烯烴工業化成套技術喜獲成功。
          DMTO工業性試驗,利用大型的試驗裝置,不僅驗證了批量生產的催化劑的優異性能,驗證和優化了甲醇制低碳烯烴工藝技術,為大型化工業裝置的設計、建設和運行奠定了技術基礎;同時也發現,工業性試驗結果與實驗室中試結果存在著一定的差異,驗證了這樣一個原則,即甲醇制取低碳烯烴技術大型化的過程中,一定規模的工業性試驗是必須的或不可缺少的。
          DMTO技術的研發和工業化過程得到了國家的高度重視。國家發改委將DMTO工業性試驗列為國家重大產業技術開發項目專項([2005]1255號),并專門召開DMTO產業化布局會議,及時核準世界首套煤制烯烴項目,并列為國家示范工程。2010年,工信部牽頭,15個部委(單位)聯合成立協調指導小組,保障國家示范項目順利實施。
          在DMTO科技成果產業化過程中,科研院所創新思維,與地方緊密結合,由企業牽頭、政府支持,各方力量共同協作攻關,其成功是創新的合作模式與多方力量共同努力的結果。

    工程示范經受考驗

     
           記者:2010年8月8日,采用你們技術建成的神華百萬噸級煤制烯烴示范項目成功投產,各項生產指標達都到設計要求。這套裝置至今一直穩定運行,是不是可以說你們的技術經受住了工業化生產實踐的檢驗,你們的DMTO技術不僅工藝水平上是世界先進的,在工程上也是成熟的?

          呂志輝:是的。DMTO首套百萬噸級工業化裝置是神華集團內蒙古包頭煤制烯烴項目的核心部分,該項目于2006年12月11日通過了國家發改委核準,是國家示范工程。2009年12月26日,化工裝置(甲醇合成及上游)全部建成并中交,2010年1月16日,熱電裝置全部建成并投入使用,2010年2月6日,公用工程裝置全部建成并中交,2010年5月28日,甲醇制烯烴及下游聚烯烴裝置全部建成并中交。
          2010年6月至7月,神華包頭煤制烯烴裝置完成了各裝置的聯動試車工作。2010年8月8日甲醇投料一次成功,甲醇轉化率達到99.9%以上,乙烯加丙烯選擇性達到80%以上,所生產的乙烯、丙烯等產品完全符合聚合級烯烴產品的規格要求,各項指標均達到設計要求,整個裝置運行平穩。連在現場觀看開車的中石化洛陽研究院專家陳俊武院士都說:“裝置開車之順利,出乎意料?!?br />      從2010年8月10日開始,僅歷時14天,就打通煤制烯烴全流程,生產出合格聚丙烯產品。到2010年9月29日,投料試車期結束,累計生產3.6萬噸聚烯烴產品。2011年3月23日到3月26日,進行了72小時性能考核,各項指標均達到設計要求。
     截至2011年上半年,神華包頭煤制烯烴項目累計生產甲醇89.15萬噸、聚烯烴產品27.304萬噸,累計實現銷售收入31億元,實現利潤8.75億元。
          神華包頭煤制烯烴項目投料試車的成功,標志著我國具有自主知識產權的DMTO甲醇制低碳烯烴技術成功實現了工業化應用,開創了煤基能源化工產業新途徑,奠定了我國在世界煤制烯烴產業中的國際領先地位,對于我國石油化工原料替代、保障國家能源安全具有劃時代的重要意義。
     
           記者:在神華包頭百萬噸煤制烯烴項目成功投產后,你們在DMTO技術的進一步提高方面又做了哪些工作?

