長(zhǎng)期以來(lái)，利用化石資源生產(chǎn)乙醇一直是全世界努力的目標(biāo)。日前從中國(guó)科學(xué)院獲悉，中科院大連化學(xué)物理研究所和陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)共同研發(fā)的、具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)的全球首套煤基乙醇工業(yè)化示范項(xiàng)目已獲得成功，并平穩(wěn)運(yùn)行2個(gè)月。這是我國(guó)繼煤制油、煤制乙二醇等技術(shù)之后，取得的又一世界級(jí)成果。
該項(xiàng)目的成功，標(biāo)志著我國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，使我國(guó)率先具有設(shè)計(jì)和建設(shè)百萬(wàn)噸級(jí)煤基乙醇大型工業(yè)裝置的能力，對(duì)保障我國(guó)能源安全和糧食安全、煤炭清潔化利用以及緩解大氣污染等具有重要的戰(zhàn)略意義。
中科院大連化學(xué)物理研究所副所長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士劉中民表示，乙醇是世界上公認(rèn)的環(huán)保清潔燃料，全球66%乙醇作為燃料乙醇添加到汽油中。我國(guó)石油對(duì)外依存度在2015年已達(dá)到65.4%，超過(guò)國(guó)際公認(rèn)的警戒線（50%）。由于燃料乙醇能間接替代石油，因此其對(duì)國(guó)家能源安全具有重大影響。
據(jù)悉，目前我國(guó)燃料乙醇缺口巨大。“十二五”期間，我國(guó)燃料乙醇目標(biāo)為500萬(wàn)噸/年；到2020年，目標(biāo)為1000萬(wàn)噸/年，而2015年國(guó)內(nèi)燃料乙醇產(chǎn)量?jī)H為250萬(wàn)噸。
而此前，燃料乙醇只能通過(guò)糧食來(lái)生產(chǎn)，為防止出現(xiàn)乙醇生產(chǎn)”與人爭(zhēng)糧“的局面，我國(guó)亟須發(fā)展非糧路線的燃料乙醇。而我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以煤為主，如果能用煤制乙醇，將極大緩解我國(guó)的燃料乙醇的需求壓力。
然而，煤經(jīng)合成氣直接制乙醇是一項(xiàng)世界性的挑戰(zhàn)，因難以回避貴金屬催化劑、效率較低及設(shè)備腐蝕等問(wèn)題，一直還停留在研究開(kāi)發(fā)階段。中科院大連化學(xué)物理研究所提出以煤基合成氣為原料，經(jīng)甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇的工藝路線。該路線采用非貴金屬催化劑，可以直接生產(chǎn)無(wú)水乙醇，是一條獨(dú)特的環(huán)境友好型新技術(shù)路線。
據(jù)了解，該技術(shù)路線的核心是二甲醚在分子篩催化劑上的羰基化反應(yīng)。中科院大連化學(xué)物理研究所通過(guò)大量的創(chuàng)新性研究和攻關(guān)，成功開(kāi)發(fā)出具有高活性和高穩(wěn)定性的分子篩羰基化催化劑，為其進(jìn)一步工業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2012年，中科院大連化學(xué)物理研究所和陜西延長(zhǎng)石油開(kāi)始聯(lián)合開(kāi)展“合成氣制乙醇整套工藝技術(shù)”項(xiàng)目研發(fā)工作，2013年完成了項(xiàng)目中試研究工作。2014年中科院大連化學(xué)物理研究所與陜西延長(zhǎng)石油啟動(dòng)了“10萬(wàn)噸/年合成氣制乙醇工業(yè)示范”項(xiàng)目，2016年10月裝置建設(shè)中交，2016年12月開(kāi)始裝置聯(lián)動(dòng)試車(chē)，2017年1月11日產(chǎn)出合格無(wú)水乙醇產(chǎn)品，純度達(dá)到99.71%，主要指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)值。
劉中民介紹，與傳統(tǒng)乙醇合成技術(shù)相比，該成果具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。比如，反應(yīng)體系無(wú)水，可直接分離得到無(wú)水乙醇產(chǎn)品；使用分子篩催化劑和銅基催化劑，無(wú)貴金屬等。
另外，該項(xiàng)目中反應(yīng)器、工藝條件與合成氣制甲醇工藝基本一致，可用以改造現(xiàn)有甲醇廠為乙醇廠，為消化甲醇過(guò)剩產(chǎn)能提供了新的技術(shù)路線，有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。此外，在成本核算方面，產(chǎn)品乙醇成本低于其他現(xiàn)有技術(shù)，經(jīng)濟(jì)性好。“比"煤制油"的經(jīng)濟(jì)效益要高出很多。”劉中民表示。
如此眾多且實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，為該技術(shù)未來(lái)的應(yīng)用提供了廣闊的空間。劉中民介紹，該項(xiàng)目使我國(guó)大范圍推廣乙醇汽油成為可能，尤其是在我國(guó)中西部煤炭資源豐富而糧食資源有限的地區(qū)。
此外，該技術(shù)還可用于將現(xiàn)有大量過(guò)剩的甲醇廠改造成乙醇工廠，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，釋放產(chǎn)能。“目前，國(guó)內(nèi)甲醇工廠的開(kāi)工率只有58%，而此項(xiàng)乙醇技術(shù)在工藝上和甲醇合成具有一定的共性，可以把甲醇廠改造為乙醇廠。”劉中民說(shuō)。
“從原理上講，天然氣和煤一樣，均可以通過(guò)合成氣，進(jìn)而合成乙醇。”劉中民表示，煤基乙醇技術(shù)也可以用作天然氣原料生產(chǎn)乙醇，助推“一帶一路”戰(zhàn)略在沿線富有天然氣資源的國(guó)家實(shí)施。
中科院副院長(zhǎng)張濤表示，該項(xiàng)目的成功為今后大規(guī)模工業(yè)化裝置的建設(shè)、生產(chǎn)和運(yùn)行提供了關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)和寶貴的經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)志著我國(guó)將率先擁有設(shè)計(jì)和建設(shè)百萬(wàn)噸級(jí)大型煤基乙醇工廠的能力，奠定了我國(guó)煤制乙醇工業(yè)化的國(guó)際領(lǐng)先地位，對(duì)于緩解我國(guó)石油供應(yīng)不足，石油化工原料替代，油品清潔化及煤炭清潔高效利用等大有裨益，對(duì)保障我國(guó)能源安全和糧食安全及緩解大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義。
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