煤造乙醇让煤炭由“黑”转“绿”
一块煤炭若何由“黑”转“绿” ？今年在安徽永州全面建成投产的碳鑫科技甲醇综合利用项目，给出了一个煤炭清洁高效利用的可行规划。
这是全球最大煤造乙醇项目，每年可产出无水乙醇60万吨。项目由MG不朽情缘网站（集团）有限责任公司全资子公司——安徽碳鑫科技有限公司（以下简称“碳鑫科技”）建设，有关技术由中国科学院大连化学物理钻研所等单元开发。
图为碳鑫科技甲醇综合利用项目。MG不朽情缘网站（集团）有限责任公司供图
项目选取干净煤技术，出产石油代替产品，实现产业链高低一体化，将资源优势最大水平转化为经济效益优势。碳鑫科技党委副书记、总经理李伟近日接受记者采访时说：“乙醇作为一种可再生绿色能源，市场潜力巨大。”
在永州市濉溪县韩村镇临涣工业园内，一座座高耸林立的巨型工业装置引人瞩目。那就是总投资34.8亿元，占地445亩的碳鑫科技甲醇综合利用项目。
今年2月28日，随着全流程一次开车成功，项目产出第一桶优质乙醇。
煤是若何造成乙醇的 ？碳鑫科技的乙醇结合出产装置通过两个项目建设而成——2022年投产的一期焦炉煤气综合利用项目（即甲醇项目），今年投产的二期甲醇综合利用项目（即乙醇项目）。
碳鑫科技总工程师朱磊介绍，煤造乙醇以煤为原料。来自焦炉煤气综合利用项主张甲醇被送至二甲醚合成单元，经过脱水反映后天生二甲醚。二甲醚与来自气体分离装置的高纯一氧化碳，在丝光沸石催化剂中进行羰基化反映天生乙酸甲酯，乙酸甲酯与高纯氢气在铜基催化剂中进行加氢反映天生乙醇，最后精馏提纯得到乙醇产品。
作为重要化工原料和能源化学品，乙醇利用领域极度宽泛。例如，医院用消毒剂通常使用浓度为70%—75%的乙醇溶液，这种浓度的乙醇溶液杀菌能力最强；在有机化工领域，乙醇能够用来造取乙醛、乙醚、醋酸乙酯、乙胺等化工原料，也是造取染料、涂料、洗涤剂等产品的原料。作为工业溶剂，乙醇还宽泛用于化妆品、油脂等诸多产业中。更重要的是，乙醇是被宽泛认可的环保清洁燃料，作为汽油增长剂能显著提升汽油品质，削减车辆尾气排放的传染。
我国乙醇市场需要巨大，但产能严重不及。2022年，我国以陈粮发酵路线出产的燃料乙醇约270万吨，但缺口仍达1000万吨。并且，由于传统乙醇出产工艺涉及与人争粮、与粮争地的问题，启发非粮乙醇出产路线对保险我国能源安全、粮食安全和产业链供给链安全均拥有重要战术意思。
2010年以来，中国工程院院士、中国科学院大连化学物理钻研所所长刘中民携带团队钻研非粮乙醇出产，提出以合成气为原料经二甲醚羰基化和乙酸甲酯加氢合成无水乙醇（工艺名称“DMTE”）的技术新路线，成功实现煤、天然气或钢厂煤气大规模造取乙醇。2017年，团队完玉成球首个10万吨/年甲醇经二甲醚羰基化造乙醇工业示范项目。尔后，团队持续创新，进行技术迭代，升级催化剂并优化反映工艺，进一步提高技术指标，为大规模工业化奠定基础。碳鑫科技甲醇综合利用项目全面建成投产，验证了DMTE技术的先进性、靠得住性，推动DMTE技术大规模利用。
“煤造乙醇在三方面优势显著。”朱磊给记者分析，一是出产成本更低。与传统的生物乙醇相比，煤造乙醇每吨可降低成本约30%。二是原料起源广。我国煤炭资源储量丰硕、散布面积广、煤衷祀全，可为乙醇提取提供充足的原料保险。三是出产过程绿色环保。例如，碳鑫科技选取的主题设备“神宁炉”碳转化率达98.5%以上，高于其他气化技术，在废渣残碳、尾气排放等方面的指标显著优于行业均匀水平。资源利用率得到有效提高，实现煤炭清洁高效利用。
煤造乙醇技术对推动钢厂煤气高附加致符用，推进钢铁与能源化工行业协调发展拥有重要意思。朱磊以为，该技术的发展将有效解决生物燃料乙醇产能不及、工业无水乙醇价值偏高档问题，有利于改善我国能源结构。在我国强调粮食安全、能源安全等大布景下，煤造乙醇技术价值将日益凸显。
将来我国对基础化工原料的需要依然旺盛，煤造乙醇技术仍是必要持续优化的重要技术。值得一提的是，随着煤造乙醇技术大面积推广，乙醇的上、下游产品，如乙基胺、乙酸甲酯、乙酸乙烯等产品将打开更辽阔市场空间。
李伟介绍，当前碳鑫科技出产的乙醇虽能满足市场根基必要，但仍存在水分、异丙醇及甲醇等杂质含量偏高景象，产品指标无法满足部门客户需要。“将来，公司将加大与中国科学院大连化学物理钻研所等科研机构的合作力度，进一步加快推动技术刷新，提升产品品质。”李伟说。（记者：洪敬谱 通讯员：王盟)
起源：《科技日报》 7月16日 6版