據(jù)介紹,該套裝置采用中國科學院大連化學物理研究所和延長石油集團公司合作開發(fā)的自主技術(shù),主要原料甲醇來源于焦爐煤氣,進一步轉(zhuǎn)化為乙醇,不僅大幅度提高了產(chǎn)品的附加值,還為鋼鐵、能源等行業(yè)低碳化融合發(fā)展提供了可行途徑。
我國的資源特征是富煤、貧油和少氣,同時鋼鐵、煉焦等產(chǎn)業(yè)發(fā)達。因此,煤化工、鋼鐵、煉焦等行業(yè)融合發(fā)展,成為涉及我國能源安全,鋼鐵、焦炭等行業(yè)多元化發(fā)展和減少碳排等領(lǐng)域的重大課題。
中國工程院院士劉中民表示,從原子經(jīng)濟性角度看,煤化工路線更容易合成含氧化合物,即醇、醚、酸等產(chǎn)品,乙醇就是合適的目標產(chǎn)物。如果利用煤化工合成氣、焦爐尾氣及煉鋼尾氣生產(chǎn)乙醇,則我國燃料乙醇短缺的問題將迎刃而解,煤化工行業(yè)、鋼鐵行業(yè)及焦化行業(yè)將獲得更多的綠色發(fā)展機會。
中國科學院大連化學物理研究所劉中民院士團隊自2010年起在這個賽道上開始了持續(xù)攻堅,提出了以合成氣為原料經(jīng)二甲醚羰基化和乙酸甲酯加氫合成無水乙醇(DMTE)的路線。該路線采用非貴金屬催化劑,可以實現(xiàn)煤、天然氣或鋼廠煤氣大規(guī)模制取乙醇,具有獨特的環(huán)境友好特征。2017年,大連化物所與延長石油集團公司合作,開發(fā)了DMTE工藝技術(shù),并完成了全球首次10萬噸/年甲醇經(jīng)二甲醚羰基化制乙醇工業(yè)示范項目。
隨后,劉中民院士團隊不斷進行技術(shù)迭代,升級催化劑并優(yōu)化反應(yīng)工藝,進一步提高了技術(shù)指標,為大規(guī)模工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。
對于DMTE技術(shù)的特點,劉中民院士介紹說,該技術(shù)使用分子篩催化劑而非貴的金屬催化劑,采用多相催化體系,反應(yīng)產(chǎn)物分離簡單,反應(yīng)體系無腐蝕,設(shè)備材質(zhì)要求降低,且產(chǎn)物乙酸甲酯和乙醇都是大宗化學品。
上述特點賦予DMTE技術(shù)良好的經(jīng)濟性。經(jīng)測算,在我國通過糧食發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇的成本約為6500元/噸,而DMTE方法生產(chǎn)的乙醇成本僅約4500元/噸。此外,以乙酸甲酯、乙醇為基礎(chǔ),可以生產(chǎn)乙酸乙酯、丙烯酸酯以及其他高附加值精細化學品。
本次試產(chǎn)的裝置產(chǎn)能系全球同類裝置規(guī)模最大,由淮北礦業(yè)集團碳鑫科技有限公司建設(shè),于2021年12月20日動工建設(shè)。劉中民院士表示,該裝置試生產(chǎn)的啟動,驗證了DMTE技術(shù)的先進性、可靠性,將推動了DMTE技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用。
另據(jù)介紹,截至目前,DMTE技術(shù)已簽訂13套工業(yè)裝置技術(shù)實施許可合同,涉及乙醇產(chǎn)能達395萬噸。