根據我國石油和化學工業生產和技術發展現狀，“十一五”期間，在重油催化裂化制烯烴和煤基甲醇制烯烴兩大領域，重點開發的關鍵技術主要有：重油深度催化裂化多產低碳烯烴技術（DCC），催化熱裂解制乙烯、丙烯技術（CPP），重油接觸裂解制乙烯技術（HCC）；甲醇制烯烴技術（MTO）、甲醇制丙烯技術（MTP）等。
面對全球原油資源日益緊張，且呈現重質化、含硫高的現實，以重油為原料生產乙烯和丙烯成為必然選擇。“十一五”期間，我國煉油工業堅持走深度加工的道路，形成了以重油催化裂化為特色的深加工路線，相繼開發與完善了DCC、CPP、HCC等幾項較為先進的重油裂解制烯烴技術，并在工業化推廣方面取得重要突破。
煤基甲醇制烯烴項目的實施，可有效緩解我國石腦油的不足和低碳烯烴對國際市場的依賴程度。“十一五”期間，煤基甲醇制烯烴成為化工行業技術創新最突出的亮點，這一新型煤化工領域集中突破了一批重大關鍵技術，進一步開發與完善了MTO、MTP技術，并建成工業化示范裝置，為適應我國資源稟賦特征、調整化工原料結構做出了貢獻。
甲醇制丙烯 ：首套自主工業裝置誕生
2010年10月，以煤為原料生產聚丙烯的大型煤化工示范項目——神華寧夏煤業集團公司的甲醇制丙烯（MTP）裝置投料試車，并成功產出純度為99.69%的丙烯產品，這是全球率先試車成功的MTP大規模工業化裝置。該項目于2008年4月開工建設，2010年8月實現中交；2010年9月6日正式進入全面試車狀態，10月4日產出合格丙烯產品。
示范項目相繼投料試車
神華寧煤的煤基烯烴項目總投資約170億元，是寧東能源化工基地目前在建的最大煤化工項目，也是我國2010年投產的三大煤制烯烴示范項目之一。MTP裝置作為煤基聚丙烯項目的核心，采用德國魯奇公司MTP工藝技術，催化劑由德國南方化學公司提供。項目全部投產后，可年產中間產品甲醇167萬噸、最終產品聚丙烯50萬噸，副產汽油18.48萬噸、液態燃料4.12萬噸、硫黃1.38萬噸。
“十一五”期間，還有其他幾個MTP項目取得重要進展。譬如，大唐內蒙古多倫煤化工有限責任公司總投資180億元、年產46萬噸的煤基烯烴項目全線裝置已進入全面調試階段。該項目是大唐國際發展的第一個大型煤化工項目，也是國家能源戰略石油替代工程煤基烯烴類示范性項目，其主要工藝生產裝置中有諸多世界之最：單臺氣化爐可處理的原煤量為世界最大規模；一個項目同時建設3臺同類氣化爐也是世界首例；低溫甲醇洗的規模居世界第一位。
該項目以內蒙古錫林浩特市勝利煤田豐富的褐煤為原料，采用荷蘭殼牌、德國魯奇、美國陶氏等先進的工藝技術，由褐煤預干燥、煤氣化、變換、凈化及硫回收、甲醇、MTP、聚丙烯等7套主生產裝置組成，同時配套建設空分及動力裝置，生產聚丙烯及硫黃、汽油、液化石油氣等副產品。項目具有上下游一體化的特點，體現了規模經濟效應。
石油替代技術逐漸成熟
據專家介紹，MTP技術是以煤為原料，經甲醇、二甲醚脫水生產丙烯的工藝路線，是目前替代石油路線生產丙烯最成熟、經濟的生產技術。MTP是由甲醇首先轉化出二甲醚，然后將二甲醚直接轉化成丙烯的工藝，其副產物是汽油、液化氣和少量乙烯等烴類化合物。目前，MTP工藝的實驗數據已經較為完善，但尚未經工業化示范裝置的驗證。
