成果信息

本所于自上世纪80年代开始甲烷直接转化制乙烯(OCM)的研究开发工作。在过去的二十多年时间里，我们研究了大量的催化剂，积累了丰富的有关反应条件、反应机理、催化剂制备和催化剂表征的经验。在反应工艺和工程化研究方面也都取得了突破性进展。在催化剂方面，我所开发的W-Mn/SiO2体系催化剂具有卓越的催化性能。该催化剂具有活性好，选择性高，稳定性好，适合流化床和加压操作；时空产率大；产物中烯烷比高，碳利用率高；批量生产成本低等特点，被公认为是目前世界上最具有工业化应用价值的甲烷氧化偶联催化剂。 该催化体系具有如下特点及优势： （1）活性、选择性高，稳定性好，主要技术指标已达到国际领先水平。 （2）产物中乙烯/乙烷的比例高； （3）总碳的利用率，即生成乙烯、乙烷和CO的总选择性可达90%以上，CO2生成率低，CO生成率高，从而减少了CO2的排放和碳损失，有利于环保； （4）适合于固定床和流化床加压操作； （5）实现了催化剂的混浆喷雾干燥成型的批量制备，得到了磨损指数合格、活性、选择性重现性好的流化床用微球催化剂，为该类催化剂的工业应用奠定了基础。)

背景介绍

煤层气(又称瓦斯CBM)是一种优质的清洁能源，近年来，世界各国高度关心煤层气的开发动向，煤层气的资源量253万亿立方米，主要分布在前苏联、中国和北美地区。美国和澳大利亚的煤层气开发成熟活跃，中国、加拿大、印尼以及欧洲各国也已开始开发。2010年国家能源局已启动煤层气(煤矿瓦斯)开发利用十二五规划编制课题研究。我国的煤层气资源丰富，埋深2000米，以浅的煤层气地质资源量约为36.8l万亿立方米。随着对抽放力度的加大，我国的煤层气抽采量逐年递增，但是对煤层气的利用还停留在很低的水平，尤其是化工应用方面。煤层气主要成分是高纯度甲烷（大于95%），还有少量二氧化碳、氮、氢以及烃类化合物。利用廉价的煤层气开展一步合成烯烃及含氧化合物等高附加值化学品越来越备受关注，而由煤层气中甲烷直接制备当代石油化工产业的龙头产品乙烯被认为是其代表性反应更被大力重视。)

应用前景

随着石油储量的减小，生产乙烯所用石脑油裂解法的成本也会相应增加。因此，利用煤层气中甲烷氧化偶联制乙烯技术将会有较强竞争力。另外，甲烷氧化偶联制乙烯的经济效益还体现在它的下游产品增值上。由于甲烷氧化偶联的生产规模可根据需要设计，对乙烯生产成本无明显影响。因此，该技术非常适合应用于利用煤层气进行精细化学品的开发和生产。 )