中科院大连化物所是国内最早从事MTO技术开发的研究单位。该所从上世纪八十年代便开展了由甲醇制烯烃的工作。“六五”期间完成了实验室小试,“七五”期间完成了300吨/年(甲醇处理量)中试;采用中孔ZSM-5沸石催化剂达到了当时国际先进水平。90年代初又在国际上首创“合成气经二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法(简称SDTO法)”,被列为国家“八五”重点科技攻关课题。该新工艺是由两段反应构成,第一段反应是合成气在以金属-沸石双功能催化剂上高选择性地转化为二甲醚,第二段反应是二甲醚在SAPO-34分子筛催化剂上高选择性地转化为乙烯、丙烯等低碳烯烃。
SDTO新工艺具有如下特点:
1、合成气制二甲醚打破了合成气制甲醇体系的热力学限制,CO转化率可接近100%,与合成气经甲醇制低碳烯烃相比可节省投资5~8%;
2、采用小孔磷硅铝(SAPO-34)分子筛催化剂,比ZSM-5催化剂的乙烯选择性大大提高;
3、第二段采用流化床反应器可有效地导出反应热,实现反应-再生连续操作;
4、新工艺具有灵活性,它包含的两段反应工艺既可以联合成为制取烯烃工艺的整体,又可以单独应用。尤其是SAPO-34分子筛
催化剂可直接用作MTO工艺。
在SAPO-34催化剂的合成方面,大化所已成功地开发出以国产廉价三乙胺或二元胺为模板剂合成SAPO-34分子筛的方法,其生产成本比国内外普遍采用的四乙基氢氧化铵为模板剂的SAPO-34降低85%以上。
大连化学物理研究所与洛阳石化工程公司和陕西省新兴煤化工科技发展有限公司经过协商,正式签署了“甲醇制低碳烯烃工业化试验项目”合作协议,一致同意先建设万吨级示范装置,充分认识和验证MTO工艺在科研中试阶段尚未确认的问题,为建设百万吨级大型化MTO工业化装置打下扎实可靠的技术基础,共同开辟我国非石油资源生产低碳烯烃的煤化工新路线。 据悉,这一项目总投资6000万元,试验装置建设期12个月,试验运行期为6个月。计划于完成试验装置的建设、安装、调试工作,并正式投入实验运行,完成全部试验工作。该项目要对MTO 工艺技术的选择、关键设备的设计、重要设备选型、催化剂工业化应用性能等问题进行工程验证与考核,为MTO 工业化提供宝贵的工程经验。
不仅在科研方面,在建设大型MTO 工厂方面,除了我公司包头煤制烯烃项目外,我国各产煤大省也各有实质性的动作。
陕西省推出了3 个大型煤化工项目对外招商,这3 个大项目分别位于陕北榆神煤田年产200万吨甲醇、60 万吨丙烯的MTP 项目;榆横煤田年产240 万吨甲醇、80 万吨烯烃的MTO 项目及关中西北部的彬长煤田年产150 万吨甲醇、27.3 万吨乙烯、22.7 万吨丙烯项目。
榆神煤田项目所采用主要技术是德士古煤制合成气技术、鲁奇公司合成甲醇技术及甲醇制丙烯技术,总投资约为96.71 亿元;榆横煤田项目所采用的技术,已经初步推荐采用UOP/Hydro 公司的MTO 工艺技术,项目推荐采用德士古煤制合成气技术,Lurgi 合成甲醇技术,UOP/Hydro公司MTO 工艺技术,总投资83.88亿元。
还有我国安徽省淮北煤矿甲醇制丙烯项目,据称,该项目将利用煤转化的合成气生产200 万吨/ 年甲醇(先建一座50 万吨/ 年甲醇厂,计划3 年建成)。鲁奇公司将提供甲醇生产技术及甲醇制丙烯 (MTP )技术,丙烯产能35 万吨/ 年。
目前我国石脑油和轻柴油等原料资源短缺,如果还是以它们作为低碳烯烃生产唯一原料来源,来满足我国每年对低碳烯烃的增产需求显然不行,必须走出一条新路子。如果在我国煤炭资源丰富的地区,加快煤基MTO 工艺的工业发展,实现以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃生产原料多元化,不失是解决我国石油资源紧张,促进我国低碳烯烃工业快速发展之最有效途径,也有利于实现我国内地产煤大省实现煤炭资源优势转化。另一方面,近几年,我国甲醇市场长时期维持在高位,使得社会大量投资甲醇的热情不减,人们已经担忧甲醇产品在未来数年的市场问题。而MTO技术,也为根本解决甲醇市场出路提供保证。