全球规模最大煤基乙醇工业化项目在陕正式建成,将会发挥哪些作用?
据媒体报道,全球规模最大的煤基乙醇工业化项目已经正式在陕西榆林榆神工业园建设成功,这项以69.8亿投资所建成的工业项目是自2017年之后全球首个10万吨的示范型项目,他的成功更是引起了无数人的注意。此个项目建成无疑会让以往以煤炭为主的能源结构进行改革,极大范围的为国家的工程项目提供能源。
众所周知,乙醇虽是一项最基础的化学品,但也是最重要的,它也是用来生产乙醛,乙醇等世界公认的优良汽油添加剂,它的作用可以说是非常之大,无论是染料洗涤剂还是各种制品,都是设计层面非常之广的。遗忘的乙醇都是一颗粮食的生物物质作为原料用来制备,这种制备所花费的成本十分之高。
而且在对于我国现在这种人多地少的现实情况来说,是非常不适合被用于广泛推广的。但是煤基乙醇工业化的开展就极大程度上的减缓了这种情况,同时也对这种工业提供了更为重要的战略发展前景。据专家介绍,这种碳基乙醇工业化项目可以使以往以3:1粮食和乙醇的比例变成现在可以直接节约150万吨的现象,这种项目的建成,极大程度上保证了我国的可持续发展,也是对我国的能源安全和粮食生产极具非常重要的战略意义。
并且同时这种能源也可以极大程度上应用于其他层面,对于我国的工业发展也有了一定的能源基础支持,我国的可持续发展战略也在不断实施,对于我国未来在科技以及世界各个层面上的进步也是非常重要的一步。同时这种技术也是在不断的推进煤炭清洁的作用,同时也高效的把能源进行循环利用,绿色发展战略也是在体现其中打造最终产业链的新型发展,也是一种世界的新型发展战略,为以后的世界发展提供了一个走向。
1.较为迷茫的技术:煤制乙醇技术。目前有人在中试。一征碳税就太贵。可能较难
2.有希望普及的:煤制乙二醇技术,目前有十几家煤化工企业正在投资建设煤制乙二醇项目建设,部分已投产。就目前来看效益尚不好定论,预计到2013年底产能接近乙二醇总产能的10%左右,打破长期贸易壁垒。
3.战略意义大于经济效益的:煤制油技术,成本较高,生产工艺不成熟,催化剂性能不太好,目前还不能解决连续生产问题。
主要的煤制乙二醇工艺是“草酸酯法”,即以煤为原料,通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H2,其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯,再经与H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇的过程。
以惠生工程和天津大学共同研发的合成气制乙二醇技术为例,国内合成气制乙二醇技术主要包括以下特点及优势: a. 通过实验获得煤制乙二醇中涉及的非常见物质如亚硝酸酯、草酸酯的物化性质、热力学参数、溶解度、交互作用参数等重要物性数据;
b. 在草酸酯、碳酸酯、甲醇以及乙二醇、1,2-丁二醇等分离过程中的二元及多元交互参数; a. 两代草酸酯合成催化剂:
第一代传统颗粒型氧化铝负载的钯系催化剂(工业使用催化剂),钯负载量为0.6%wt左右,草酸酯选择性高达98.5%,催化剂时空收率大于700g/Lcat/h,寿命超过2年;
第二代整体型钯系催化剂,在保证催化剂性能的同时,钯负载量仅为0.15%wt,催化剂床层阻力大幅降低;
b. 草酸酯加氢催化剂:
高活性、高选择性、高稳定性的Cu/SiO2催化剂原粉的工业规模制备;
第一代片状加氢催化剂,具有高强度、高稳定性的特点;
第二代条形加氢催化剂(工业使用催化剂),经过4700小时寿命评价,催化剂草酸酯转化率100%,乙二醇选择性大于95%,时空收率大于300g/Lcat/h,起始温度185℃,平均温升频率在1.5℃/月,最高反应温度可达245℃,预计寿命超过1.5年。
