我国乙烯原料呈现“多点开花”格局

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内容提要：目前我国现有的乙醇脱水制乙烯装置是建立在燃料乙醇后继生产线上的， 工艺路线比较陈旧，能耗过高。要提高生物乙烯的市场竞争力，就必须充分考虑生物乙烯的自身特点，将生物质发酵生产乙醇和乙醇脱水制乙烯两个过程有机融合。原料替代已提上议事日程，甲醇制烯烃、重油催化热裂解制乙烯、乙醇脱水制乙烯等工艺技术路线面临发展机遇。

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我国在乙烯总产能取得长足进步的同时，乙烯生产技术及原料利用也发生了巨大变化，长期以来一直依靠单一石脑油裂解制乙烯的生产技术正在“被替代”，呈现出“多点开花”的格局。

甲醇制烯烃的原料———甲醇来源广泛，可大量替代日益宝贵和稀缺的石油资源。2006 年，国家批准实施内蒙古包头神华煤化工有限公司煤经甲醇制烯烃工程。该工程的建设规模为年产180×104t甲醇、60×104t烯烃， 采用大连化物所与陕西新兴煤化工科技发展公司、中国石化洛阳工程公司合作开发的甲醇制低碳烯烃(DMTO) 技术， 装置于2010 年8月一次开车成功， 实现了非油制烯烃技术产业化。

2010 年10 月26 日，新一代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅱ)技术许可合同签订， 标志着DMTO-Ⅱ工业化示范项目———陕煤化集团与中国长江三峡集团公司合作建设的70×104t/a 煤制烯烃项目正式启动。此外，由中国石化上海石油化工研究院和中国石化工程建设公司共同开发的100t/d 甲醇制乙烯技术(SMTO)已在燕山石化取得示范成功，采用该技术的首套60×104t/a甲醇制乙烯工业化装置正在中原乙烯化工有限责任公司建设。由中国石化石油化工科学研究院开发的重油催化热裂解制乙烯技术(CPP)已完成工业化试验， 首套50×104t/a CPP 工业化装置已于2009 年8 月在沈阳石蜡化工有限公司建成投产。上述这些新乙烯装置为我国乙烯总产能的增加贡献了4 个百分点。

我国乙烯工业在快速发展的同时面临着原料资源供应日趋紧张的问题，对此，业界应密切关注以煤作为替代原料采用MTO 技术的工业化进程，以此缓解乙烯扩能带来的原料紧张问题。同时要加快开发新的乙烯生产技术路线， 尽可能以天然气、干气为原料，开发用甲烷、乙烷、丙烷和丁烷为主要原料的低成本乙烯生产技术路线，从而提高我国乙烯产品的国际竞争力。

乙烯作为基本的有机化工原料和石油化工业的龙头产品，被誉为“石油化工之母”。随着化工、能源、材料等乙烯衍生物产业的快速发展，乙烯的产需矛盾日益突出，这就给生物乙烯———以大宗生物质为起始原料制造乙烯提供了难得的契机。发展生物乙烯已经成为必然，作为石油替代战略的重要方向和突破口，生物乙烯将给传统的乙烯及其衍生物工业带来持续发展的动力。

目前80%左右的乙醇以淀粉质粮食为原料，约20%的乙醇以木质纤维素为原料。粮食类淀粉质原料的价格较高，因而抬高了乙醇的生产成本，因此，选择低成本的原料路线是降低乙醇生产成本和提高市场竞争力的关键。利用秸秆类木质纤维素原料生产乙醇是国际公认的技术难题，但也是最有前途的技术之一。我国急需建立高水准的、以木质纤维素为原料的乙醇生产中试基地，并重点开展原料预处理、生物降解、可发酵糖的利用、秸秆类木质纤维素综合利用等方面的研究。

据介绍，氧化铝型催化剂是目前工业应用相对成熟的催化剂，但是对反应条件要求苛刻、反应温度高、乙醇原料浓度要求高，导致整体能耗高。因此，开发能够在较低温度下、将较低浓度的乙醇高选择性和高转化率地转化为乙烯的长寿命催化剂，已成为生物质由乙醇中间体制乙烯的关键。杂多酸催化剂虽然活性高，但是寿命和热稳定性问题没能得到解决，限制了其在工业上的应用。沸石分子筛催化剂的水热稳定性和寿命还需要进一步提高，对发酵乙醇杂质的耐受性也值得深入研究。

目前我国现有的乙醇脱水制乙烯装置是建立在燃料乙醇后继生产线上的， 工艺路线比较陈旧，能耗过高。要提高生物乙烯的市场竞争力，就必须充分考虑生物乙烯的自身特点，将生物质发酵生产乙醇和乙醇脱水制乙烯两个过程有机融合。应该对生物质路线制乙烯的生产过程进行系统考虑，在能耗、催化效率及催化剂使用寿命等因素之间寻找一个最佳平衡点。通过对整个工艺进行一体化设计，将各工序中的热能进行综合利用，以减少能耗。甘蔗在巴西用于生产乙醇，并且可望成为未来乙醇项目的主要资源，其能量产出与能量供入之比为8.3∶1，生产乙醇的能效是谷物和甜菜的4 倍多。

从甘蔗生产的乙醇已可转化为乙烯，然后生产绿色聚乙烯。这种聚乙烯能采用现有设备加工，可减少新的基础设施的建设数量。绿色聚乙烯可100%循环利用，对二氧化碳平衡起积极作用。乙醇加工时抽出的水可循环利用，炼制过程产生的甘蔗渣可用于发电。虽然由乙醇生产乙烯的路线是可行的，但乙醇生产厂必须建在传统石油化工厂的附近。

结语：

① 我国乙烯工业发展迅猛，2009 年乙烯产能达到1279.9×104t/a， 占2009 年底世界产能1.328×108t/a 的9.6%；2010 年达到1494.9×104t/a； 在建乙烯产能达到300×104t/a。

② 我国乙烯原料供应面临紧张状况，2010 年裂解原料需求量达到4356×104t，2015 年将达6484×104t。绝大多数乙烯生产能力都以石脑油作为原料，到2011 年中国将成为亚洲最大的石脑油消费国。

原料替代已提上议事日程，甲醇制烯烃、重油催化热裂解制乙烯、乙醇脱水制乙烯等工艺技术路线面临发展机遇。