煤制芳烃技术

研发简史

煤化工产业链从2003年起到2013年1月，清华大学化学工程系研究掌握这项技术，打通煤制芳烃的整个技术链，只需消耗5吨标煤就能生产1吨芳烃。

2012年，全球首套万吨级甲醇制芳烃工业试验装置在华电煤业陕西榆林煤化工基地建成。

2013年1月投料试车成功。

2013年3月18日，技术通过国家能源局委托中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。此项技术总体处于国际领先水平。

2013年8月，煤制芳烃技术获得国家知识产权局授予的4项国家专利。

技术原理

甲醇制芳烃工业试验装置（煤制芳烃技术）煤制芳烃的技术原理，是以甲醇为原料，在双功能（酸性和脱氢）活性催化剂的催化作用下，通过脱氢、环化等步骤生产芳烃的过程。就是把煤先制成甲醇，再以甲醇为原料，在催化剂作用下生产出芳烃。

在以煤为原料生产芳烃路线上的三大关键技术，即煤制甲醇、甲醇芳构化和芳烃分离转化中，煤制甲醇和芳烃分离转化在国内外均已有成熟技术，但甲醇制芳烃的工业化技术尚属空白。甲醇制芳烃其反应机理主要包括3个关键步骤：甲醇脱水生成二甲醚，甲醇或二甲醚脱水生成烯烃，烯烃最终经过聚合，烷基化，裂解，异构化，环化，氢转移等过程转化为芳烃和烷烃。

化学反应方程式：

H+CO→CHOH

CHOH→CHOCH+HO

CO+HO→CO+H

4CH+H=nCH

研发意义

煤制芳烃技术的研发和工业试验成功，将推进煤炭的清洁高效利用，减少芳烃对石油原料的依赖，标志着煤代原油做原料大批量生产芳烃成为现实。

中国年消耗量超过2000万吨，而芳烃97%以上来源于石油原料，在中国“多煤、少气、缺油”的能源现状条件下，煤制芳烃技术的成功研发对保障国家能源安全具有重要的现实意义和战略意义。煤制芳烃技术的成功开发，开创了煤基能源化工新途径，对中国石油化工原料替代，抓住世界能源化工新的发展机遇具有重要意义。积极开发应用煤制芳烃技术，能够延长产业链条，促进产业优化升级和结构调整，以技术创新形成企业的核心竞争力，实现可持续发展。

煤制芳烃技术使甲醇可以实现完全转化，3.07吨甲醇就可以生产1吨芳烃，并副产大量氢气，工艺废水不含氨氮，废气不含硫氮。

从煤—甲醇—芳烃—聚酯的煤基芳烃到下游衍生物的产业链，实现煤炭循环经济综合利用。对西部承接东部产业转移，加快推进西部资源优势转化为经济优势，带动当地就业和相关产业的发展，有重要意义。煤制芳烃技术的应用更将承载中国新型煤化工、西部产业承接的发展意义。

示范意义：通过煤制芳烃技术的工业试验应用，生产1吨芳烃需要消耗5吨标煤，而中国国内石油制芳烃技术生产1吨芳烃需要消耗原油8-12吨。如果这个项目在榆林成功了，就意味着在其它煤炭富集地区做这个就具备了条件，比如新疆有好几百亿吨的煤炭资源。项目被列为中国国家发改委“十二五”煤炭深加工产业升级示范项目。按照榆横煤化每年2000万吨的煤炭产能，电厂就地消耗约在1200万吨，剩下的800万吨即可用来制成芳烃提高附加值。未来该基地全面建成后，煤炭产能将达到3000-5000万吨。

自从中国华电定调后，方向上没有纠结了，接下来论证的就是产业链的长度问题。第一步先做芳烃，第二步继续后续的研发，第三步再往下延伸产业链。如果芳烃和烯烃同时在榆林都有的话，对东西部产业转移的承接、加快推进西部资源优势转化为经济优势、带动当地就业和相关产业的发展，都是有重大意义的。

煤制芳烃技术填补了国际空白，是中国现代煤化工科技领域的重大突破，对推进石油和化工原料多元化进程具有重要的意义。

制备方法

煤制芳烃与传统芳烃由原油为生产原料不同，它以煤为原料，通过煤气化技术进行芳烃的合成。

煤制芳烃主要经过三步，即煤炭经洁净煤气化后生成合成气，合成气转化为甲醇，甲醇进一步转变为芳烃。前两步已经有了成熟的工业化技术，甲醇制芳烃的工业化技术时下已被攻克。

甲醇制芳烃是煤制芳烃中的相对成熟的路线，煤制芳烃由于发展时间较短。尚未有完全工业化生产的装置，在一众煤制芳烃的生产技术中。甲醇制芳烃是发展较早，技术相对成熟的生产路线，已有成功运行的中试装置，甲醇芳构化技术是在择形分子筛催化剂的催化作用下进行的，煤制芳烃技术的研发自始至终都贯穿着“绿色化学”的理念，煤基甲醇生产工艺经历了脱硫、脱氮处理，使产生的芳烃不含硫氮等杂质。