天然氣制乙烯路線：夢想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

近日，美國Siluria 技術(shù)公司(以下簡稱Siluria 公司)為其在得克薩斯州的試驗(yàn)工廠舉行盛大開車儀式，成為世界上第一家實(shí)現(xiàn)將天然氣直接工業(yè)化大規(guī)模轉(zhuǎn)化為乙烯的企業(yè)。新路線或?qū)⒔o傳統(tǒng)以石油為原料的乙烯行業(yè)帶來重大變革。甲烷的選擇活化和定向轉(zhuǎn)化是世界級(jí)難題，自20 世紀(jì)80年代開始，學(xué)界始終沒能開發(fā)出工業(yè)可行的甲烷直接制乙烯工藝。2010年，Siluria 公司創(chuàng)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(shù)從大量備選催化劑中篩選出最合適的元素組成，開發(fā)出工業(yè)可行的甲烷直接制成乙烯催化劑。該催化劑可在低于傳統(tǒng)蒸汽裂解法操作溫度200～300℃的情況下，在5～10 個(gè)大氣壓下，高效催化甲烷轉(zhuǎn)化成乙烯，活性是傳統(tǒng)催化劑的100 倍以上。

Siluria 公司設(shè)計(jì)的反應(yīng)器分為兩部分，一部分用于將甲烷轉(zhuǎn)化成乙烯和乙烷，另一部分用于將副產(chǎn)物乙烷裂解成乙烯，裂解反應(yīng)所需的熱量來自甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)放出的熱量。這種設(shè)計(jì)使反應(yīng)器的給料既可以是天然氣也可能是乙烷，同時(shí)最大化地節(jié)約了能源。

Siluria 公司開發(fā)的天然氣直接制乙烯工藝(以下簡稱新路線)的技術(shù)優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在5 個(gè)方面：與傳統(tǒng)的石腦油裂解制乙烯相比，成本低、溫室氣體排放少、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高；乙烯可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為液體燃料，進(jìn)一步提高了整條路線的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；原料來源廣泛，甲烷可來自天然氣也可來自生物質(zhì)，氧源可以是純氧也可以是富氧空氣、壓縮空氣等；能利用已有的乙烯生產(chǎn)裝置和回收設(shè)備，改造成本低；對(duì)于天然氣資源豐富國家，具有重要戰(zhàn)略價(jià)值。