乙醇作為一種重要的化工原料，可通過谷物發(fā)酵或石油衍生的乙烯水合反應(yīng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)但這兩種方法都不完美:前者是與人爭食，后者成本高，依賴石油資源除了這兩種方法，還有其他方法可以大規(guī)模生產(chǎn)乙醇嗎從2010年開始，中國工程院院士，中科院大連化物所所長劉團(tuán)隊(duì)在煤制乙醇領(lǐng)域開辟了一條新路線經(jīng)過多年的技術(shù)研究和放大驗(yàn)證，為技術(shù)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)
日前，在陜西榆林工業(yè)園，基于劉團(tuán)隊(duì)研究成果的全球最大50萬噸/年煤基乙醇產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目正式建成這個項(xiàng)目的意義是什么記者進(jìn)行了采訪
利用化石能源生產(chǎn)乙醇，符合實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的客觀要求。
乙醇不僅是一種重要的基礎(chǔ)化學(xué)品，而且與人們的日常生活密切相關(guān)可用于制作飲料，香精，消毒劑等無水乙醇可作為汽油添加劑，即燃料乙醇，可有效提高汽油質(zhì)量，大幅降低汽車污染物排放
"傳統(tǒng)的乙醇生產(chǎn)技術(shù)主要以糧食為原料進(jìn)行發(fā)酵."劉說，目前，世界乙醇產(chǎn)量約為1億噸，主要利用糧食和甘蔗等生物原料2020年我國乙醇產(chǎn)量987萬噸，其中燃料乙醇約274萬噸，主要利用陳化糧進(jìn)行生產(chǎn)
據(jù)報(bào)道，目前中國的燃料乙醇產(chǎn)量不能滿足需求劉算了一筆賬:2021年我國汽油表觀消費(fèi)量為1.4億噸，需要燃料乙醇1400萬噸因此，增加燃料乙醇的產(chǎn)量對保障中國的能源安全具有重要意義
同時，我國地少人多，糧食安全是重中之重從食物中制備燃料乙醇不適合大規(guī)模推廣劉認(rèn)為，從生物質(zhì)發(fā)展的角度來看，秸稈纖維素生產(chǎn)乙醇是一個研究方向雖然這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但由于經(jīng)濟(jì)問題，目前仍處于研發(fā)階段
利用化石能源生產(chǎn)乙醇是科學(xué)家們的目標(biāo)中國能源資源的特點(diǎn)是富煤，貧油，少氣推進(jìn)煤炭清潔高效利用是實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放峰值和碳中和目標(biāo)的重要途徑中國的煤炭資源占化石能源的95%因此，開發(fā)一整套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤基乙醇技術(shù)是符合中國實(shí)際國情的劉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始了新的嘗試
一條全新的技術(shù)路線，以煤基合成氣為原料，通過甲醇和二甲醚的羰基化和加氫合成乙醇。
煤制乙醇有明確的方向，但是做起來很難煤制乙醇的傳統(tǒng)路線一般有兩種:一種是用合成氣直接從煤制乙醇，另一種是用乙酸從煤制乙醇
長期以來，煤制合成氣直接生產(chǎn)乙醇一直是世界性難題，主要是需要貴金屬作為催化劑，效率低，腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備成本高，一直停留在研發(fā)階段該路線的催化劑使用貴金屬銠，比鉑貴數(shù)倍，不利于普及，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
而醋酸從煤中生產(chǎn)乙醇是基于醋酸產(chǎn)能過剩的背景由于醋酸具有腐蝕性，需要采用耐腐蝕設(shè)備，投資大，成本高，沒有大規(guī)模應(yīng)用
大連化工學(xué)院經(jīng)過多年努力，提出了一條全新的技術(shù)路線:以煤基合成氣為原料，甲醇和二甲醚羰基化加氫合成乙醇該路線采用非貴金屬催化劑，可直接生產(chǎn)無水乙醇，是一條環(huán)境友好的技術(shù)路線
這條技術(shù)路線并不容易二甲醚轉(zhuǎn)化反應(yīng)非常復(fù)雜不同的催化劑有完全不同的反應(yīng)，產(chǎn)生完全不同的產(chǎn)物劉說，為了找到一條適合的具有工業(yè)應(yīng)用價值的技術(shù)路徑，只有二甲醚羰基化催化劑的研究和篩選，經(jīng)過多年的艱苦探索