          呂志輝:為了保持DMTO技術的國際領先地位,甲醇制烯烴研究團隊不斷對技術進行升級改造。為了進一步提高烯烴選擇性,針對DMTO生產過程仍有一些C4以上(C4+)的烯烴類副產物,開發了甲醇轉化與烴類裂解結合的DMTO-II技術。DMTO-II大幅提高了乙烯和丙烯的產率,進一步擴大丙烯乙烯的可調范圍,同時大幅降低裝置的能耗,節省投資。通過DMTO-II技術的應用,可以大幅度的減少每噸烯烴消耗的甲醇數量,預計可達到的甲醇單耗為2.6~2.7噸/噸烯烴。
          2009年7月,通過對該DMTO工業性試驗裝置的改造,對DMTO-II技術進行了工業性試驗。2010年6月26日通過了中國石油和化學工業聯合會組織的專家鑒定。鑒定結果為,DMTO-Ⅱ技術的甲醇轉化率達到99.97 %,乙烯+丙烯的選擇性達85.68%,噸乙烯+丙烯消耗甲醇2.67噸;與第一代DMTO技術相比,DMTO-II每噸烯烴甲醇消耗降低超過10%;專用催化劑流化性能良好,磨損率低,處于國際領先水平。

    技術推廣前景可期

           記者:您對中國發展非石油路線制烯烴產業有何建議?

           呂志輝:針對全球石油資源的有限性,非石油路線的化工產業可稱為是“明日工業”。由于“富煤少油”的國情,中國發展非石油烯烴產業勢在必行。這不僅可以為化學工業的可持續發展開辟一條新路,也為即將到來的全球大規模石油替代工業的發展占得先機。
     以甲醇為原料生產烯烴,原則上只要原料質量得到保障,其來源途徑可以是廣泛的,并不一定局限于煤炭資源。但在我國,煤經甲醇制烯烴將是一條主要的應用途徑之一。煉焦過程中副產的焦爐煤氣也可以生產甲醇再轉化為烯烴;進口甲醇制烯烴是值得重視的發展方向。
          很多沿海中小企業尤其是民營企業,生產精細化學品缺乏原料來源,對乙烯、丙烯的需求尤為旺盛。對于這些地區,通過進口甲醇以DMTO方式來生產烯烴產品,可以有效解決烯烴原料的來源問題。同時,還可以擺脫這些地區對煤、水等資源的依賴,市場決定廠址,將甲醇制烯烴裝置建在東南沿海等地區,也便于整合人才、資金,實現收益最大化。
          通過采取積極手段穩定甲醇供應,與國外大型甲醇生產商或供應商建立長期合作關系,確保穩定的供應量,同時建立相應的甲醇儲備機制,穩定價格,一方面可以解決烯烴生產原料的來源,另一方面節約了石油和煤炭資源,支持可持續發展。此外,與天然氣資源豐富的國家和地區開展經濟合作,通過共同建廠等方式解決甲醇原料問題,都將為烯烴的生產提供可靠保障。
          結合國內外市場需求和行業情況,DMTO技術具有廣闊的市場前景,除了煤制烯烴生產聚烯烴產品,還可以通過DMTO技術生產的乙烯、丙烯發展下游精細化學品、對聚氯乙烯行業進行產業升級和對現有的乙烯廠進行擴能改造。

           記者:目前,除神華包頭煤制烯烴示范項目外,我國的DMTO技術還取得了哪些產業化成果?

           呂志輝:作為甲醇制烯烴(DMTO)技術專利商,新興能源科技有限公司(簡稱“新興公司”)已在國內簽訂DMTO技術許可合同十余套,截止至2011年底,合同許可的烯烴總產能已達700多萬噸/年。目前,美國、德國、法國、南非、日本、韓國等多個國家的相關企業,正在與新興公司積極洽談甲醇制烯烴(DMTO)技術許可事宜,低碳烯烴原料多元化發展的新途徑得到世界各國的普遍關注。
           由于全國甲醇產能嚴重過剩,各地都希望通過發展甲醇制取低碳烯烴產業消耗過剩甲醇產能。如果國家明晰了甲醇制取低碳烯烴產業政策,我國甲醇制取低碳烯烴產業將獲得超常發展。預計,到“十二五”中后期,全國甲醇制取低碳烯烴規模將達800萬~1000萬噸,可以作為石油制烯烴的有益補充,為國家節約大量的石油資源。


    (完)

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