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MTO/MTP技术难点及前景

伴随着愈演愈烈的甲醇项目建设热，甲醇的主要出路之一——甲醇制低碳烯（MTO/MTP）项目逐渐浮出水面，并成为众多煤化工项目产业链中的重要一环。但必须看到，当前世界上尚无1套工业化的MTO/MTP生产装置，其技术的可靠性和经济性都有待检验。
一、市场需求与资源结构造就MTO/MTP热
●快速增长的石化产品市场
近10年来，我国以乙烯和丙烯为龙头的石化工业得到迅速发展，石化产品市场消费和需求增长速度居世界前列，并逐步发展成为世界乃至亚洲市场的中心。2004年，我国乙烯、丙烯、合成树脂和合成橡胶的市场满足率仅为40%～60%，每年都需从周边国家和地区进口大量的石化产品。市场的快速增长以及巨大的缺口促使国内掀起了新一轮乙烯项目建设热潮，国内外投资商纷纷投资扩建和新建乙烯项目。2004年我国主要石化产品市场供求状况见表1。
●原油供求矛盾日益尖锐
由于我国经济持续快速增长，近年来原油供求矛盾日益尖锐。2004年，我国原油产量为1.75亿t，进口量高达1.23亿t，进口依存度从1995年的12.65%增长到45.05%。此外，我国轻烃和凝析油资源也极为有限，因此作为乙烯主要原料的石脑油、轻烃和凝析油的供应和来源成为我国乙烯发展的主要瓶颈之一。避开资源相对短缺的原油，MTO/MTP项目受到投资者的极大青睐。
●资源结构特点使然
目前我国能源结构特点是“富煤、缺油、少气”，预计这一状况在今后相当长的时期内不会改变。原料结构多元化已经成为我国石化行业发展的必然选择，利用我国相对丰富的煤炭资源发展石化产业，进而带动地方经济发展，已经成为富煤、缺油、少气地区的首选。
●结构调整与行业吸引力
2003年开始的新一轮石化行业景气高峰形成的高盈利形势、原油价格的持续上涨和石油化工行业的高度垄断是促使煤化工快速发展的主要原因，煤炭行业的结构调整以及各地区发展石油化工积极性不断高涨又极大地刺激了MTO/MTP项目建设。各地区都试图通过“煤炭－甲醇－低碳烯烃－石油化工成品”这一发展模式来带动本地区经济的发展。
表12004年我国主要石化产品供求状况单位万t
产量进口量出口量当量消费量市场满足率/%
乙烯626.606.762.231648.0038.05
丙烯623.4021.330.001113.6455.98
芳烃669.88269.786.76932.9071.81
合成树脂1791.002131.00108.703813.3046.96
合成橡胶147.80109.508.50248.7059.40
合成纤维1424.54178.3546.551556.3091.53
二、技术渐趋成熟可靠性尚待检验
近年来，煤炭气化、天然气转化、甲醇合成和MTO/MTP催化剂技术的不断完善和发展，为C1路线制烯烃奠定了坚实的基础。
●煤气化技术
目前我国采用的煤气化技术主要包括无烟煤固定床间歇气化技术（中小合成氨企业）、德士古水煤浆加压气化技术（已有9家企业采用）、鲁奇气化技术（已有2家企业采用）、灰熔聚气化技术和恩德粉煤气化技术（Winkler气化炉），采用壳牌粉煤加压气化技术的一批项目（13家企业）正在建设之中，德国GSP气化技术正在推动之中。
德士古水煤浆加压气化技术、壳牌粉煤加压气化技术和德国GSP气化技术都是典型的洁净煤气技术，都已实现工业化，单炉能力可达1000～2000t/d(投煤量)，广泛用于发电和化工生产。鲁奇气化技术主要用于城市煤气生产，也可用于化工生产。
上述气化技术各有特点，都比较成熟，适于大规模煤化工生产装置，可根据煤种、灰熔点、装置规模、产品链设定和投资情况进行选择。
我国自主研发的灰熔聚气化技术和恩德粉煤气化技术（Winkler气化炉）适用于中小规模化工装置使用，在技术上有待进一步完善。
●天然气转化技术
目前工业上采用的天然气转化技术主要有3种：即一段转化（SMR，有传统与补碳两种方案）、两段转化（POX）和自热式转化（ATR）。上述技术都是各有特点的成熟技术，都已实现工业化生产。
SMR法适用于中小规模装置（≤1000t/d），具有工艺流程短、设备少、操作容易、技术可靠的特点；POX工艺适于大型装置（1000～7500t/d），特点是工艺先进可靠，能量利用合理，经济上有竞争性，是目前国内外大型甲醇生产中广泛采用的工艺技术；对于超大型装置（5000～7500t/d），可考虑采用ATR工艺技术，该工艺的特点是一次性投资较低、流程短、能耗低和竞争性强。
●甲醇合成技术
甲醇合成有高压（≥30MPa）、中压（10M～15MPa）和低压（5M～8MPa）3种工艺。目前高压法工艺已被淘汰，中低压工艺成为甲醇合成主流技术。甲醇生产的核心技术是反应器结构与形式、催化剂和热量的转移与利用。目前广泛采用的甲醇合成塔