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不僅是化工行業，業外企業也在進行煤制乙醇的探索。圖為寶鋼集團尾氣制乙醇項目開工儀式，該項目主要利用尾氣中的一氧化碳。 繼煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇熱潮之后，最近煤化工行業又出現了一個新動向——煤制乙醇。 2010年9月，河南煤業化工集團和中國科學院生物局、新西蘭朗澤公司（LanzaTech）在鄭州聯合簽署協議，計劃利用煤炭氣化生物發酵法來生產乙醇燃料及其他化工產品，進行開發、試生產和商業化。 2011年1月，全球化工巨頭塞拉尼斯公司對外宣布，已簽署意向書，在南京化工園區和珠海高欄港經濟區各新建一個工業乙醇廠，單廠的初始額定產能為每年40萬噸，單廠初始投資額約3億美元。2011年6月，塞拉尼斯又宣布，除了原來的投資計劃之外，還打算利用其先進的乙醇生產技術，來改進位于南京化工園區現有的煤化工一體化裝置。如果得到政府批準，改進后的裝置至2013年中期可增加約20萬噸工業乙醇產能。塞拉尼斯表示，該公司開發的技術可生產工業級和燃料級乙醇。 據CCIN記者了解，江蘇索普(集團)有限公司利用合成氣生產1萬噸/年乙醇的工業化示范裝置目前也正在建設中。此外，兗礦集團也在推進合成氣生物法制乙醇技術合作，準備上300噸/年的煤制乙醇中試裝置。 除了化工企業，還有一些業外企業也在開展這項業務。2011年3月，寶鋼集團、新西蘭朗澤公司和中科院合作的300噸/年尾氣制乙醇示范工程在上海開工建設。該項目計劃利用煉鋼廠所產生的尾氣（主要為一氧化碳），采用朗澤公司的生物發酵技術制乙醇，同時與中科院的膜分離技術、發酵工藝等結合。項目建設周期預計為6個月，一旦示范工程達產，各方將再適時啟動商業化規模乙醇工廠項目。 對于此波煤制乙醇開發熱潮，人們不禁提出了3個疑問。 一問：技術能過關嗎？ 中科合成油工程有限公司高級工程師唐宏青告訴CCIN記者，目前煤制乙醇的工藝路線主要分為3種：一是合成氣直接制乙醇；二是合成氣生物法制乙醇，即利用微生物發酵技術，以合成氣（包括含一氧化碳和氫氣的廢氣）生產乙醇；三是合成氣經醋酸加氫制乙醇。 那么，這3種技術是否成熟？CCIN記者在調查采訪中發現，業內對此的觀點并不一致。 唐宏青告訴CCIN記者，合成氣生物法制乙醇，由于發酵需要停留一段時間，這樣很難連續化生產，成本也不會低；合成氣直接制乙醇，工藝路線長，而且目前世界上的催化劑都還沒有過關，產品出來后是混合物，需要提純。他認為，在煤制乙醇的路線中，合成氣經醋酸加氫制乙醇這個路線最有希望，成本也可能最低。據他介紹，醋酸加氫制乙醇，每噸乙醇理論上消耗醋酸1.304噸、氫氣973立方米，產生391千克水。目前醋酸價格便宜，而且醋酸生產技術成熟，因此醋酸加氫生產乙醇有望大型化、規模化。 而煤化工專家、陜西省決策咨詢委員會專家組成員賀永德持另外一種觀點。他表示，如果用醋酸加氫制乙醇，只有當醋酸價格在4000元/噸以下時，這個技術路線才有競爭力。他認為，這個路線主要是為了解決國內醋酸產能過剩的問題。如果醋酸價格達到6000多元/噸時，這個路線就完全沒有競爭力了。他同時認為，醋酸是甲醇和一氧化碳羰基合成的，而甲醇是氫氣和一氧化碳合成的。本來氫氣和一氧化碳合成就可以直接生產乙醇，如果用來生產醋酸再加氫制乙醇，從生產流程上來說等于是又返回去了，繞的彎多，能效變低了，不可取。因此他認為，合成氣直接合成乙醇最有希望，也容易規模化。 而中國工程院院士、清華大學教授金涌則表示，生物發酵法制乙醇的反應比較慢，在放大時會存在問題。 從以上觀點可以看出，雖然專家們的觀點并不一致，但目前的3種煤制乙醇路線是各有劣勢和瓶頸。這也說明，目前的煤制乙醇技術都還不成熟，因為畢竟都還沒有工業化裝置，有待時間和實踐的檢驗。 二問：成本到底如何？ 用煤生產乙醇，和此前的乙醇路線比，成本如何呢？ 