第07版:技术服务
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我国焦炉煤气清洁高效利用迈上新台阶
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年产30万吨非粮乙醇项目一期工程在河北迁安正式投产
我国焦炉煤气清洁高效利用迈上新台阶

图为项目一期年产10万吨无水乙醇生产线已全面竣工投产,这一项目的投产实现了经济、高效、高质的乙醇生产转型,引领煤化工迈向清洁能源的新方向。
 

近日,利用焦炉煤气年产30万吨无水乙醇项目一期工程在河北省迁安市正式投产。这标志着我国焦炉煤气的清洁高效利用迈上新台阶,非粮乙醇生产开辟了新路径。

中溶科技年产30万吨无水乙醇项目为河北省重点建设项目。这一项目运用企业自主研发的国际领先技术,建成全球首套焦炉煤气制乙醇生产线,以焦炉煤气和醋酸为原料生产无水乙醇,生产成本比传统粮食法节约25%。项目总投资约8亿元,分两期进行建设,一期工程投资约4.5亿元,可年产10万吨无水乙醇;二期工程将于年内动工,建设期约一年。30万吨全部达产后,可实现销售收入25亿元,年利税达4.5亿元。

焦炉煤气可以变废为宝

焦炉煤气是炼焦工业的尾气,常规机焦炉生产1吨焦炭产生大约400立方米焦炉煤气,其中50%用于焦炉自身加热,尚有约200立方米富余。然而焦炉气不便于远距离输送,只能直接排入大气或者燃烧排放(俗称“点天灯”),造成资源浪费,并且污染环境。我国煤炭资源丰富,焦化产能居世界第一,2016年我国焦炭产量44911万吨,由此推算,每年外排焦炉煤气近900亿立方米,对环境污染影响大,还是造成大气污染及形成雾霾的“元凶”之一。

焦炉煤气含55%~60%的氢气,25%左右的甲烷。中溶科技以热值低的氢气为原料生产无水乙醇,高热值的甲烷则可生产天然气,而且在精制气体的过程中,焦炉煤气原有污染物也被一并净化。焦炉煤气高附加值利用是国家发改委《产业结构调整指导目录》中第八类第二项的鼓励类项目,中溶科技的技术不但可以变废为宝,清洁高效地利用焦炉煤气,提高其附加值,还可以获得天然气和无水乙醇,且两者均可作为清洁能源使用。

除了焦炉煤气,这一项目的另一主要原料是醋酸。目前我国醋酸及其上游甲醇行业的产能总体过剩,根据中国石油和化学工业联合会的《2017年度重点石化产品产能预警报告》,2011年至2016年,甲醇和醋酸的产量利用率(产量和产能之比)均低于70%。用醋酸生产乙醇,有利于激活醋酸和甲醇的富余产能,创造新的增长点。

乙醇汽油助力大气治理

乙醇含氧量高达34.7%,添加到汽油中可使汽油燃烧更加充分。中国汽车技术研究中心所做的发动机台架试验和行车试验结果表明,使用车用乙醇汽油在不进行发动机改造的前提下,动力性能基本不变,汽车尾气的一氧化碳和碳氢化合物平均减少30%以上,有效减少有害物质的排放。与普通汽油相比,乙醇汽油可减排PM2.5超过40%,有利于大气治理。再者,乙醇的辛烷值高(RON为111),在汽油中加入燃料乙醇,可以大幅提高汽油的辛烷值,汽油的辛烷值越高,抗爆性就越好,发动机就可以采用更高的压缩比,这样既可以提高发动机功率,又可以节约燃料。

此外,还可以替代甲基叔丁基醚(MTBE)作为抗爆剂,而MTBE会对大气和地下水造成污染,对人体具有致癌作用,西欧、美国、前苏联早在20世纪80年代就禁止了在汽油中添加MTBE,日本和韩国也已停止了在汽油中添加MTBE。

基于乙醇的上述优点,将燃料乙醇作为清洁能源已得到国际上的广泛认同。早在20世纪20年代,巴西就开始使用乙醇汽油,在1973年选择了乙醇替代石油的发展道路,巴西成为第一个不使用纯汽油作为汽车燃料的国家。美国是最大的车用乙醇汽油生产和消费国家,90%以上的地区都在使用E10乙醇汽油(乙醇添加比例为10%),并逐步开始使用E15乙醇汽油。2016年,美国燃料乙醇产量为4266万吨,巴西燃料乙醇产量为1744万吨。我国虽然起步较晚,目前位居世界第三,2016年我国燃料乙醇产量为260万吨,但和美国、巴西相比有巨大差距,根本原因是目前乙醇的主要生产方法是粮食发酵法,美国和巴西分别在玉米和甘蔗方面有着天然的优势,而我国受制于粮食资源,国家限制粮食乙醇产能的扩张,燃料乙醇发展一直受限,乙醇汽油也仅限于11个省份使用。因此,开发用非粮资源生产乙醇的技术具有重大意义。

创新科技推动绿色发展

中溶科技是一家专注于非粮乙醇及其下游产品的研发、生产、销售的国家级高新技术企业,是我国最早研发非粮乙醇并取得成果和相关专利的企业。曾承担国家火炬计划和国家重点新产品计划,是“河北省非粮乙醇工程技术研究中心”所在单位。中溶科技从2009年开始研究醋酸加氢制乙醇工艺,经历实验室小试和8000小时中试,开发了新型催化剂,确定了最佳工艺条件,自主研发了节能工艺,申请了多项国家专利。2013年完成产业化,建成中国首套自主研发煤基乙醇工业化装置,年产能1.5万吨,至今已稳定运行了四年且状态良好。日前投产的年产30万吨无水乙醇项目的一期10万吨生产线,即是在掌握上述成熟工艺的基础上建成的,转化率大于99%、选择性高达99%、无水乙醇纯度高达99.98%,不但可以满足燃料乙醇的质量要求,还可以满足精细化工、生物医药等各个尖端领域的质量要求。

中溶科技以焦炉煤气和醋酸生产乙醇,既可解决焦炉煤气污染问题、激活醋酸和甲醇产能,又为我国找到了利用非粮食资源低成本生产乙醇的可靠途径,乙醇添加到汽油里,还可以节省石油资源、保护地下水、减少汽车尾气污染、助力大气治理。中溶科技项目技术领先、工艺成熟、成本优势显著,环保、粮食安全、能源安全和能源结构优化等社会收益明显,有望使煤制乙醇成为煤制油气、煤制烯烃、煤制乙二醇之后的具有中国特色的又一条煤化工路线。吕臻

 
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