图为石科院原油催化裂解技术工业试验装置
原油催化裂解技术，是原油直接制化学品技术路线之一，直接将原油转化为轻质烯烃和芳烃。
2021中国聚烯烃大会
魏飞教授分享内容：原油直接制乙烯技术最新进展
魏飞，博士。清华大学化学工程系教授、博士生导师，教育部“长江学者”特聘教授，北京市“绿色化学反应工程和技术”重点实验室主任。研究领域包括多相流、多相流反应器、多级纳米材料储能技术等多个领域。在流态化、多相催化及碳纳米管领域贡献卓越，开发了世界最大规模的碳纳米管生产技术，率先实现了流化床甲醇制丙烯/芳烃等领域流化床新工艺级产业化应用。已在9个工艺过程、26台/套工业化装置中应用，共计产能180万吨/年，为推动我国化工产业节能降耗及新型煤化工发展做出贡献。获得国家科技进步二等奖两项，教育部自然科学发明一等奖、中国石油化工集团科技进步一等奖等多项省部级奖励。1999年被国家教育部授予“杰出科学家”荣誉称号。发表超过200篇著作和论文出版，取得专利30余项。
恒力石化项目一期主体工程主要包括2000万吨/年常减压蒸馏、煤油加氢精制200万吨/年、柴油加氢裂化600万吨/年、蜡油加氢裂化760万吨/年、渣油加氢裂化640万吨/年、溶剂脱沥青135万吨/年等；产品包括450万吨/年PX、100万吨/年纯苯和150万吨/年乙烯，年产超过900万吨基本石化原料，基本石化原料收率约为50%。
浙江石化完全建成后原油加工能力为4000万吨/年，主要产品为800万吨/年PX、200万吨/年纯苯、280万吨/年乙烯、60万吨/年丙烷脱氢。项目一期主体工程主要包括2000万吨/年常减压蒸馏、300万吨/年轻烃回收、300万吨/年延迟焦化、500万吨/年渣油加氢脱硫、380万吨/年蜡油加氢裂化、800万吨/年柴油加氢裂化、420万吨/年重油催化裂化和200万吨/年催化汽油加氢等，年产约900万吨石化产品，基本石化原料收率约为45％。
二、煤炭制烯烃技术
煤制烯烃是目前我国生产烯烃的重要工艺技术之一，其以煤为原料通过气化、变换、净化、合成等过程首先生产甲醇。甲醇制烯烃的基本反应过程是甲醇首先脱水为二甲醚（DME），二甲醚再脱水生成低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯），少量低碳烯烃以缩聚、环化、 烷基化、氢转移等反应生成饱和烃、芳烃及高级烯烃等，大部分低碳烯烃转化生产聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯） 等下游产品。
目前甲醇制烯烃主要有MTO技术和MTP技术两种。MTO技术是将甲醇转化为乙烯和丙烯混合物的工艺，除了生成乙烯、丙烯外，还有丁烯等副产物；MTP 技术是将甲醇主要转化成丙烯的工艺，除了生成丙烯外，还有乙烯、液化石油气（LPG）、石脑油等产物。
从目前煤制烯烃全生产流程所采用的技术来看，甲醇制烯烃环节都是采用国产化DMTO技术， 而煤气化技术部分采用国内多喷嘴水煤浆气化技术、加压粉煤气化技术等，部分采用美国GE公司水煤浆气化技术，粗煤气净化技术采用德国林德公司低温甲醇洗，甲醇合成工段采用英国戴维公司技术， 烯烃分离采用美国 ABB 鲁姆斯和 Univation公司技术，HDPE采用英力士淤浆环管技术，LLDPE 采用美国 Univation 气相流化床聚合工艺，聚丙烯采用美国陶氏公司技术或英力士气相法聚合工艺。
几种典型甲醇制烯烃技术
1、中国科学院大连化学物理研究所 DMTO 工艺
