世界首个甲烷直接生产乙烯装置开车

储量丰富、价格低廉的天然气可直接转化为世界上最大宗的化工基础原料乙烯。近日，美国Siluria技术公司为其在得克萨斯州的试验工厂举行盛大开车仪式，该工厂成为世界上第一家实现将天然气直接工业化大规模转化为乙烯的企业。新路线或将给传统以石油为原料的乙烯行业带来重大变革。

作为基础工业原料，乙烯在石化工业中占有重要地位，乙烯产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。除北美和中东，世界上包括我国在内的大部分国家和地区以石脑油为原料，采用蒸汽裂解法制乙烯。该方法不仅耗能高、排放温室气体多、成本高，而且由于原料来自于石油，还需要挤占宝贵的石油资源。

为减少石油依赖，各国开展以主要成分为甲烷的天然气制烯烃的研究。天然气制乙烯的路线分直接法和间接法两种。相比间接法冗长烦琐的过程，直接法只需一步即可将甲烷转化成乙烯，具有很高的经济价值，非常具有吸引力。

但甲烷的选择活化和定向转化是世界级难题，被誉为整个化学界的“圣杯”，因而从上世纪80年代至本世纪初，学界始终没能开发出工业可行的甲烷直接制乙烯工艺。

突破的关键在催化剂。2010年，Siluria公司创造性地使用生物模板精确合成纳米线催化剂，使用高通量技术从大量备选催化剂中筛选出最合适的元素组成，开发出工业可行的甲烷直接制成乙烯催化剂。

该催化剂可在低于传统蒸汽裂解法操作温度200℃～300℃的情况下，在5～10个大气压下，高效催化甲烷转化成乙烯，活性是传统催化剂的100倍以上。

Siluria公司设计的反应器分为两部分，一部分用于将甲烷转化成乙烯和乙烷，另一部分用于将副产物乙烷裂解成乙烯，裂解反应所需的热量来自甲烷转化反应放出的热量。这种设计使反应器的给料既可以是天然气也可能是乙烷，同时最大化地节约了能源。