當下，該領域主要有德國魯奇公司的MTP工藝技術、清華大學和大連化物所等開發的流化床技術。其中，清華大學和大連化物所均已完成了相關工藝的中試。清華大學和中國化學工程集團公司、安徽淮化集團合作建設的萬噸級MTP工業試驗裝置，于2010年建成投運。大連化物所和陜西煤業集團、洛陽石化工程公司合作開發的流化床MTP工業試驗工作，也已進入實施階段。
創新成果提升煤化工業
“十一五”期間，中國化學工程集團公司聯合清華大學和安徽淮化集團，在新一代煤（能源）化工產業技術創新戰略聯盟的平臺上，于2009年11月開發成功流化床甲醇制丙烯工業技術（FMTP）。業內專家預測，該技術將走出一條“不用石油的石油化工路線”，大大提升我國煤化工行業的整體技術水平，將對我國能源資源利用產生深遠影響。
當月，中國石油和化學工業聯合會在北京舉行了FMTP工業技術開發成果鑒定會。業內專家一致認為，FMTP工業試驗裝置工藝科學、合理，運行安全、可靠，技術創新性強，主要技術指標和總體技術處于國際領先水平。目前已有多家企業明確表示，將采用該技術建設工業裝置，其中３家企業已簽訂技術許可使用合同，開始面向行業推廣。
FMTP工業技術開發成功意義重大，標志著我國第一個具有自主知識產權煤制丙烯技術的誕生，實現了丙烯生產原料多樣化和對石油的部分替代。這項技術適應我國煤化工產業現狀，對于高效清潔利用煤炭資源、緩解甲醇產能過剩局面將起到重要作用；填補了國內煤制丙烯技術領域的一大空白，對于我國從煤化工生產大國向煤化工技術強國轉變將產生重要影響。
2009年12月，神華包頭煤制烯烴項目的180萬噸/年甲醇裝置建成投產，在國內外尚屬首個。 （CFP 供稿）
催化裂解制乙/丙烯：50萬噸/年示范項目投產
為開辟新的烯烴原料路線，我國重點開展了重質油裂解技術的研究。“十一五”期間，中國石化石油化工科學研究院在催化裂化制丙烯技術基礎上發展起來的催化熱裂解制取乙烯、丙烯技術（CPP），通過改進工藝、催化劑和裝置構造生產乙烯，乙烯和丙烯的產率可在一定范圍內靈活調整。
2009年8月，被列為國家乙烯工業新原料來源示范項目的沈陽化工股份有限公司50萬噸/年催化熱裂解制乙烯和丙烯（CPP）裝置舉行投產儀式。該項目的成功投產，堪稱世界乙烯工業生產的重大技術革命，將加速推進我國乙烯工業的技術進步，擴大乙烯原料來源、實現乙烯系列石化產品的多樣化；同時，在振興東北老工業基地的過程中發揮重大作用。
2010年4月，國家發改委組織國內13名石油化工專家，對世界首個利用渣油原料生產乙烯和丙烯項目——沈陽化工集團所屬沈陽石蠟化工有限公司建設的50萬噸/年CPP項目進行驗收。該項目將石蠟基重油最大限度地轉化為低碳烯烴，乙烯加上丙烯的收率超過36%，副產品有進一步加工利用價值，技術為國內首創、國際領先。
我國蒸汽裂解原料嚴重短缺，開發重油原料生產乙烯的新技術具有現實意義。石科院開發出CPP技術，其特點是以重質油為原料，采用專門研制的酸性分子篩催化劑，操作條件比傳統的蒸汽裂解制乙烯緩和，適合直接加工常壓渣油尤其是石蠟基油，還可摻煉適量的減壓渣油。