中国科学院大连化学物理研究所（简称大连化物所）在20世纪80年代开始进行 MTO 研究工作，90 年代初在国际上首创“合成气经二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法（简称 SDTO 法）”。该工艺由两段反应构成，第一段反应是合成气在以金属沸石双功能催化剂上高选择性地转化为二甲醚，第二段反应是二甲醚在 SAPO-34 分子筛催化剂上高选择性地转化为乙烯、丙烯等低碳烯烃，之后通过技术攻关简化为合成气经甲醇直接制取烯烃，采用 SAPO-34 分子筛催化剂，在密相床循环流化床反应器上实现甲醇到烯烃的催化转化，其催化剂牌号包括 DO123 系列（主产乙烯）和 DO300 系列（主产丙烯）。
2004年，大连化物所、陕西新兴煤化工科技发展有限公司和中国石化洛阳石化工程公司合作，进行了DMTO成套工业技术的开发，建成万吨级甲醇制烯烃工业试验装置，于2006年完成工业试验，甲醇转化率近100%，C= 2～C=4 选择性达90% 以上。
2010年8月，采用DMTO工艺的全球首套百万吨级工业化装置——神华集团内蒙古包头煤制烯烃项目建成投运。该项目包括180 万吨/年煤基甲醇装置、60 万吨/年聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯）联合石化装置，甲醇转化率达到 99.9% 以上，乙烯 丙烯选择性达到80%以上，产品符合聚合级烯烃产品规格要求。
在DMTO工艺基础上，大连化物所进一步开发了DMTO-Ⅱ工艺。该工艺增加了C4以上*分裂解单元，即将烯烃分离单元产出的 C4及 C4以上组分进入裂解反应器，裂解反应器采用流化床反应器，催化裂解单元使用催化剂与甲醇转化所用催化剂相同，在流化床反应器内，实现C4 组分的催化裂解，生成以乙烯、丙烯为主的混合烃产品。所得混合烃与甲醇转化产品气混合，进入分离系统进行分离。通过增加裂解单元，可将乙烯、丙烯收率由 80% 提高到 85% 左右，使 1t 轻质烯烃的甲醇单耗由3t降低到2.6～2.7t，双烯收率较DMTO工艺提高 10%。该工艺C4 转化反应和甲醇转化反应使用同一催化剂，甲醇转化和C4 转化系统均采用流化床工艺，实现了甲醇转化和C4 转化系统相互耦合。2014年12月，DMTO-Ⅱ工业示范装置在陕西蒲城清洁能源化工有限公司开车成功，生产出聚合级丙烯和乙烯。此外，甘肃平凉华泓汇金煤化工有限公司也将在其70万吨/年烯烃项目中采用DMTO-Ⅱ 技术。近年来，DMTO技术已在国内二十多套装置得到工业应用和技术许可，合计烯烃产能超过1000万吨/年。
在DMTO-Ⅱ技术基础上，大连化物所正积极研究 DMTO-Ⅲ技术，以便将 DMTO 单套装置处理能力从现有的 180 万吨/年的水平提高到 300万吨/年以上，并且单程甲醇转化率和烯烃选择性不低于DMTO-Ⅱ技术。该所已于2019 年完成 DMTO-Ⅲ技术催化剂研制工作、反应工艺的实验室中试放大工作，目前正在编制百万吨级工艺包。
2021中国聚烯烃大会
叶茂教授分享内容：持续创新的甲醇制烯烃技术
叶茂教授，中国科学院大连化学物理研究所首席研究员，博士生导师，低碳催化与工程研究部副部长。2000年在东南大学获博士学位，2000-2009年先后在荷兰Twente大学、Eindhoven理工大学以及壳牌公司工作。2010年至今在大连化物所工作，主要围绕国家在煤化工和石油化工领域的需求，开展催化新过程的开发及反应器放大研究。参加了世界首套甲醇制烯烃（DMTO）装置投料开车、第二代甲醇制烯烃（DMTO-II）技术工业性试验及首套工业装置投料开车；负责了第三代甲醇制烯烃（DMTO-III）技术和甲醇制丙烯（DMTP）技术开发。主持国家重点研发计划，国家自然科学基金重点项目、重大研究计划，中科院战略先导专项，BP和SABIC等国际合作课题多项。在Nature Comm.等期刊上发表学术论文100余篇，申请专利160余件，授权50余件。曾获中科院杰出成就奖、中国石化联合会科技进步特等奖、中国化工学会侯德榜科技创新奖等。入选英国皇家学会Newton Advanced Fellowship（2015），科技部创新人才计划中青年科技领军人才（2016），大连化物所张大煜优秀学者（2017），国家万人计划领军人才（2018）等。现任中国颗粒学会理事、全国煤化工标准化委员会委员、中国化工学会过程模拟与仿真专业委员会副秘书长等。