第三代整体型加氢催化剂进一步消除外扩散影响,催化剂活性及稳定性均大幅优于第二代条形加氢催化剂。
c. 上述催化剂均以实现工程放大制备及生产,拥有百吨级催化剂生产线1条; a. 更高的草酸酯合成工艺压力,降低系统体积;草酸酯合成循环过程操作弹性大,亚硝酸酯回收率高达95%,NO补充量低;采用NO直接补充,过程更加稳定,副产硝酸钠,无废水排放;
b. 独有的低能耗聚酯级乙二醇产品分离方案:采用组分切割方式,仅使用4塔精馏即可获得聚酯级乙二醇产品,较传统乙二醇分离方案节能20%以上;
c. 更宽的原理规格要求:对于进料CO和H2要求更宽,浓度超过98%即可,对CO中CO2、CH4、N2,对H2中CO、CO2、CH4、N2均不做要求;
d. 草酸酯合成工艺路线产品多元化及草酸酯下游产品开发:目前正在开发的及已经开发成功的煤制乙二醇相关产品及工艺路线包括煤制燃料乙醇、合成草酸、碳酸二甲酯、碳酸二苯酯等;
e. 完备的分析监测方案:实现在线监测与工艺控制过程相结合,确保工艺稳定性的同时降低操作人员数量,避免人为操作失误带来的潜在危险。 天津大学拥有1批从实验室到中试再到示范工程的工程技术人员,可为企业提供详细而又安全的开车指导及技术支持服务;
惠生工程凭借其在EPCM以及生产方面的丰富经验能够提供业主完善的工程领域相关的服务以及煤气化、净化、分离部分的生产培训;
拥有千吨级及万吨级装置基地作为煤制乙二醇核心技术的培训基地。 自1987年开始长期连续的煤制乙二醇及相关基础研究工作,完备的从实验室小试、吨级模试、百吨级中试到万吨级示范工程的工程放大过程研究;
a. 国家九五科技攻关项目;
b. 国家十一五科技支撑项目;
c. 千吨级黄磷尾气生产草酸酯、草酸、乙醇项目;
d. 万吨级合成气制乙二醇项目; 已经获得的在催化剂、工艺、分离及相关技术方面的授权专利19项,PCT国际专利3项;
由CO气相偶联合成草酸酯的规整催化剂及其制备方法,ZL2010
用于草酸酯加氢制乙二醇的规整结构催化剂及其制备方法,ZL2010
CO低压气相合成草酸酯的催化剂及其制备方法 ,ZL2007
CO偶联制备草酸酯的方法 ZL2007
草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂及其制备方法,ZL 2007
气相法CO偶联再生催化循环制草酸酯 ,ZL96109811.2
用于醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法,ZL2012
醋酸酯加氢制乙醇的方法, ZL2012
用于草酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法与应用,ZL2011
制备甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯的方法,ZL02129213.2
负载型金属氧化物催化合成甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯,ZL02129212.4
以草酸酯和苯酚合成草酸二苯酯的方法,ZL2005
以惠生工程和天大共同研发的合成气制乙二醇技术为例,合成气制乙二醇技术主要包括以下特点:
⑴ 拥有完善的合成气制乙二醇物性数据库;
⑵ 草酸酯合成工艺实现封闭循环,亚硝酸酯回收率高,物耗低;
⑶ 新型CO偶联催化剂体系开发,适应更宽工艺条件、催化剂成本大幅降低;
⑷ 绿色、高效、长寿命草酸酯加氢催化剂的成功开发;