這項技術成熟、可靠，利用現有催化裂化裝置進行適當改造來實施CPP工藝，是一條以重質原料在催化裂化基礎上發展石油化工的新途經。根據相關的測算結果，裝置一旦達到經濟規模，其綜合生產成本將低于蒸汽裂解裝置。2005年底，沈陽化工采用CPP技術開始建設國內第一套50萬噸/年的催化熱裂解制乙烯和丙烯裝置。
沈陽石化CPP項目是國內小煉油企業發展大化工的范例。該公司相關人員介紹，其CPP裝置生產工藝采用平衡氧氯化法，投資相對較低，尤其是主要原料常壓渣油來源充足且價格較低，與國內現有的乙烯裝置相比，具有成本和能耗低、環保效益顯著等優勢。在全球石油資源日益緊缺的嚴峻形勢下，CPP項目的竣工投產拓寬了乙烯工業的原料來源。
沈化集團CPP項目的建成，為企業的產品結構調整提供了支撐，并在當地形成了一定的產業集聚效應。目前，一些乙烯下游企業開始落戶沈陽化工園區，使沈化集團形成了更為完整的產業鏈條。該公司建設的12萬噸/年聚乙烯、13萬噸/年PVC糊樹脂、70萬噸/年常壓煉油、13萬噸/年丙烯酸及酯、4萬噸/年環氧乙烷和聚醚、1500噸/年白炭黑等產品，讓有限的資源實現了效益最大化。
CPP項目實現了沈陽市乙烯工業生產零的突破，對煉油大省遼寧的產業結構調整將起到促進作用。沈化集團近年來先后投資50多億元，完成了4個重要項目的建設和改造，實現了產品結構的重大調整和歷史性突破。CPP項目建成投產后，將使該集團的年銷售收入在現有75億元基礎上增加到120億元。
由于反應條件溫和、設備材料要求低、投資相對較少、主要原料常壓渣油的價格較低，與國內現有裝置生產的乙烯比較，CPP項目的乙烯成本可降低20%。據悉，國家有關部門將協助解決該項目的原油供給問題，結合國家石化工業“十二五”規劃內容，統籌我國乙烯工業整體布局，穩步開展CPP技術的推廣與應用。
重質油國家重點實驗室擁有一支高學術水平的研究隊伍，為解決石油、石化這一國家支柱產業的重大急需做出了突出貢獻。 圖為實驗室專家聚集一堂，研討產業動向與科研規劃。（新華社）
催化裂化制丙烯：煉油技術首次成套出口
在石油煉制領域，以重質原料生產丙烯等產品的催化裂解技術（DCC）是我國首個成套出口的煉油技術，也是中國石油化工股份有限公司第一項獲得國家技術發明一等獎的成果。“十一五”期間，隨著DCC技術進一步推廣應用，實現了面向海外的首次出口，并推動了我國丙烯及相關產業的迅速發展。
上世紀80年代末，隨著我國石油和化工業的發展，丙烯產量雖大幅增長，但仍存在較大缺口。在這一背景下，中國石化石油化工科學研究院開發出以生產丙烯為主要目的的DCC技術。該院副總工程師張久順介紹，這項成果以重質油為原料，采用五元環高硅沸石催化劑和提升管加密相流化床反應器，在較緩和的反應條件下進行裂解反應生產丙烯，具有獨創性和先進性。
記者了解到，中國藍星總公司藍星石油大慶分公司投資近7億元建設的50萬噸/年DCC聯合裝置，于2007年初正式投入生產運行。該裝置采用石科院的專利技術設計建造，在國內煉油行業處于領先水平，年產液化氣、丙烯、汽油、柴油等13個牌號，總量近40萬噸的石化產品，可進一步合理利用現有原油資源，最大限度地生產精丙烯、含異丁烯和正丁烯的碳四液化氣等精細化工原料，延長原油加工的產業鏈。
