7月的榆林矫夷，驕陽似火讥燎。位于榆神工業(yè)園區(qū)的50萬噸/年煤基乙醇項目現(xiàn)場，管廊縱橫淑倾，塔基高聳河狐，有工人忙著給管道包裹隔熱材料，有人員頂著烈日指揮吊裝設(shè)備運轉(zhuǎn)姚转。跟隨工作人員爬上一座接近50米的“高塔”谋扼，記者汗流浹背，一路歇了好幾次们敢。
“這叫羰基化反應(yīng)裝置咐准，整個工程的核心之一。我們巡檢人員每天都要仔細檢查慷训，爬上去是家常便飯了消李。”陜西延長石油集團榆神能源化工有限公司(以下簡稱“榆神能化公司”)總經(jīng)理郭尊禮介紹键梆，繼6月30日建成中交后，項目將在9月打通全流程苔眼、正式投入生產(chǎn)畦未。“距離目標越近，大伙兒越是絲毫不敢放松稽星。”
全球最大刨塔、完全自主——該項目標志著乙醇生產(chǎn)將邁入大規(guī)模工業(yè)化時代。除了制油制氣卜壕，生產(chǎn)烯烴您旁、乙二醇等產(chǎn)品，煤炭在我國多了一個清潔高效利用的新途徑轴捎。
破解“煤變酒精”的世界級難題
乙醇即無水酒精鹤盒，作為公眾接受度最高的基礎(chǔ)化學(xué)品，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)侦副、醫(yī)療及日常生活中侦锯，長期以來主要通過糧食發(fā)酵制取。既然已有成熟工藝秦驯，為何又要研究新路線?
中國工程院院士尺碰、中科院大連化物所所長劉中民告訴記者，傳統(tǒng)靠谷物译隘、蔗糖亲桥、薯類發(fā)酵制乙醇，存在與人爭糧固耘、與人爭地風險题篷，以糧食為原料的路線并不適合在我國大范圍推廣。“比如厅目，乙醇是世界公認的清潔環(huán)保燃料木砾、油品質(zhì)量改良劑。早在2017年修诈，國家便提出普及乙醇汽油瘸劳，至今未能大面積使用，主要就是產(chǎn)量受限投沃。按照2021年全國汽油表觀消費量1.4億噸妖恨，乙醇添加比例10%計算，需要燃料乙醇1400萬噸鲸锻，當年實際產(chǎn)量僅有約300萬噸匀象。”
缺口只能以“非糧”路線填補。但據(jù)記者了解鸡捉，利用秸稈等生物質(zhì)資源制乙醇乏茶，尚處于研發(fā)階段;乙烯水合法成本較高栗绝，還會增加石油對外依存度〖矗基于我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)涕瘸，煤基路線被寄予厚望。
固體燃料如何變成透明液體?簡單說哲泊，煤先經(jīng)氣化制合成氣剩蟀，然后轉(zhuǎn)化為甲醇，再通過脫水切威、羰基化育特、加氫等步驟合成乙醇。“合成氣直接制乙醇前期不是沒人研究先朦，但反應(yīng)過程需要貴金屬催化劑缰冤，成本高、產(chǎn)物選擇性低喳魏，設(shè)備易腐蝕棉浸，煤基乙醇一直是世界級難題。”劉中民稱刺彩，新路線使用分子篩催化劑和銅基催化劑迷郑，突破貴金屬催化劑的制約 。“已有路線的產(chǎn)物基本是乙醇和水的混合物创倔，兩者分離困難嗡害，能耗高。而新反應(yīng)體系的關(guān)鍵步驟不產(chǎn)生水甘虑，分離后直接得到無水乙醇澈嘱，環(huán)境友好且成本低。”
榆神能化公司總工程師高有智算了一筆賬：年產(chǎn)乙醇50萬噸匪笨，即每年轉(zhuǎn)化低階煤150萬噸。“按照3噸糧食生產(chǎn)1噸乙醇測算某现，一年相當于節(jié)約原料糧150萬噸匙桦，這是榆林市糧食全年產(chǎn)量的65%。”
有能力建設(shè)百萬噸級煤基乙醇工廠
一項新技術(shù)想從“幕后”走到“臺前”宋睦，面臨著工業(yè)化過程中的重重挑戰(zhàn)阁陌，該過程一般不少于10年。“從2010年展開基礎(chǔ)研究琐侣，到2017年實現(xiàn)工業(yè)示范奖朴，我們用了6年多時間。”項目核心成員汇径、大連化物所研究員朱文良稱曼刀，完成實驗室中試后罗卿，設(shè)計和建設(shè)了一個年產(chǎn)10萬噸的煤基乙醇工業(yè)示范項目。