小試前期要篩選大量催化劑，每種類型至少要做10次試驗(yàn)在不同的溫度，比例，壓力等條件下，需要進(jìn)行一次測試大連化工學(xué)院合成氣轉(zhuǎn)化研究組組長朱說
從2010年到2012年的初期研究階段，催化劑的使用壽命一直保持在幾十個小時，與工業(yè)應(yīng)用的目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)經(jīng)過近三年的反復(fù)實(shí)驗(yàn)和攻關(guān)，曙光終于在2012年底出現(xiàn)
"研制了一種穩(wěn)定性好的催化劑，其使用壽命已達(dá)900小時."朱說，當(dāng)時大家都很激動，已經(jīng)到了技術(shù)突破的臨界點(diǎn)。
接下來，催化劑的使用壽命不斷延長:1150小時，6400小時，16000小時...經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)和改進(jìn)，最終開發(fā)出活性高，穩(wěn)定性好的二甲醚分子篩羰基化催化劑，為項(xiàng)目的工業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
從實(shí)驗(yàn)室研究到工廠生產(chǎn)六年，煤基乙醇生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化時代。
R&D的根本目的是應(yīng)用，這在項(xiàng)目研發(fā)之初就已成為共識，2012年，大連化工材料研究所與陜西延長石油集團(tuán)共同開展了合成氣制乙醇成套工藝技術(shù)項(xiàng)目的研發(fā)，2013年，項(xiàng)目試點(diǎn)研究完成，2017年1月11日，全球首個擁有中國自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的10萬噸/年煤基乙醇產(chǎn)業(yè)示范項(xiàng)目開啟全流程，生產(chǎn)出合格的無水乙醇。
劉說，從實(shí)驗(yàn)室研究到工廠生產(chǎn)，我們只用了6年時間，速度非常快。
與傳統(tǒng)的乙醇合成技術(shù)相比，煤基乙醇工藝中不含水或極少水，分離得到的產(chǎn)品直接為無水乙醇，降低了產(chǎn)品分離的能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本工藝中使用的催化劑為常規(guī)分子篩催化劑和銅基催化劑，成本低廉同時，工藝中無需添加碘甲烷等鹵化物添加劑，避免了使用鋯或哈氏合金這種特殊的防腐材料，降低了設(shè)備投資
中間產(chǎn)品醋酸甲酯也是原料藥，可以根據(jù)市場需求及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)劉對說:在10萬噸示范項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，反復(fù)進(jìn)行技術(shù)升級，2020年6月50萬噸/年煤制乙醇項(xiàng)目奠基經(jīng)過兩年多的建設(shè)，預(yù)計(jì)該項(xiàng)目將于今年9月投入試運(yùn)行這將是世界上最大的煤基乙醇項(xiàng)目，標(biāo)志著乙醇生產(chǎn)的大規(guī)模工業(yè)化，確立了中國煤基乙醇技術(shù)的國際領(lǐng)先地位
陜西延長石油能源化工有限公司總經(jīng)理郭說:該項(xiàng)目用低階煤代替糧食生產(chǎn)乙醇按照3噸糧食生產(chǎn)1噸乙醇計(jì)算，沈雨50萬噸/年煤制乙醇項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，每年將節(jié)約生物乙醇原糧150萬噸，相當(dāng)于玉林市全年糧食產(chǎn)量的65%
劉告訴記者，煤基乙醇技術(shù)不僅可以以煤為原料，還可以以天然氣，生物質(zhì)和鋼廠煤氣為原料生產(chǎn)乙醇，為煤炭資源的清潔，高效，低碳利用和國家雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了有力的技術(shù)支撐。
人民日報(bào)
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