煤制芳烴技術

煤制芳烴是新興的芳烴生產技術，煤制芳烴是指以煤為原料，通過煤氣化技術進行芳烴的合成。

煤制芳烴技術能實現資源綜合利用最大化和大幅減少污染物排放的目標。中國煤制芳烴是將繼煤制烯烴、煤制天然氣、煤制油等新型煤化工項目之後的第五大產品，也是石油化工“十二五”發展指南中重點推廣的技術。

研發簡史

從2003年起到2013年1月，清華大學化學工程系研究掌握這項技術，打通煤制芳烴的整個技術鏈，只需消耗5噸標煤就能生產1噸芳烴。

煤化工產業鏈

2012年，全球首套萬噸級甲醇制芳烴工業試驗裝置在華電煤業陝西榆林煤化工基地建成。

2013年1月投料試車成功。

2013年3月18日，技術通過國家能源局委託中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果鑑定。此項技術總體處於國際領先水平。

2013年8月，煤制芳烴技術獲得國家知識產權局授予的4項國家專利。

技術原理

煤制芳烴的技術原理，是以甲醇為原料，在雙功能（酸性和脫氫）活性催化劑的催化作用下，通過脫氫、環化等步驟生產芳烴的過程。就是把煤先製成甲醇，再以甲醇為原料，在催化劑作用下生產出芳烴。

甲醇制芳烴工業試驗裝置（煤制芳烴技術）

在以煤為原料生產芳烴路線上的三大關鍵技術，即煤制甲醇、甲醇芳構化和芳烴分離轉化中，煤制甲醇和芳烴分離轉化在國內外均已有成熟技術，但甲醇制芳烴的工業化技術尚屬空白。甲醇制芳烴其反應機理主要包括3個關鍵步驟：甲醇脫水生成二甲醚，甲醇或二甲醚脫水生成烯烴，烯烴最終經過聚合，烷基化，裂解，異構化，環化，氫轉移等過程轉化為芳烴和烷烴。

化學反應方程式：

H₂+CO→CH₃OH

CH₃OH→CH₃OCH₃+H₂O

CO+H₂O→CO₂+H₂

4C₂H₄+H₂=nC₈H₁₈

研發意義

煤制芳烴技術的研發和工業試驗成功，將推進煤炭的清潔高效利用，減少芳烴對石油原料的依賴，標誌著煤代原油做原料大批量生產芳烴成為現實。

中國年消耗量超過2000萬噸，而芳烴97%以上來源於石油原料，在中國“多煤、少氣、缺油”的能源現狀條件下，煤制芳烴技術的成功研發對保障國家能源安全具有重要的現實意義和戰略意義。煤制芳烴技術的成功開發，開創了煤基能源化工新途徑，對中國石油化工原料替代，抓住世界能源化工新的發展機遇具有重要意義。積極開發套用煤制芳烴技術，能夠延長產業鏈條，促進產業最佳化升級和結構調整，以技術創新形成企業的核心競爭力，實現可持續發展。

煤制芳烴技術使甲醇可以實現完全轉化，3.07噸甲醇就可以生產1噸芳烴，並副產大量氫氣，工藝廢水不含氨氮，廢氣不含硫氮。

從煤—甲醇—芳烴—聚酯的煤基芳烴到下游衍生物的產業鏈，實現煤炭循環經濟綜合利用。對西部承接東部產業轉移，加快推進西部資源優勢轉化為經濟優勢，帶動當地就業和相關產業的發展，有重要意義。煤制芳烴技術的套用更將承載中國新型煤化工、西部產業承接的發展意義。

示範意義：通過煤制芳烴技術的工業試驗套用，生產1噸芳烴需要消耗5噸標煤，而中國國內石油制芳烴技術生產1噸芳烴需要消耗原油8-12噸。如果這個項目在榆林成功了，就意味著在其它煤炭富集地區做這個就具備了條件，比如新疆有好幾百億噸的煤炭資源。項目被列為中國國家發改委“十二五”煤炭深加工產業升級示範項目。按照榆橫煤化每年2000萬噸的煤炭產能，電廠就地消耗約在1200萬噸，剩下的800萬噸即可用來製成芳烴提高附加值。未來該基地全面建成後，煤炭產能將達到3000-5000萬噸。

自從中國華電定調後，方向上沒有糾結了，接下來論證的就是產業鏈的長度問題。第一步先做芳烴，第二步繼續後續的研發，第三步再往下延伸產業鏈。如果芳烴和烯烴同時在榆林都有的話，對東西部產業轉移的承接、加快推進西部資源優勢轉化為經濟優勢、帶動當地就業和相關產業的發展，都是有重大意義的。

煤制芳烴技術填補了國際空白，是中國現代煤化工科技領域的重大突破，對推進石油和化工原料多元化進程具有重要的意義。

製備方法

煤制芳烴與傳統芳烴由原油為生產原料不同，它以煤為原料，通過煤氣化技術進行芳烴的合成。

煤制芳烴主要經過三步，即煤炭經潔淨煤氣化後生成合成氣，合成氣轉化為甲醇，甲醇進一步轉變為芳烴。前兩步已經有了成熟的工業化技術，甲醇制芳烴的工業化技術時下已被攻克。

甲醇制芳烴是煤制芳烴中的相對成熟的路線，煤制芳烴由於發展時間較短。尚未有完全工業化生產的裝置，在一眾煤制芳烴的生產技術中。甲醇制芳烴是發展較早，技術相對成熟的生產路線，已有成功運行的中試裝置，甲醇芳構化技術是在擇形分子篩催化劑的催化作用下進行的，煤制芳烴技術的研發自始至終都貫穿著“綠色化學”的理念，煤基甲醇生產工藝經歷了脫硫、脫氮處理，使產生的芳烴不含硫氮等雜質。