“中試試驗相當于在實驗室模擬工業(yè)化全流程魂务，但真正進入實踐階段曼验，不只是放大這么簡單。”朱文良舉例粘姜，從小試到中試鬓照，催化劑裝填量由1克增至100克，再到10萬噸乙醇裝置單個反應(yīng)器需30噸催化劑孤紧，足足放大30萬倍豺裆。從實驗室到工業(yè)化，催化劑的形狀号显、規(guī)模及反應(yīng)條件等均發(fā)生變化臭猜。沒有成熟經(jīng)驗可參考，研究組決定自己做咙轩，5位科研人員帶著15位工人一干就是4個多月获讳。“2017年1月11日，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的全球首套工業(yè)示范項目打通全流程活喊。一次投產(chǎn)成功丐膝，無水乙醇產(chǎn)品純度達到99.71%，我國率先擁有了設(shè)計和建設(shè)百萬噸級大型煤基乙醇工廠的能力 箫俯。”
在10萬噸項目的基礎(chǔ)上焕徽，正在開發(fā)的50萬噸煤基乙醇項目已是當前全球最大規(guī)模。“若使用國外成熟設(shè)備怕事，過程或許容易竹恃，但始終受制于人。”郭尊禮表示旅测，除了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)肘勾，整套裝置也要國產(chǎn)化。“比如氣化裝置是乙醇項目的工藝龍頭兆布，采用國際領(lǐng)先的航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)箫废。在1380攝氏度高溫下，煤炭經(jīng)過氣化佛或，成為后系統(tǒng)所需的粗煤氣譬功，碳轉(zhuǎn)化率高達99%。”
站在羰基化裝置頂上俯瞰全廠弧跑，整潔的道路旁綠樹郁郁蔥蔥奋隶。“工業(yè)廢氣回收后脫硫、脫硝處理悦荒，達到超低排放標準;建成污水零排放系統(tǒng)唯欣，特別是難處理的含鹽污水嘹吨，通過蒸發(fā)、結(jié)晶黍聂、分鹽實現(xiàn)環(huán)保處置躺苦。”高有智稱，“用煤不見煤产还、用水不排水”成為現(xiàn)實匹厘。
開辟第四條煤基化學(xué)品生產(chǎn)路線
技術(shù)好不好，最終還得經(jīng)濟性“說了算”脐区。
對此愈诚，中科院大連化物所和榆神能化公司做了反復(fù)測算分析：按照糧食發(fā)酵法，即使不考慮原料漲價因素牛隅，生產(chǎn)成本也在5000元/噸左右炕柔。實現(xiàn)大型化的煤基乙醇工作，成本約為3500元/噸 媒佣。“乙醇便于運輸儲存触法，能夠方便靈活地生產(chǎn)高純乙烯，進一步向下游生產(chǎn)精細化工品据伏。該路線的中間產(chǎn)物乙酸甲酯也是大宗化學(xué)品展稼，可以按市場需求及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。利用該技術(shù)骏庙，還能將大量過剩的甲醇廠改造成乙醇工廠俩堡，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、釋放產(chǎn)能辣棉。”朱文良稱氏诽。
來自市場的認可是最好證明。記者了解到狰赘，全國范圍內(nèi)目前已簽訂10套技術(shù)許可合同壳凳，乙醇產(chǎn)能累計達到295萬噸/年。除了榆林扮人，擬建項目分布在安徽迂腔、新疆、河南允悦、山東等地。據(jù)保守預(yù)估虑啤，“十四五”期間隙弛，乙醇技術(shù)的許可合同累計產(chǎn)能可達到400萬噸/年，對應(yīng)產(chǎn)值達250億元狞山。
在多位業(yè)內(nèi)人士看來全闷，其更是開辟了第四條煤基化學(xué)品生產(chǎn)路線 叉寂。以煤為原料，繼當前生產(chǎn)烯烴总珠、芳烴及乙二醇等主產(chǎn)品之外屏鳍，一個年產(chǎn)值超百億元的新型細分產(chǎn)業(yè)正在形成。“出于自身特性局服，煤炭最適合用來生產(chǎn)含氧化合物钓瞭，乙醇恰恰屬于這類理想產(chǎn)品。這樣也是發(fā)揮煤炭自身所長淫奔，與石油化工形成互補山涡，共同保障供應(yīng)鏈安全。”劉中民表示斜擎，在煤基乙醇生產(chǎn)過程中爱饲，二甲醚、乙酸甲酯等中間產(chǎn)品宿闯，均可以根據(jù)需要直接投放市場乳嘁，也可以進一步加工利用，反應(yīng)生成其他精細化學(xué)品危厕。技術(shù)鏈寻适、產(chǎn)業(yè)鏈不斷豐富，符合煤化工產(chǎn)業(yè)走向高端化背渤、多元化奉念、低碳化的發(fā)展要求。“保障國家糧食安全熊骆、能源安全鹿竭，帶動煤炭清潔高效利用，可以說煤基乙醇起到一舉三得的作用纳倚。”
