全球首发，中国搞定煤制“酒精”工业化!

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中国经济网北京3月17日电(记者佘惠民)中国科学院今天宣布，采用中国科学院大连化学物理研究所与陕西延长石油集团联合开发的世界首个具有自主知识产权技术的煤基乙醇产业化项目——陕西延长集团10万吨/年合成气乙醇工业示范项目，于1月11日全面启动，生产出合格的无水乙醇。该装置已顺利运行两个月，标志着世界上第一个煤羰基化制乙醇二甲醚工业示范项目。这是我国煤化工新型工业化技术应用的又一重大突破，对保障我国能源安全和粮食安全、煤炭清洁利用和缓解大气污染具有重要的战略意义。

合成气制乙醇10万吨/年工业示范项目照片

煤对乙醇有什么意义？

汽车减排、能源安全和食品安全！

乙醇是世界公认的绿色优质汽油添加剂，可有效改善汽油质量，大幅降低汽车污染物排放。世界上66%的乙醇被添加到汽油中作为燃料乙醇。根据中国国家标准，e10是由90%的普通汽油和10%的燃料乙醇混合而成。加入10%乙醇后，汽油的含氧量增加，燃烧更加充分，一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物、氮氧化物、苯系物等空气污染物的排放量大大减少，综合排放量减少1/3以上，得到了世界各国的认可和推广。

乙醇可以替代或部分替代汽油作为发动机燃料，减少原油消耗，从而减少对石油的依赖，提高国家能源安全。美国和巴西在20世纪80年代开始大力发展燃料乙醇，为其国家能源独立做出了重要贡献。自1993年中国成为石油净进口国以来，对外国石油的依赖逐年增加，从1995年的7.6%增加到2015年的65.4%，对外国石油的依赖超过了国际公认的警戒线(50%)。这严重影响了我国的能源安全。2016年，中国汽油表观消费量为1.1983亿吨，按照国内e10乙醇汽油标准，需要1198万吨燃料乙醇。燃料乙醇对国家能源安全影响巨大。

为了解决粮食老化问题，我国已经开发了燃料乙醇和乙醇汽油。由于担心“与人争粮”的局面，威胁到粮食安全，中国的粮食燃料乙醇还没有放开发展。2006年，国家收回了燃料乙醇项目的审批权。鉴于中国用世界7%的耕地养活了世界20%的人口，用谷物制备燃料乙醇不适合在中国大规模推广。目前，中国的燃料乙醇缺口巨大。“十二五”期间，中国燃料乙醇的目标是500万吨/年；到2020年，目标是1000万吨/年，而2015年国内燃料乙醇产量仅为250万吨。经过多年的试点，只有11个省推广使用乙醇汽油。迫切需要为非谷物路线开发燃料乙醇。

新闻发布会照片，图为中国科学院副院长张涛院士

煤基乙醇的“牛”在哪里？

解决化石燃料乙醇生产产业化的世界性难题

长期以来，利用化石资源生产乙醇一直是世界努力的目标。基于我国煤基能源结构，迫切需要开发具有自主知识产权的煤基燃料乙醇成套技术。合成气直接从煤中生产乙醇是一个世界性的挑战，目前仍处于研发阶段，因为难以避免贵金属催化剂、低效率和设备腐蚀。

然而，从化石资源生产乙醇不能工业化的问题已经被中国人解决了。

大连化工学院提出了以煤基合成气为原料，甲醇和二甲醚羰基化加氢合成乙醇的工艺路线。该路线采用非贵金属催化剂，可直接生产无水乙醇，是一条独特的环保新技术路线。

这条技术路线的核心是二甲醚在分子筛催化剂上的羰基化。近年来，这种反应在科学界和工业界受到了更多的关注。虽然它打破了传统的以金属为催化剂的羰基化概念，但催化剂活性低、稳定性差，已成为工业应用的瓶颈。为解决这一问题，大连化工学院通过大量创新研究和攻关，成功研制出高活性、高稳定性的分子筛羰基化催化剂，在二甲醚羰基化研究方面取得重大突破，为其进一步产业化奠定了坚实基础。

2012年，大连化工学院和延长石油开始联合开展“合成气制乙醇成套工艺技术”项目的研发工作，并于2013年完成了该项目的中试研究工作。2015年9月，国家能源局委托中国石油化工联合会对该项目中试结果进行评估。评估委员会认为技术指标先进适用，主要指标与国际同类技术相比达到国际领先水平。

2014年，大连化工学院和延长石油启动了“合成气工业示范年产10万吨乙醇”项目。2016年10月，工厂建设移交给中国，2016年12月，机组联动试验开始。2017年1月11日，生产出合格的无水乙醇产品，纯度达到99.71%，主要指标达到或超过设计值。工业示范装置的调试和稳定运行证明了该技术的先进性和可靠性。基于该示范项目，可为100万吨级大型工业乙醇装置的设计提供设计依据、建设和运行经验。目前，延长石油集团已完成50万吨工业装置的可行性研究，并开始工艺包的设计和开发。

煤制乙醇有许多优点

环保、成本低、生产方便灵活

与传统的乙醇合成技术相比，其结果具有以下技术特点:①反应体系为无水，无水乙醇产物可直接分离。②分子筛催化剂和铜基催化剂不含贵金属。③工艺中无需添加碘甲烷、醋酸等卤化物添加剂，避免了使用锆或哈氏合金等特殊耐腐蚀材料，减少了设备投资。(4)羰基化过程不需要高纯度的一氧化碳，只需要富含一氧化碳的气体；在加氢过程中，只需要富氢气体代替高纯氢气，降低了气体分离的能耗，节约了生产成本。⑤反应器和工艺条件与合成气制甲醇基本相同，可用于将现有甲醇装置改造成乙醇装置，为消化过剩的甲醇产能和促进产业结构调整提供了新的技术路线。⑥乙醇产品成本低于其他现有技术，经济性好。⑦中间产品醋酸甲酯也是一种大宗化学品，因此可以根据市场需求及时调整产品结构。

专家表示，这些技术特点使该项目具有显著的社会效益:

1.该项目使煤制乙醇成为现实，也使乙醇汽油在中国大规模推广成为可能，特别是在中国中西部煤炭资源丰富、粮食资源有限的地区。

2.该技术可用于将大量剩余甲醇厂改造成乙醇厂，调整产业结构，释放产能。目前，国内甲醇装置的运行率只有58%，这种乙醇技术与甲醇合成在技术上有一定的共性，可以改造成乙醇装置。

3.乙醇便于运输和储存，可以部分替代乙烯生产下游化学品，也可以方便灵活地生产和提供乙烯，从而促进下游精细化工的发展。乙烯作为基础化工原料，难以小批量获得，限制了精细化工的发展。然而，通过乙醇的简单脱水可以获得高纯度的乙烯，这是方便和灵活的。

4.原则上，天然气和煤一样，可以通过合成气合成为乙醇。因此，煤基乙醇技术也可以作为天然气原料生产乙醇，推动“一带一路”战略在沿线天然气资源丰富的国家的实施。

该项目的成功为未来大型工业装置的建设、生产和运营提供了关键技术数据和宝贵经验，表明中国将率先设计和建设百万吨级大型煤基乙醇装置，并在中国煤基乙醇产业化方面确立了国际领先地位。这对缓解中国石油供应短缺、石化原料替代、清洁石油产品和煤炭清洁高效利用将大有裨益，对保障中国能源安全和粮食安全、缓解大气污染具有重要的战略意义。

(编辑:李伟)