2、中国石化SMTO工艺
中国石化上海石油化工研究院于 2000 年开始 MTO 技术研发。2007 年，该院与中国石化工程建 设公司合作开发出SMTO成套技术，并在北京燕山 石化建成100t/d的SMTO工业试验装置。
该技术采用自主研发的 SMTO-1 催化剂，甲醇转化率大于 99.5%，乙烯 丙烯的选择性大于 81%，乙烯 丙烯 丁烯的选择性大于91%。2008年该院完成了甲醇年进料180万吨SMTO工艺包开发。2011 年 10 月，采用 SMTO 工艺的中原石化甲醇制烯烃示范项目一次开车成功，装置规模为年加工甲醇60万吨，生产10万吨聚乙烯、10万吨聚丙烯。
2011年10月，中天合创煤制烯烃煤炭深加工示范项目打通全流程，产出合格聚乙烯、聚丙烯， 该项目位于内蒙古鄂尔多斯，采用GE水煤浆气化技术及 SMTO 技术，主要包括 360 万吨/年甲醇、2×180 万吨/年甲醇制烯烃、67 万吨/年聚乙烯、70万吨/年聚丙烯，是目前世界最大的煤制烯烃项目。
2017 年 1 月，位于安徽淮南的中安联合煤化一体化项目复工，该项目采用中国石化单喷嘴干粉煤气化炉（SE 炉）及SMTO技术，分两期进行，一期工程建设170万吨/年煤制甲醇及转化烯烃和衍生产品。
此外，采用 SMTO 工艺的还有河南鹤壁 60 万吨/年、贵州织金60万吨/年煤制烯烃等项目。SMTO技术的工业化应用结果表明，其乙烯选择性为 42.10%，丙烯选择性为37.93%，C2～C4选择性 89.87%，甲醇转化率99.91%，甲醇单耗2.92t/t，生焦率1.74%。
3、神华集团SHMTO工艺
2010 年，世界首套大型工业化甲醇制烯烃装置（采用DMTO技术）在神华包头一次投料试车成功后，神华集团通过该示范装置的工业化运营过程中积累的丰富经验，进行了大量新工艺与技术的开发，包括 MTO 新型催化剂 （SMC-1）的开发、MTO新工艺的开发，于2012年成功研发了新型甲醇制烯烃催化剂 SMC-1，并将其用于包头 MTO 装置。
同年，神华集团申请了甲醇转化为低碳烯烃的装置及方法的专利，并完成了180 万吨/年新型甲醇制烯烃（SHMTO）工艺包的开发。2012年9月，采用SHMTO工艺的神华新疆甘泉堡180万吨/年甲醇制68万吨/年烯烃项目投料试车成功，该装置工业化运行效果表明，其乙烯选择性为 40.98%，丙烯选择性为 39.38%，C2～C4选择性 90.58%，甲醇转化率99.70%，生焦率2.15%。
4、清华大学FMTP工艺
由清华大学、中国化学工程集团公司、淮化集团联合开发的循环流化床甲醇制丙烯工艺 （简称FMTP工艺），2009 年 10 月在安徽淮化集团完成工业试验，采用SAPO-18/34分子筛催化剂和流化床反应器，其甲醇进料量4250kg/h，甲醇转化率99.9%，产物中丙烯/乙烯比例 1.18∶1，乙烯 丙烯选择性达到 70.6%。
FMTP 工艺总体而言是对 MTP 工艺的改进，可将丙烯/乙烯比例从 1.2∶1 调节到 1∶0（全丙烯产出）。利用该技术生产以丙烯为主的烯烃产品，双烯（乙烯 丙烯）总收率可达88%，原料甲醇消耗为2.62t/t双烯。
