煤基乙醇工业化开启加速度

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陕西兴化集团有限公司10万吨/年合成气制乙醇科技示范项目

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陕西延长石油榆神能源化工有限责任公司50万吨/年煤基乙醇项目建设工地

  连日来,位于陕西榆神清水工业园的陕西延长石油榆神能源化工有限责任公司50万吨/年煤基乙醇项目建设开启了加速跑的模式,塔吊在蓝天白云下挥舞长臂,工程车在黄沙滩上来回穿梭,每隔三两天,就会有一个大型设备拔地而起,现场景象日新月异。

  驻守在项目现场的北京石油化工工程有限公司总经理助理田平汉表示,春天是耕耘和播种的季节,也是工程建设的黄金时节,作为50万吨/年煤基乙醇项目的EPC总承包,他们将全力以赴,保质保量稳步推进,确保2022年5月底实现项目中交,让煤基乙醇这个煤化工的新秀早日站上清洁能源的大舞台。

  接过科研成果工程化的接力棒

  乙醇是重要的化工原料和性能优良的汽油添加剂,可以提高汽油的辛烷值,大幅降低汽车尾气中一氧化碳和氮氧化物的排放。但燃料乙醇的供应缺口很大。根据国家发展改革委等十五部门联合印发的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》中提出的10%的添加比例,2020年我国需要燃料乙醇约1320万吨。然而数据显示,我国当年燃料乙醇产量只有350万吨。

  如何化解这一矛盾?中国科学院大连化学物理研究所科研人员开发了煤基乙醇的解决方案,并于2013年在催化剂研制上取得突破,为煤基乙醇工程化技术开发奠定了理论基础。然而,实验室科研成果令人兴奋,下一个工程化难题又摆在面前。如何让先进的科研成果从实验室走进工厂,是一个更大的挑战。

  延长石油集团勇敢地接过了这个接力棒,与大连化物所签订了全面战略合作协议,2012年开始共同开展“煤基乙醇整套工艺技术的开发”工作,2014年投资7.43亿元,在陕西兴化集团有限公司建设10万吨/年合成气制乙醇科技示范项目。

  “合成气法制乙醇是全球首创的羰基化路线乙醇技术,技术处于国际领先水平,10万吨/年科技示范项目是世界首套工业化装置,没有任何经验可以借鉴参考,是一个从0到1的过程,工作十分艰难。”回忆起当时工艺包编制和工程设计的情景,北油工程工艺专业副总工程师、煤基乙醇项目设计经理贾岩依然感慨万分。工作最紧张时,贾岩和项目组的小伙伴们有半年多时间几乎每天都要加班到晚上10点。有时为了讨论一张关键的流程图,常常会工作到凌晨。

  示范项目获得成功

  经过9个月辛苦工作,北油工程完成了从无到有的工艺包编制,迈出了实验室到工业化的关键一步。随后北油工程又完成了基础工程设计、详细工程设计。2015年10月,项目开工建设,2017年1月装置投产,产品纯度达到99.71%,主要技术指标均达到或优于设计值。

  在2013~2017年4年时间里,大连化物所、延长石油、北油工程与陕西兴化共同联手将煤基乙醇技术这一世界领先的技术,从襁褓中的婴儿培育成朝气蓬勃的少年。10万吨/年科技示范项目的投产标志着我国率先拥有了设计和建设百万吨级大型煤基乙醇工厂的能力,并形成了延长中科持续进行专利技术和催化剂研发、由北油工程完成工程化设计和建设的成功合作模式。

  项目投产后,北油工程与陕西兴化先后对这套装置进行了3次大改造,不断探索实验,验证各种工业运行数据,为今后工程放大积累经验。2020年示范装置实现了长周期平稳运行,2021年一季度,合成气制乙醇的利润就达到1000万元以上,经济效益十分显著。

  “在这个项目实施过程中,我们深深体会到,传统企业转型升级离不开科技创新的引领和支撑,在此基础上,我们准备将老厂的落后装置关掉,再新建一套10万吨/年无水乙醇项目。”兴化集团副总经理、总工程师张岁利表示。

  工业化进程快马加鞭

  在10万吨/年科技示范项目成功投运的基础上,延长集团决定在榆林市清水工业园建设50万吨/年煤基乙醇项目,将煤基乙醇工程化再向前推进一大步。

  2020年6月6日,榆神能化公司在榆神清水工业园举行了50万吨/年煤基乙醇项目奠基仪式。北油工程负责该项目EPC总承包,目前项目正在按照计划有序推进。北油工程施工管理部副部长孙海滨介绍,目前,混凝土工程已累计完成64.95%,给排水管道完成60%,钢结构安装完成19.25%,工艺设备陆续到货并开始安装。

  业内专家对于煤基乙醇工业化项目的市场前景都寄予了厚望。榆神能化公司党支部副书记、总经理郭尊礼说:“该项目技术先进可靠,环保优势明显,几乎没有‘三废’排放,与醋酸法相比,设备投资少,产品成本具有竞争优势,是煤炭清洁高效利用的重要技术路径。而且这项技术一头多尾,企业可以灵活调整产品结构,快速适应市场变化,保持企业的竞争力。”

  据延长中科(大连)能源科技股份有限公司总经理王辉介绍,这一工艺路线除了以煤为原料外,还有一个重要的原料来源是钢铁厂的尾气。“我们初步统计,如果将钢铁行业产生的尾气,全部用来加工成燃料乙醇,年产量可以达到1000万吨,不仅可以满足目前乙醇汽油的需求,而且还可以助力钢铁行业实现‘双碳’目标。”王辉十分看好钢化联合的技术路线在助力钢铁行业二氧化碳减排上的作用。

  北油工程总经理助理刘汉英表示,目前北油工程已承接的项目合计产能近200万吨,项目咨询产能接近1300万吨。所有这些项目核心技术都是二甲醚羰基化制取醋酸甲酯、醋酸甲酯加氢生产乙醇,但原料路线和产品路线却有差别,每个业主都会根据自身的产业基础、现有产品进行合理的路线设计,进行差异化下游产品开发,避免同质化竞争。这也是这个项目的魅力之所在。

  “作为煤基乙醇技术工程设计的先行者,我们有责任为煤基乙醇产业的发展做出自己的贡献。北油工程为此专门成立乙醇大项目组,先后对26个专题进行了研讨,制订了一系列专门针对乙醇装置工程化设计的标准规范,形成了标准化、模块化产品和专利技术。同时还加快了乙醇下游产业链的开发工作,为拓展市场提供解决方案,为产业健康发展贡献力量。”刘汉英说。


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