1月8日，2017年國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京舉行。2017年國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)共評(píng)選出271個(gè)項(xiàng)目和9名科技專家，合計(jì)280項(xiàng)（人）。其中，國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)21項(xiàng)（含創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)3項(xiàng)）。

由中國(guó)石化上海石油化工研究院牽頭完成的“高效甲醇制烯烴全流程技術(shù)”項(xiàng)目榮獲了國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。作為上述項(xiàng)目牽頭完成人之一的中國(guó)石化科技部主任謝在庫(kù)于2017年當(dāng)選為中科院院士。

“高效甲醇制烯烴全流程技術(shù)”項(xiàng)目歷經(jīng)十余年的持續(xù)創(chuàng)新，首創(chuàng)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全流程S-MTO技術(shù)。該并已獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利260件、國(guó)際發(fā)明專利23件。使中國(guó)成為世界第一個(gè)掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全流程MTO技術(shù)國(guó)家。在獲得各項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)的同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)已完成工業(yè)轉(zhuǎn)化，近三年新增產(chǎn)值59.4億元。

降低中國(guó)原油對(duì)外依存度

烯烴是含有碳碳雙鍵的不飽和烴，其下游材料為聚烯烴和塑料等產(chǎn)品。人類的衣食住行等多方面都離不開(kāi)以烯烴為原材料的產(chǎn)品。

烯烴的上游原材料多為石油，就中國(guó)而言，富煤少油缺氣的能源基礎(chǔ)決定了中國(guó)石油對(duì)外依存度很高。據(jù)了解，2016年中國(guó)對(duì)外石油依存度已達(dá)到65%以上。對(duì)于煤炭大國(guó)中國(guó)來(lái)說(shuō)，也希望通過(guò)煤炭清潔利用來(lái)降低石油的對(duì)外依存度。近年來(lái)中國(guó)也一直在發(fā)展比如“煤制氣”、“煤制油”等煤炭清潔利用技術(shù)。

該項(xiàng)目完成人之一的中國(guó)石化上海石油化工研究院教授級(jí)高工劉紅星稱，乙烯、丙烯是化學(xué)工業(yè)的基石。中國(guó)富煤少油，發(fā)展煤制烯烴可減少對(duì)石油資源的高度依賴，具有重大戰(zhàn)略意義。

所謂的煤制烯烴，其實(shí)是指以煤為原料合成甲醇后再通過(guò)甲醇制取乙烯、丙烯等烯烴的技術(shù)。上海石油化工研究院院長(zhǎng)楊為民說(shuō)，在“煤炭-合成氣-甲醇-烯烴”這條產(chǎn)業(yè)鏈中，甲醇制烯烴困擾了石化產(chǎn)業(yè)十多年，其他環(huán)節(jié)均已非常成熟。這就意味著只要解決好甲醇制烯烴的技術(shù)瓶頸，就可走通煤制烯烴這條路，實(shí)現(xiàn)“以煤代油”。

楊為民此前對(duì)媒體表示，“我們開(kāi)發(fā)的煤基甲醇制烯烴技術(shù)是從無(wú)到有的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，遇到了很多挑戰(zhàn)。我們要提高催化劑的選擇性，還要解決雜質(zhì)分離、安全環(huán)保等難題。”

比如，2000年，還在做博士生課題的劉紅星，開(kāi)始了甲醇制烯烴的反應(yīng)工藝工程動(dòng)力學(xué)研究。高選擇性的催化劑，是實(shí)現(xiàn)高效甲醇制烯烴的關(guān)鍵要素之一。在實(shí)驗(yàn)室里，劉紅星偶然發(fā)現(xiàn)，一種納米催化材料的效果特別好。他分析這種材料的合成參數(shù)，并探究其性能優(yōu)良的原因。此后，他又做了包含上千個(gè)參數(shù)的一系列合成研究，希望優(yōu)中選優(yōu)。

最終，劉紅星和同事最終創(chuàng)制了擴(kuò)散性能優(yōu)異的納米片晶SAPO-34分子篩（硅磷鋁非沸石分子篩），開(kāi)發(fā)出高效流化床催化劑，這使得最終產(chǎn)物乙烯+丙烯碳基的選擇性大于81%，比同類技術(shù)提高兩個(gè)百分點(diǎn)以上。加之團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的高效烯烴回收技術(shù)，乙烯和丙烯的回收率高達(dá)99.98%。甲醇制烯烴的“從無(wú)到有”，不僅打通了從煤到烯烴的全產(chǎn)業(yè)鏈，還優(yōu)化了產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了“從有到優(yōu)”。

劉紅星稱，中國(guó)富煤少油，煤制烯烴可以減少對(duì)石油資源的依賴，具有重大戰(zhàn)略意義；預(yù)計(jì)2025年，中國(guó)煤制烯烴將達(dá)到烯烴總產(chǎn)能的26%。

已完成工業(yè)轉(zhuǎn)化，近三年新增產(chǎn)值59.4億元

目前，該技術(shù)已完成了工業(yè)轉(zhuǎn)化，獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利260件、國(guó)際發(fā)明專利23件。據(jù)中新網(wǎng)報(bào)道，近三年該項(xiàng)目新增產(chǎn)值59.4億元人民幣，新增利潤(rùn)13.0億元人民幣，經(jīng)濟(jì)效益顯著，推動(dòng)了中國(guó)煤炭清潔利用的技術(shù)發(fā)展。

2007年，已通過(guò)實(shí)驗(yàn)室研究、模試研究門徑的研究成果，中國(guó)石化為減少中國(guó)石油進(jìn)口依賴，決定發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)甲醇制烯烴技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。經(jīng)專家評(píng)審后，燕山石化3.6萬(wàn)噸/年全流程工業(yè)試驗(yàn)裝置開(kāi)建，中試研究啟動(dòng)。完成中試后，專家給出的鑒定意見(jiàn)是，甲醇轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)均“處于國(guó)際領(lǐng)先水平”。

隨著產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的突破，工業(yè)應(yīng)用水到渠成。2011年，中原石化60萬(wàn)噸/年裝置建成并穩(wěn)定運(yùn)行。2016年，全球最大的甲醇制烯烴工廠——中天合創(chuàng)360萬(wàn)噸/年裝置在內(nèi)蒙古鄂爾多斯建成投產(chǎn)。目前，這些裝置均在穩(wěn)定運(yùn)行中。

中國(guó)石化上海石油化工研究院院長(zhǎng)楊為民對(duì)媒體表示，利用這項(xiàng)技術(shù)，煤和天然氣都能制成甲醇，甲醇再制成烯烴，因而可將技術(shù)推廣向國(guó)外，“煤多的國(guó)家用煤，天然氣多的國(guó)家就用天然氣，這項(xiàng)技術(shù)具有不可忽視的經(jīng)濟(jì)效益。”

(關(guān)鍵字：甲醇 甲醇制烯烴)