采用FMTP技术，甘肃平凉华亭煤业集团正在建设我国第一套流化床甲醇制丙烯装置，该项目年消耗甲醇60万吨，年产聚丙烯16万吨,液化气1.9万吨,丙烷2.1万吨,汽油1.4万吨,燃料气 0.8 万吨,甲基叔丁基醚 （MTBE）2.8 万吨。预计2021年建成投产。
5、UOP/Hydro MTO工艺
由 UOP（美国公司）和Hydro（挪威公司）共同开发的UOP/Hydro MTO工艺，该工艺以粗甲醇或产品级甲醇为原料生产聚合级乙烯/丙烯，反应采用流化床反应器，反应温度为400～500℃，压力为0.1～0.3MPa，乙烯 丙烯选择性可达 80%，乙烯和丙烯的摩尔比可为 0.75～1.50；其催化剂型号为 MTO-100，主要成分是 SAPO-34（硅、铝、磷）。
为提高产品气中乙烯和丙烯的收率，UOP 公司开发了将甲醇制烯烃工艺与C4、C5 烯烃催化裂解工艺 （olefins cracking process，OCP） 进行耦合的技术，其双烯（乙烯 丙烯）选择性可高达85%～90%，并可在较大范围内调节乙烯/丙烯比。
2008年，UOP与Total公司合作，在比利时费鲁建立了MTO和OCP工艺联用的甲醇制烯烃一体化示范工程项目，项目甲醇处理量为 10t/d，验证了其一体化工艺流程和放大到百万吨级工业化规模的可靠性。具体工艺流程图见文献。
2011年，惠生（南京）清洁能源股份有限公司取得UOP公司授权，建设产能29.5万吨/年烯烃的甲醇制烯烃工业化装置，于2013年9月首次成功开车，并产出合格产品。
继之，UOP公司相继授权建设山东阳煤恒通化工股份有限公司（30万吨/年）、久泰能源公司（60万吨/年）和江苏斯尔邦石化有限公司（82万吨/年）、吉林康乃尔公司（60万吨/年）4个甲醇制烯烃项目，前两个项目分别于2015年6 月和2019年1月建成投产，后两个项目正在建设之中。
2018 年 1 月，UOP 公司在江苏省张家港市的 MTO催化剂生产厂建成投产，将进一步满足中国市场煤制烯烃装置对MTO催化剂的需求。
6、Lurgi MTP工艺
德国鲁奇（Lurgi）公司从1996 年开始研发 MTP 工艺，使用德国南方化学公司（Sudchemie）的沸石基改性 ZSM-5 催化剂，该催化剂具有较高的低碳烯烃选择性；2004年5月，其甲醇处理能力 360kg/d 的工业示范试验取得成功。该工艺由 3 台固定床反应器组成（2台运行、1台备用），每台反应器有6个催化剂床层，但实质上其反应器有两种形式可供选择，即固定床反应器（只生产丙烯）和流化床反应器（可联产乙烯/丙烯）。
通常生产过程中，Lurgi MTP工艺的目的产品是丙烯，首先甲醇脱水转化为二甲醚，然后二甲醚、甲醇和水进入第一台 MTP 反应器，反应在 400～450℃、0.13～0.16MPa下进行，甲醇和二甲醚的转化率为98.99% 以上，丙烯为主要产品，也副产部分乙烯、LPG和汽油产品；同时，设置第 2 台和第 3 台 MTP 反应器，以获得更高的丙烯收率（达到 71%）。
2010年12月，采用鲁奇MTP技术的神华宁煤 50万吨/年煤基聚丙烯项目打通全流程，并于2011 年4月产出合格聚丙烯产品，首次实现MTP技术在我国推广应用。2011 年 9 月，采用鲁奇 MTP 技术的我国大唐多伦46万吨/年煤基甲醇制丙烯项目建成投产，2012 年 3 月首批优级聚丙烯产品成功下线。
2014 年 8 月，采用鲁奇 MTP 技术的神华宁煤 50 万吨/年 MTP 二期项目打通全流程。神华宁煤在全球享有鲁奇 MTP 技术 15% 的专利许可权益， 通过技术自主创新实现了 MTP 催化剂的国产化开发与工业应用，现已开发出 MTP 工艺第二代低成本高性能多级孔道ZSM-5分子筛催化剂。
几种典型工艺主要技术指标对比分析
总体归纳分析，几种典型甲醇制烯烃工艺主要 技术指标对比见表1。
