刘中民课题组：甲醇制烯烃催化剂研究进展报告

haha

甲醇制烯烃国家工程实验室刘中民院士、田鹏研究员团队发表了题为“Recent Progress in Methanol-to-Olefins (MTO) Catalysts”的进展报告。　　

　　甲醇制烯烃（MTO）作为重要的C1化学反应，为煤和天然气等非石油资源生产基础化学品提供了一条高效途径。MTO催化剂是该过程发展的关键要素之一，它直接决定了工艺流程、反应器形式、以及MTO技术盈利能力等。自2010年以来，刘中民领导的团队相继完成了甲醇制烯烃（DMTO）技术的百万吨级工业化和产业化，推动了我国煤制烯烃战略产业的发展。近年来，该团队的研究工作侧重于对甲醇制烯烃反应机理的深入理解、发展高性能新一代DMTO催化剂及新一代DMTO技术。该进展报告首先回顾了我所DMTO催化剂的研发历程，提出了发展高性能MTO催化剂面临的科学问题及挑战；以理解的甲醇制烯烃反应机理为基础，分析和总结了优化MTO催化剂，尤其是SAPO-34分子筛催化剂的可行途径与最新研究进展。报告还介绍了具有高丙烯或高乙烯选择性分子筛催化剂的研究进展。最后，报告总结和展望了MTO催化剂的发展前景与努力方向。

　　近年来，该研究团队发展了多种SAPO分子筛催化剂的合成新方法。首次开展胺热法合成SAPO分子筛，并发现多种合成SAPO-34的新型模板剂（J. Mater. Chem. A，2013）；发展了Top-down法、双模板法和重构法等策略合成纳米晶粒和具有特殊形貌的多级孔SAPO分子筛（Chem. Commun.，2014；J. Mater. Chem. A，2015；Chem. Commun.，2016；Chem. Commun.，2017；Chem. Commun.，2018），显著提升了分子筛的MTO催化性能（ACS catalysis，2015；ACS catalysis，2019）。基于以上工作基础，研究团队完成了新一代DMTO催化剂的研发，于2018年10月实现工业化生产，并成功应用于百万吨级DMTO装置，表现了明显提升的低碳烯烃收率。

　　上述工作得到国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究项目等资助，并于近日发表于《先进材料》（Advanced Materials）上。同时，这也是献礼我所七十周年所庆文章之一。

甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，MTO）和甲醇制丙烯（Methanol to Propylene）是两个重要的C1化工新工艺， 是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。上世纪七十年代美国Mobil公司在研究甲醇使用ZSM-5催化剂转化为其它含氧化合物时，发现了甲醇制汽油（Methanol to Gasoline，MTG）反应。1979年，新西兰政府利用天然气建成了全球首套MTG装置，其能力为75万吨/年，1985年投入运行，后因经济原因停产。从MTG反应机理分析，低碳烯烃是MTG反应的中间产物，因而MTG工艺的开发成功促进了MTO工艺的开发。国际上的一些知名石化公司，如Mobil、BASF、UOP、Norsk Hydro等公司都投入巨资进行技术开发。

Mobil公司以该公司开发的ZSM-5催化剂为基础，最早研究甲醇转化为乙烯和其它低碳烯烃的工作，然而，取得突破性进展的是UOP和Norsk Hydro两公司合作开发的以UOP MTO-100为催化剂的UOP/Hydro的MTO工艺。

国内科研机构，如中科院大连化物所、石油大学、中国石化石油化工科学研究院等亦开展了类似工作。其中大连化物所开发的合成气经二甲醚制低碳烯烃的工艺路线（SDTO）具独创性，与传统合成气经甲醇制低碳烯烃的MTO相比较，CO转化率高，达90%以上，建设投资和操作费用节省50%～80%。当采用D0123催化剂时产品以乙烯为主，当使用D0300催化剂是产品以丙烯为主。

刘中民，男，汉族，1964年生于河南省。理学博士，研究员，博士生导师，第十三届全国政协委员，大连市政协第十三届委员会副主席，民盟大连市第十四届委员会主任委员。现任中国科学院大连化学物理研究所所长、甲醇制烯烃国家工程实验室主任、国家能源低碳催化与工程研发中心主任。2015年当选为中国工程院院士。
刘中民长期从事应用催化研究。作为技术总负责人合作完成了多项创新成果并实现产业化。完成了世界首次甲醇制烯烃（DMTO）技术工业性试验及首次工业化，DMTO技术已实现技术实施许可1313万吨烯烃/年，已投产646万吨烯烃/年；完成了世界首套10万吨/年煤基乙醇工业示范项目，引领了我国新兴煤制大宗化学品和清洁燃料产业的发展。
刘中民荣获国家技术发明一等奖等十余项省部级以上科技奖励，何梁何利基金科学与技术创新奖等多项个人科技奖励，是国家五一劳动奖章获得者，新世纪百千万人才工程国家级人选。他领导的研究集体获得中国科学院杰出成就奖，甲醇制烯烃国家工程实验室入选国家创新人才推进计划重点领域创新团队。

田鹏，女，1976年出生。工业催化博士，研究员 ，博士生导师。中国科学院大连化学物理研究所分子筛合成研究组（DNL1202）组长 。1997年毕业于郑州大学化学系，获学士学位。2004年毕业于中国科学院大连化学物理研究所，获博士学位。毕业后在大连化物所应用催化研究室工作。2000.1-2000.9在法国巴黎第六大学作访问学者。