DCC工藝是以石油為原料，丙烯收率最高的工藝技術。迄今為止，該技術已有20年左右的工業運行經驗，不但在國內建成大型工業生產裝置，其成套技術還出口到沙特。自1990年，DCC技術在國內首次實現產業化應用以來，共有10套工業裝置在運行，其中單套裝置最大能力為450萬噸／年。
業內專家介紹，DCC工藝具有兩種操作模式——DCC-Ⅰ和DCC-Ⅱ。其中，DCC-Ⅰ采用較為苛刻的操作條件，在提升管加密相流化床反應器內進行反應，最大量生產以丙烯為主的氣體烯烴；DCC-Ⅱ選用較緩和的操作條件，在提升管反應器內進行反應，最大量地生產丙烯、異丁烯和異戊烯等小分子烯烴，并同時兼產高辛烷值優質汽油。
作為重質原料油的催化裂化技術，DCC的原料包括減壓瓦斯油、減壓渣油、脫瀝青油等，產品包括可作為化工原料的輕烯烴、液化氣、汽油、中餾分油等。采用這項技術的主要目的是最大化地生產丙烯或異構烯烴，突破了常規催化裂化技術（FCC）的工藝限制，丙烯產率為常規FCC的3～5倍。
值得關注的是，由于受到石油原料供應不足的制約，國內部分DCC裝置的開工率不足，使得這一先進的工藝技術難以產生足夠的經濟效益。
在中外專家的共同努力下，神華寧煤50萬噸／年MTP裝置成功試車。（特約記者 趙寅 攝）
重油裂解制乙烯：邁向工業化試驗
重油接觸裂解制乙烯技術（HCC）開辟了一條從重質原料制取乙烯為主，生產烯烴的新技術路線。中國石化洛陽石化工程公司通過長期攻關，開發了重油直接裂解制乙烯技術和相應的催化劑。“十一五”期間，為了實現“再造一個撫順石化”的宏偉目標，撫順石化公司積極推進HCC技術的工業化試驗，并取得進展。
我國原油中輕油含量普遍偏低，直餾石腦油和輕柴油一般只占原油的30%左右，發展重質油裂解技術具有重要的現實意義。洛陽石化開發的HCC技術，是一種可以利用各種重質烴類原料直接進行裂解制取乙烯和丙烯，并兼產丁烯和輕質芳烴的新工藝。HCC工藝的制造成本僅為管式爐工藝的78％左右，是一種能夠從重質烴類得到較高低碳烯烴產率的技術，有效地拓寬了生產低碳烯烴的原料范圍，具有良好的發展前景。
該工藝通過提升管反應器或下行管式反應器，來實現高溫、短接觸時間的工藝要求，最初在齊齊哈爾化工公司進行工業試驗并取得成功。這套由催化裂化裝置改造的HCC裝置屬世界上第一套重油直接裂解制乙烯的工業化試驗裝置，處理能力為6萬噸/年，原料為100%的大慶常壓渣油。兩年多的工業試驗結果表明：該裝置裂解烯烴產率與中試試驗數據基本吻合，催化劑的工業產品具有良好的裂解活性。
“十五”期間，撫順石化公司1．8萬噸/年重油接觸裂解制乙烯工業化實驗裝置建成。中石化、中石油兩大集團對HCC工業化試驗非常重視，投入了巨大的人力、物力和財力，工業化試驗取得了突破性進展。不過，該項目的后續進展有些不盡人意。據撫順石化公司相關人員介紹，該公司上馬的HCC項目在工業裝置放大等方面遇到障礙，沒能取得實質性突破。
HCC將煉油技術與化工技術相結合，可以充分利用原油資源擴大乙烯的原料來源。“十一五”期間，汕頭等地的乙烯項目都有意采用HCC技術。但該技術在工業化推廣應用方面還面臨一定的難題，在上馬項目的時候應做足前期工作。
中國藍星沈化集團年產50萬噸CPP工程，開創了乙烯和丙烯生產的新途徑。（本報記者 陶加 攝）
甲醇制烯烴 ：煤基烯烴技術多點開花
在大力發展現代煤化工產業，實現從煤到化工重要原材料低碳烯烴的生產過程中，甲醇制取低碳烯烴技術是核心。
