MTX：煤化工與石油化工“嫁接”新路徑

20萬噸/年甲苯甲醇甲基化（MTX）技術在揚子石化工業裝置上成功應用。

　　在煤價下行和天然氣荒愈演愈烈的背景下，發展現代煤化工已是大勢所趨。現代煤化工包括煤制油、煤制天然氣、煤制甲醇、煤制烯烴等。截至目前，雖然我國煤化工仍處于大規模示范階段，但已是世界上最大的煤化工生產國，煤制合成氨、煤制甲醇等產量已位居世界第一位。“十二五”期間，國內煤化工項目建設進入高峰期。

　　近日，《中國科學報》記者從中國石油化工集團公司（簡稱中石化）獲悉，繼甲醇制烯烴（MTO）之后，該公司在“煤化”技術領域又取得一項重大進展和突破：成功開發出甲苯甲醇甲基化制二甲苯（MTX）技術并加以應用。MTX技術利用甲苯為原料、以甲醇為甲基化試劑，可實現最大化增產二甲苯。

　　石油化工主要有兩大分支：一是烯烴,一是芳烴。芳烴包括苯、甲苯、二甲苯等，是重要的基礎化工原料。據中石化上海石油化工研究院高級工程師鄒薇介紹，MTX技術將石油化工與煤化工技術有機結合，不僅為二甲苯等芳烴產品生產裝置的增產擴能、芳烴生產過程中原料和產品的結構調整提供了技術支撐，而且對實現芳烴技術生產原料的多元化、推動芳烴生產的技術升級和轉型發展具有重要戰略意義。

　　中石化相關專家告訴《中國科學報》記者，在MTX技術實現的過程中，有兩個關鍵性問題需要解決，即高效和穩定性。鑒于該技術的突出優勢，從20世紀70年代起，國內外多家機構即開展了甲苯甲基化技術的研發工作。但是，由于催化劑穩定性差、甲醇利用率低等問題，一直沒能取得實質性突破。

　　在我國能源結構“缺油、富煤、少氣”、國際原油價格高企、“煤化”產業蓄勢待發的背景之下，中石化提出了“積極發展煤化工”的戰略規劃和部署，并于2000年立項開展甲苯甲基化技術的研究工作。

　　鄒薇告訴《中國科學報》記者，針對該技術中催化劑穩定性這一關鍵技術難關，項目組依托“新結構高性能多孔催化材料創制的基礎研究（‘973’項目）”項目平臺，形成了對適用于甲苯甲基化分子篩材料及催化劑認識的重大突破，開發了一種高結構穩定性、具有良好烷基化反應活性及較高容碳能力的分子篩及催化劑。同時，為提高技術開發的效率，中石化有效整合催化劑開發、工藝開發、工程設計和工業生產等多學科全方位的技術力量，經過十多年的持續攻關，先后完成了小試研究、工業側線試驗和20萬噸/年工藝包的設計工作，成功開發了高性能的甲苯甲醇甲基化催化劑、以甲苯作為段間冷激物料的多床層反應工藝、含油廢水處理工藝、熱聯合及低溫熱利用等工藝和技術，形成了包括催化劑制備、關鍵設備、反應工藝等多項創新成果，申請了涵蓋催化材料、催化劑和工藝技術在內的國內外ZL11件，形成了具有自主知識產權的MTX成套工藝技術，具備了在國際上率先實現甲苯甲醇甲基化技術工業化的技術條件。

　　之后，為加快推進MTX技術的工業化，2012年9月，中石化旗下的揚子石化就此開展了工業試驗。在沒有工業運行經驗可借鑒的困難情況下，揚子石化20萬噸/年MTX甲苯甲基化裝置一次投料開車成功并實現滿負荷運轉。反應系統操作穩定，反應溫升與冷激控制系統符合預期，換熱網絡運行平穩，工程設計滿足要求，甲醇轉化率100%，二甲苯選擇性大于80%，產出高質量的二甲苯產品，率先實現了甲醇原料直接引入芳烴聯合裝置，實現了世界首套甲苯甲醇甲基化工業裝置的商業化運行，為芳烴的“甲基管理”提供了更加直接和有效的手段。

　　中石化上述專家表示，與傳統石油化工結合，是今后煤化工發展的方向之一。借助石油化工技術，煤化工的產物——甲醇可以實現有效增值。目前，中石化正在MTX的基礎上，研究開發新的技術，使得甲醇的利用和芳烴的生產更加多元和有效。