世界首家甲烷直接生產乙烯裝置在美得克薩斯州開車

儲量豐富、價格低廉的天然氣可直接轉化為世界上最大宗的化工基礎原料乙烯。近日，美國Siluria技術公司為其在得克薩斯州的試驗工廠舉行盛大開車儀式，該工廠成為世界上第一家實現將天然氣直接工業化大規模轉化為乙烯的企業。新路線或將給傳統以石油為原料的乙烯行業帶來重大變革。

作為基礎工業原料，乙烯在石化工業中占有重要地位，乙烯產量是衡量一個國家石油化工發展水平的重要標志之一。除北美和中東，世界上包括中國在內的大部分國家和地區以石腦油為原料，采用蒸汽裂解法制乙烯。該方法不僅耗能高、排放溫室氣體多、成本高，而且由于原料來自于石油，還需要擠占寶貴的石油資源。

為減少石油依賴，各國開展以主要成分為甲烷的天然氣制烯烴的研究。天然氣制乙烯的路線分直接法和間接法兩種。相比間接法冗長煩瑣的過程，直接法只需一步即可將甲烷轉化成乙烯，具有很高的經濟價值，非常具有吸引力。

但甲烷的選擇活化和定向轉化是世界級難題，被譽為整個化學界的“圣杯”，因而從上世紀80年代至本世紀初，學界始終沒能開發出工業可行的甲烷直接制乙烯工藝。

突破的關鍵在催化劑。2010年，Siluria公司創造性地使用生物模板精確合成納米線催化劑，使用高通量技術從大量備選催化劑中篩選出最合適的元素組成，開發出工業可行的甲烷直接制成乙烯催化劑。

該催化劑可在低于傳統蒸汽裂解法操作溫度200℃～300℃的情況下，在5～10個大氣壓下，高效催化甲烷轉化成乙烯，活性是傳統催化劑的100倍以上。

Siluria公司設計的反應器分為兩部分，一部分用于將甲烷轉化成乙烯和乙烷，另一部分用于將副產物乙烷裂解成乙烯，裂解反應所需的熱量來自甲烷轉化反應放出的熱量。這種設計使反應器的給料既可以是天然氣也可能是乙烷，同時最大化地節約了能源。