⑸ 草酸酯合成、草酸酯加氢反应器及其工艺;
⑹ 独有的低能耗聚酯级乙二醇产品分离方案;
⑺ 草酸酯合成工艺路线产品多元化及草酸酯下游产品开发(煤制燃料乙醇、碳酸二甲酯及碳酸二苯酯等)。
C+H2O=一定条件=CO+H2
2CO+4H2=一定条件=C2H5OH+H2O
M100甲醇燃料,主要成分为甲醇。CH3OH,主要是碳氢氧三种元素。
从成分上我们可以看到,甲醇含氧量明显比汽油高。这就解释了为什么甲醇燃烧更充分,有尾气清洁效果的原因。
二、理化性质不同,这里我们仅选常用的说,密度方面,汽油0.70-0.78 g/cm^3和甲醇0.79 g/cm^3相差不大,燃点汽油415和甲醇463.89也差不多,相差较大的如果水溶性:汽油不溶于水,甲醇溶于水,另外一点不同是热值,汽油热值44000 kJ/kg,而甲醇的热值只有22703 kJ/kg。另外关于汽油标号是根据组分才能确定辛烷值,甲醇辛烷值107到110之间,和汽油勾兑的话可用来提升油品的标号。相比汽油来说,甲醇热值低含氧量高辛烷值高,这就解释了试点区域车主反馈的用甲醇燃料油耗高,动力稍强的原因。
三、制备方法不同,车用汽油是有由石油经过直馏馏分和二次加工馏分调合精制并加入必要添加剂而成的,需要注意的是中国70%左右的石油依赖进口,据统计,2018年全年中国进口原油(海运)总量突破四亿大关,达到4.02亿吨。生产甲醇的主要原料是煤和天然气,我国是煤丰富的国家, 我国是煤丰富的国家, 甲醇原料采用天然气和煤的较多。产量几乎各占一半。近期八部门《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》指出,鼓励充分利用低质煤、煤层气、焦炉煤气等制备甲醇,未来甲醇生产更清洁、更高效、更绿色。
四、燃烧产物不同,科学分析表明:汽车尾气也就是普通汽油燃烧产物有:一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等,尾气在直接危害人体健康的同时,还会对人类生活的环境产生深远影响。相关尾气治理已成为全球共识。M100甲醇燃料燃烧后产物二氧化碳和水,是国际公认的清洁能源。早期用过M100甲醇汽车是否排放过量醛类的争论,后经相关单位检测显示醛类排放量为0.8毫克/千米,而常规汽油车醛类的排放量为3~4毫克/千米。
五、经济成本不同,据今年1月份西安晚报《西安7个甲醇燃料加注站已运营 甲醇燃料经济实惠得到司机认可》报道M100甲醇汽车出租车司机称“我们加甲醇的话,百公里需要耗17升到18升甲醇,甲醇现在1.9元/升,百公里需要32.3元到34.2元。而加汽油的话,百公里需要耗8升到9升汽油,汽油现在6.67元/升,百公里需要53.36元到60.03元。”出租车师傅表示,甲醇汽车比传统汽油,每百公里节省20多元。
以上是M100甲醇燃料和普通汽油的区别,我们做个概括的话,M100甲醇燃料相比普通汽油油耗高、动力稍强、经济实惠、更清洁。
那么我们普通家用轿车可以使用M100甲醇燃料吗?
这里小编告诉大家,答案是否定的,普通车不能直接使用高比例的甲醇燃料,如果有人一定要是用的话,那么需要对车的发动机加装甲醇\汽油双燃料控制器(简称甲醇控制器),以适应高比例甲醇燃料。市场上的M100甲醇燃料主要是针对M100甲醇汽车的专用燃料,这种汽车有专用发动机,专用燃油系统机冷起动系统,专用电控,专用润滑油等等一整套系统适应甲醇的理化性质。和传统家用轿车是不同的。
好消息是传统轿车可以适应低比例的甲醇汽油,和乙醇汽油一样,不需要对车进行任何改动,乙醇汽油乙醇比例10%,甲醇汽油甲醇比例可以到15%即M15甲醇汽油,目前只有部分试点省市才有。