煤基含氧化學品研發(fā)如火如荼

產(chǎn)品品種多、下游產(chǎn)品豐富、生產(chǎn)技術(shù)多樣的煤基含氧化合物作為現(xiàn)代煤化工高端化、差異化發(fā)展的主攻方向被寄予厚望。近年來，我國在煤基含氧化學品新領(lǐng)域開拓方面取得了一系列創(chuàng)新和突破，技術(shù)開發(fā)勢頭迅猛、局面火熱。在2018年12月27日于三門峽市召開的2018煤基含氧化學品發(fā)展論壇上，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會副會長周竹葉介紹了煤基含氧化學品的技術(shù)進展和研發(fā)動向。

　　煤制乙二醇：技術(shù)日趨成熟

　　乙二醇是市場容量僅次于乙烯、丙烯的大宗基礎(chǔ)化工原材料，國內(nèi)市場缺口很大。自2009年首個煤制乙二醇項目——通遼金煤項目投產(chǎn)以來，產(chǎn)能產(chǎn)量穩(wěn)步增長，2017年煤制乙二醇產(chǎn)能占已全國乙二醇產(chǎn)能的31.87%.

　　在產(chǎn)能快速增長的同時，煤制乙二醇技術(shù)也日趨成熟，國內(nèi)已有10多家單位開展了煤經(jīng)合成氣制乙二醇技術(shù)研發(fā)，并涌現(xiàn)了一批科研成果。其中，掌握產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)的技術(shù)開發(fā)商有中國科學院福建物構(gòu)所、中國石化、上海浦景化工、湖北華爍等單位，內(nèi)蒙古通遼金煤、河南安陽永金、陽煤壽陽、新杭能源等企業(yè)的生產(chǎn)裝置已基本實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷運行。目前，煤制乙二醇工藝技術(shù)正在向裝置大型化，生產(chǎn)低消耗、低排放、高效益方向發(fā)展；同時產(chǎn)品質(zhì)量也在不斷優(yōu)化，下游用戶對煤制乙二醇的接受度進一步提高；煤基乙二醇已開始大規(guī)模應(yīng)用于聚酯化纖行業(yè)。

　　煤制乙醇：開發(fā)多種路線

　　煤制乙醇生產(chǎn)成本顯著低于生物乙醇路線，具有較強的競爭力和廣闊發(fā)展前景。在國家推廣乙醇汽油的政策利好下，煤制乙醇成為最具誘惑力的技術(shù)開發(fā)方向。

　　目前國內(nèi)正在開展工業(yè)化示范和試驗的煤制乙醇工藝路線主要有3種。

　　中國科學院大連化物所與延長石油集團聯(lián)合開發(fā)的合成氣制乙醇成套工藝技術(shù)，該技術(shù)以煤基合成氣為原料，經(jīng)甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇，延長石油采用該技術(shù)已建成全球首套10萬噸/年合成氣制乙醇工業(yè)示范項目；中國科學院大連化物所與江蘇索普集團合作開發(fā)的醋酸加氫制乙醇技術(shù)，將高效的醋酸加氫技術(shù)與低能耗的分子篩膜脫水技術(shù)有機集成為一體，于2016年4月在江蘇索普集團建成3萬噸/年醋酸加氫制乙醇工業(yè)示范裝置并一次開車成功；巨鵬生物和山西潞安集團合作，采用巨鵬生物專利發(fā)酵技術(shù)，通過微生物細菌將工業(yè)尾氣高效、高選擇性、快速地合成燃料乙醇，采用該技術(shù)建設(shè)的2萬噸/年合成氣生物發(fā)酵制乙醇示范項目將于今年建成投產(chǎn)。

　　MMA/丁酸丁酯：推動產(chǎn)品差異化

　　甲基丙烯酸甲酯（MMA）是生產(chǎn)航空航天玻璃、光導纖維等國家重大戰(zhàn)略材料不可或缺的單體，目前國內(nèi)50%以上MMA需要進口。缺口巨大，嚴重制約了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　中國科學院過程工程研究所和河南能源化工集團合作開發(fā)了乙烯—合成氣制備MMA技術(shù)，已建成了千噸級工業(yè)試驗裝置，成功打破國外對乙烯—合成氣為原料生產(chǎn)MMA的技術(shù)壟斷。

　　天津渤化永利化工股份有限公司與中國科學院大連化學物理研究所合作開展的正丁醛催化一步轉(zhuǎn)化制丁酸丁酯技術(shù)，反應(yīng)路線簡潔，原料成本及能耗低，無水等副產(chǎn)物生成，原子經(jīng)濟性高，有望替代傳統(tǒng)的能耗高、污染重的丁酸丁酯生產(chǎn)工藝，目前已建成一套100噸/年中試裝置。

　　這些新技術(shù)的開發(fā)，將為現(xiàn)代煤化工下游產(chǎn)品發(fā)展提供更多的技術(shù)路線選擇。

　　CO2資源化利用：生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品

　　二氧化碳（CO2）是主要的溫室氣體，同時也是一種廉價、豐富的碳一資源，將其資源化利用制備高附加值化學品具有重要意義。

　　中國科學院過程工程研究所與江蘇奧克化學有限公司合作開發(fā)了固載離子液體催化二氧化碳轉(zhuǎn)化制備碳酸二甲酯/乙二醇成套技術(shù)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，建成萬噸級工業(yè)裝置并實現(xiàn)了穩(wěn)定運行。利用該工藝技術(shù)生產(chǎn)的碳酸二甲酯品質(zhì)達到電池級標準，乙二醇品質(zhì)優(yōu)于國家標準，是綠色工程與綠色化學應(yīng)用的成功范例。

　　中國科學院上海高等研究院、山西潞安礦業(yè)（集團）有限責任公司和荷蘭殼牌石油工業(yè)公司合作以二氧化碳與甲烷為碳源，在一定條件下耦合轉(zhuǎn)化為合成氣，進而可合成具有高附加值的化學品和液體燃料，目前已完成工業(yè)側(cè)線試驗，日轉(zhuǎn)化利用二氧化碳約60噸。

　　中國科學院大連化物所李燦院士團隊開發(fā)了一種雙金屬固溶體氧化物催化劑，實現(xiàn)了二氧化碳高選擇性高穩(wěn)定性加氫合成甲醇。該催化劑反應(yīng)連續(xù)運行500小時無失活現(xiàn)象，還具有極好的耐燒結(jié)穩(wěn)定性和一定的抗硫能力，表現(xiàn)出良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

　　這些二氧化碳資源化利用新技術(shù)的開發(fā)，對緩解能源危機和減少二氧化碳排放具有重要意義。

　　對于煤基含氧化學品下一步的技術(shù)研發(fā)，周竹葉提出兩點建議：一方面要通過技術(shù)變革，開發(fā)更為高效的合成技術(shù)；另一方面要通過產(chǎn)學研合作，開展技術(shù)、裝備及催化劑的研究，實現(xiàn)產(chǎn)品的高端化差異化發(fā)展。具體到煤制乙二醇，除了加強高端聚酯、仿絲領(lǐng)域的應(yīng)用性研究之外，還應(yīng)進一步開發(fā)乙醇酸、聚乙醇酸、乙醛酸、乙二醇醚、乙二胺/乙醇胺、吲哚等精細化工產(chǎn)品，為下游產(chǎn)品差異化發(fā)展提供新思路；煤制乙醇則應(yīng)進一步開發(fā)乙烯、乙苯、醚、酮、酯及其他醇類等大宗化學品和精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)路線。