賀永德向CCIN記者介紹，用煤制乙醇，需要5000立方米合成氣生產1噸乙醇，估計煤制乙醇成本在4000元/噸左右。 兗礦國泰化工有限公司副總工程師張志偉說，目前我國主要采用傳統的糧食發酵法制乙醇，市場價格達到了7000元/噸。而目前國內纖維素乙醇還處于中試階段，根據各企業的公開數據，成本為7000～8000元/噸。如果煤制乙醇生產成本能維持在4000元/噸，這樣比糧食乙醇和纖維素乙醇的成本都低。 據CCIN記者了解，目前乙醇最大的下游市場是和汽油調配形成車用燃料，即乙醇汽油。那么，與同為新型汽車燃料且也是用煤生產的甲醇燃料相比，煤制乙醇有成本上的競爭力嗎？ “煤制乙醇用來作燃料具有可行性，但是與甲醇燃料相比不具有成本優勢。”全國醇醚燃料及醇醚清潔汽車專業委員會副會長兼技術委員會主任方德巍這樣告訴CCIN記者。據他介紹，按照化學反應，64噸合成氣產46噸乙醇和18噸水，也就是1.4噸合成氣生產1噸乙醇，合成氣轉化率為71%。而煤制甲醇基本是1噸合成氣轉化為1噸甲醇，轉化率接近100%。此外，煤制乙醇的副產物是水，合成氣中氫的1/4被損耗掉了；而煤制甲醇的副產物少，損耗也非常小。而且，合成氣制乙醇在技術上比甲醇要難得多，產物組分也比較復雜，粗產品還需要加氫和精制處理，催化劑成本很高，也是一項大開支。 賀永德進一步向CCIN記者介紹說，煤制合成氣生產甲醇的完全成本為2000～2500元/噸，煤制乙醇估計要在4000元/噸左右。煤制乙醇生產成本比甲醇高接近一半，因此完全沒有競爭優勢。如果同樣都用焦爐煤氣生產乙醇和甲醇，乙醇的生產成本也比甲醇高。現在焦爐煤氣的價格也在上漲，假如焦爐氣的價格為0.5元/立方米，制成的乙醇要比甲醇每噸成本高1000元。 三問：下游能否打開？ 一些專家認為，煤制乙醇作為化工原料是可行的。 方德巍表示，乙醇不僅是一種很好的溶劑，而且還可以作為制取多種化工產品的原料。他表示，煤制乙醇將來可以用來替代糧食發酵法乙醇，用作生產下游化工產品。 據CCIN記者了解，有些企業打算對此進行實踐。比如，江蘇索普(集團)有限公司有關負責人表示，煤制乙醇的用途將用來合成醋酸乙酯。塞拉尼斯公司也宣布，先期將優先煤制乙醇產品的工業級應用。 據業內人士介紹，中國當前每年消耗工業級乙醇約300萬噸。單單我國醋酸乙酯產能就已達到200萬噸左右，消耗的乙醇就為120萬噸。用煤制乙醇生產下游化工產品，不僅能降低生產成本，而且能大大減少對糧食乙醇的依賴。石油和化學工業規劃院高級工程師鄭寶山表示，如果煤制乙醇能夠成功生產出來，醋酸企業還可以將乙醇脫水生產乙烯，開發在國內有很大市場潛力的乙烯—乙烯醇樹脂。 那么，煤制乙醇作為汽車燃料的市場能否打開？ 對于這個問題，有些專家比較悲觀。 中國農村能源行業協會生物質能專業委員會秘書長肖明松向CCIN記者表示，煤制乙醇與纖維素乙醇最大的區別在于，煤是不可再生的，而且會越用越少，而纖維素（如秸稈等）是可再生的。相比之下，纖維素乙醇比煤制乙醇更能獲得政策的支持。 國家發改委核準的4個燃料乙醇定點生產企業之一的河南天冠企業集團有限公司高級工程師馮文生認為，煤制乙醇比生物質法制乙醇在核準上難，也比較復雜。此外，煤制乙醇比生物質法污染也相對大，首先環評上就難通過。 唐宏青表示，煤制乙醇生產出來以后與糧食法的規格不一樣。其他國家的研究表明，煤制乙醇里面有一半是甲醇，還有三碳化合物、四碳化合物、五碳化合物等微量成分。這些成分能否加入到汽油里面去，還要與汽車燃料商協商，要走很多程序，是個很麻煩的事情。 不過金涌認為，煤制乙醇是新型煤化工行業發展的一個新方向，如果煤制乙醇達到作為燃料使用的純度要求，生產能力達到上百萬噸，中石油、中石化系統不會有阻力，也沒有阻止的理由。（張興剛） |
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煤制乙醇——煤化工行業新動向
發布時間：2011-08-12
來源：中國化工報
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