成果简介

　　2010年8月8日，神华包头世界首套180万吨煤基甲醇制60万吨烯烃装置投料试车一次成功，次年1月正式进入商业化运营阶段，创造了巨大的经济效益和社会效益。神华包头煤制烯烃项目包括年产180万吨煤基甲醇联合化工装置、年产60万吨甲醇基聚烯烃联合石化装置以及配套建设的热电站、公用工程装置、辅助生产设施和厂外工程等。该工程是世界首套以煤为原料生产聚烯烃的项目，获得2014年度国家发明奖一等奖。

历史背景

　　乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，是现代化学工业的基石，其传统生产技术强烈地依赖石油资源。由于我国石油资源不足，这些行业的发展受到严重制约。但我国煤炭资源相对丰富，发展以煤为原料制取石油类产品的煤化工技术，是关系到我国经济长期稳定发展和能源安全的重大课题。其中，煤制烯烃技术是最重要的发展方向，其关键核心技术是甲醇制烯烃技术。多年来，针对我国石油产量不足、进口需求量逐年增加的情况，中央提出加快实施以甲醇、乙醇、二甲醚、煤制油等作为石油替代品的计划。在这种背景下，以甲醇为原料生产低碳烯烃的MTO技术，成为发展新型煤化工产业、实现国家“以煤代油”战略的必由之路。

创新历程

　　国家有关部委和中科院立足国情，早在“六五”期间就把非石油路线制取低碳烯烃列为重大项目，并给予重点和连续支持。中科院大连化学物理研究所根据国家发展需要，从20世纪80年代初便开始了用天然气或煤制取低碳烯烃的研究工作，先后完成了催化剂制备、放大及固定床和流化床两次中试，在催化剂和反应工艺等核心技术方面不断取得突破。20世纪90年代中期，中科院大连化学物理研究所、美国UOP公司先后完成MTO中试。由于当时原油价格相对偏低、甲醇的大型化生产技术还不成熟等原因，该技术在国内外都未实现工业化应用。

　　2004年8月，中科院大连化学物理研究所提供具有自主知识产权的催化剂和循环流化床中试技术成果，陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司出资进行装置建设及管理，中国石化集团洛阳石油化工工程公司进行工程设计，三家发挥各自优势开展合作，共同进行日处理甲醇50吨的工业化试验。经过两年的通力合作，“甲醇制取低碳烯烃（DMTO）技术开发”工业性试验项目取得重大突破性进展，在日处理甲醇50吨的工业化试验装置上实现了甲醇转化率接近100%、低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯）选择性达90%以上的目标。

　　2006年8月23日，世界首套万吨级甲醇制低碳烯烃（DMTO）装置工业试验项目通过了国家级鉴定。该项目在甲醇处理量为50吨/天时，甲醇转化率接近100%，低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯）选择性达90%以上。大连化物所首次将SAPO-34催化材料应用于甲醇制烯烃的催化过程，开发了相应的催化剂和与之配套的循环流化床中试技术，并利用该中试技术建成了目前世界上第一套万吨级甲醇制烯烃工业化装置。该项技术具有自主知识产权，相关指标处于国际领先水平。试验装置成功运转后，中科院大连化学物理研究所又继续开展了大型化DMTO工业装置的建设。

　　2006年12月11日，国家发展与改革委员会核准了神华包头煤制烯烃项目，这是“十一五”期间国家核准的唯一一个特大型煤制烯烃工业化示范项目，是世界首套、全球最大的，以煤为原料，通过煤气化制甲醇、甲醇转化制烯烃、烯烃聚合生产聚烯烃的特大煤化工项目。2009年12月26日，化工装置（甲醇合成及上游）全部建成并中交，2010年1月16日，热电装置全部建成并投入使用，2010年2月6日，公用工程装置全部建成并中交，2010年5月28日，石化装置（甲醇制烯烷及下游）全部建成并中交。2010年8月8日甲醇一次投料成功，装置运行平稳，甲醇转化率达到99.9%以上，乙烯加丙烯选择性达到80%以上，所生产的乙烯、丙烯等产品完全符合聚合级烯炷产品的规格要求。8月10日合格烯燈气体引入烯炷分离装置，8月13日烯焼分离装置生产出合格聚合级丙烯和聚合级乙烯，8月15日和21日聚丙烯和聚乙烯装置分别生产出合格聚丙烯和聚乙烯颗粒产品，提前40天实现了预定目标。到2010年9月29日，投料试车期结束，累计生产3.6万吨聚烯炷产品。2011年3月23日到3月26日，进行了72小时性能考核，设备的反应压力、再生压力、水洗水循环量、污水汽提塔进料量、反应密相藏量、再生密相藏量、甲醇进料量、产品气流量等指标基本在设计范围内。

重大意义和深远影响

　　神华包头煤制烯烃项目的建设，开创了我国煤制烯烃大规模工业化生产和煤化工新产业的先河，尤其是项目中采用的具有我国自主知识产权的DMTO技术，标志着我国在煤制烯烃产业化道路上又迈出了关键一步，对发展我国清洁煤化工产业、奠定中国在煤基烯烃工业化生产领域的国际领先地位，无疑都具有里程碑式的意义。