“十一五”期間，大連化物所和洛陽石化工程公司、陜西新興公司開發出DMTO技術，先后完成了固定床、流化床的中試，目前正在進行百萬噸級工業化裝置的設計。與國外MTO技術相比，DMTO技術的處理能力、產率和選擇性都有明顯提高，單位質量烯烴的原料消耗也略有下降。
煤制油、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制甲烷氣和煤制乙二醇是國家確定的5個現代煤化工示范工程之一。“十一五”期間，神華包頭煤制烯烴項目以煤為原料，通過煤氣化生產甲醇、甲醇轉化制烯烴、烯烴聚合工藝路線生產聚乙烯和聚丙烯的特大型煤化工項目，是國家“十一五”唯一核準的煤制烯烴工業化示范工程，同時也是我國煤化工領域集成國內外多項一流創新技術建成的巨型化工聯合裝置。
神華項目的核心裝置首次采用了中國自主知識產權的甲醇制烯烴工藝技術，并進行了工業化放大，為實施替代能源戰略，創立煤制烯烴新產業開辟了新技術途徑。該項目不僅對我國優化能源消費結構、提高能源利用效率、減少環境污染、保障國家能源安全具有重要的示范意義，同時奠定了中國在煤基烯烴工業化生產領域的國際領先地位。
該項目包括六大系統46套裝置或單元。其中，年產180萬噸煤基甲醇聯合化工裝置系統主要由空分、煤氣化、凈化、甲醇合成、硫回收等5套化工生產裝置組成；年產60萬噸甲醇基聚烯烴聯合石化裝置系統主要由甲醇制烯烴、烯烴分離、聚乙烯、聚丙烯等4套石化生產裝置組成。
2009年11月，世界單體最大的煤化工項目——神華陶氏榆林循環經濟煤炭綜合利用項目奠基儀式在陜西神府經濟開發區舉行。初步確定，該項目一期工程投資100億美元，建設包括332萬噸/年甲醇等23套裝置。項目建成后，必將對陜北能源化工基地延長產業鏈條、提高資源綜合利用效率、發展循環經濟產生顯著的示范帶動作用；將對以煤炭替代石油生產烯烴、實現我國能源戰略轉型發揮積極的推動作用。
2010年5月，陜西蒲城清潔能源化工公司決定，將在其200萬噸煤制烯烴裝置一期的68萬噸/年第二代DMTO示范裝置烯烴分離單元中，采用惠生工程（中國）有限公司自主研發的MTO烯烴分離技術。這是國內煤制烯烴項目首次采用自主甲醇制烯烴分離技術替代進口。這項關鍵技術的工業化應用，標志著我國擁有自主知識產權的烯烴分離工藝技術取得重大突破。
與此同時，陜煤化集團目前正與科研院所合作，建設陜化甲醇制烯烴（MTO）工業示范基地，并爭取盡快實現科技成果轉化。目前，該集團煤化工工程技術中心正在進行MTO二代技術的工業化試驗，還將開發甲醇制丙烯及石腦油與甲醇耦合催化裂解制低碳烯烴的工業化技術。
相關統計資料顯示，目前我國在建和規劃的煤基甲醇制烯烴項目超過30個，擬在建項目的烯烴能力共計可達2018萬噸/年。然而，MTO作為一項新技術，在國內外仍處于開發完善階段，在催化劑壽命等方面有一定風險，后續聚合裝置和碳四處理裝置建設也缺乏經驗，需要在今后進行持續探索。
總投資五億元的陜西延長石油集團延安煉油廠年產十萬噸渣油催化裂化生產聚丙烯裝置的建成投產，結束了陜西不能生產聚烯烴產品的歷史。該裝置采用意大利海蒙特工藝技術，由中國石化工程公司總承建。 （本報記者 陳繼軍 攝）
