今年，位于安徽淮北的碳鑫科技甲醇綜合利用項目全面建成投產(chǎn)，作為全球最大的煤制乙醇項目，它以創(chuàng)新的技術(shù)和顯著的優(yōu)勢，為煤炭由“黑”轉(zhuǎn)“綠”提供了切實可行的方案，同時也引發(fā)了乙醇行業(yè)格局的深刻變革。



一、全球最大煤制乙醇項目投產(chǎn)



今年，安徽淮北的碳鑫科技甲醇綜合利用項目全面建成投產(chǎn)，這一項目堪稱行業(yè)里程碑。該項目由淮北礦業(yè)（集團）有限責任公司的全資子公司——安徽碳鑫科技有限公司精心打造，其相關(guān)技術(shù)由中國科學院大連化學物理研究所等單位聯(lián)合開發(fā)。



項目總投資達34.8億元，占地面積445畝，坐落于淮北市濉溪縣臨渙鎮(zhèn)。今年2月28日，隨著全流程一次開車成功，項目產(chǎn)出了第一桶優(yōu)質(zhì)乙醇。這座規(guī)模宏大的乙醇聯(lián)合生產(chǎn)裝置，實際上是通過兩個緊密相連的項目建設而成。其中，2022年投產(chǎn)的一期焦爐煤氣綜合利用項目，也就是甲醇項目，為后續(xù)乙醇生產(chǎn)提供了關(guān)鍵的原料甲醇；而今年投產(chǎn)的二期甲醇綜合利用項目，即乙醇項目，則完成了從甲醇到乙醇的關(guān)鍵轉(zhuǎn)化過程。







碳鑫科技總工程師朱磊詳細介紹了煤制乙醇的具體工藝流程：首先，來自焦爐煤氣綜合利用項目的甲醇被輸送至二甲醚合成單元，在這一單元中，甲醇經(jīng)過脫水反應生成二甲醚。接著，二甲醚與來自氣體分離裝置的高純一氧化碳，在絲光沸石催化劑的作用下，進行羰基化反應，從而生成乙酸甲酯。隨后，乙酸甲酯與高純氫氣在銅基催化劑中進行加氫反應，最終生成乙醇。最后，經(jīng)過精餾提純，得到高品質(zhì)的乙醇產(chǎn)品。該項目每年可產(chǎn)出無水乙醇60萬噸，規(guī)模龐大，對行業(yè)發(fā)展影響深遠。



二、乙醇應用領(lǐng)域多元且重要



乙醇作為一種重要的化工原料和能源化學品，在眾多領(lǐng)域都有著廣泛且不可或缺的應用。



在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，醫(yī)院常用的消毒劑多為濃度70%—75%的乙醇溶液，這一濃度區(qū)間的乙醇溶液具有最強的殺菌能力，能夠有效殺滅各種病菌，保障醫(yī)療環(huán)境的衛(wèi)生安全。



在有機化工領(lǐng)域，乙醇更是扮演著關(guān)鍵角色。它可以作為基礎(chǔ)原料，用于制取乙醛、乙醚、醋酸乙酯、乙胺等多種重要的化工原料。同時，乙醇也是制取染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的重要原料，在這些行業(yè)的生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要作用。此外，作為一種性能優(yōu)良的工業(yè)溶劑，乙醇在化妝品、油脂等產(chǎn)業(yè)中也得到了廣泛應用，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。



從能源角度來看，乙醇作為環(huán)保清潔燃料備受關(guān)注。將其作為汽油添加劑，能夠顯著提升汽油的品質(zhì)。一方面，它可以使汽油燃燒更加充分，提高發(fā)動機的熱效率，從而降低油耗；另一方面，能夠有效減少車輛尾氣排放中的有害物質(zhì)，如一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物等，對改善空氣質(zhì)量、減少環(huán)境污染具有重要意義。在全球倡導綠色能源、應對氣候變化的背景下，乙醇作為清潔燃料的應用前景愈發(fā)廣闊。



三、煤制乙醇技術(shù)優(yōu)勢顯著



我國乙醇市場長期處于需求旺盛但產(chǎn)能嚴重不足的狀態(tài)。2022年，我國以陳糧發(fā)酵路線生產(chǎn)的燃料乙醇約270萬噸，然而缺口卻高達1000萬噸。傳統(tǒng)乙醇生產(chǎn)工藝依賴糧食發(fā)酵，這不僅涉及與人爭糧、與糧爭地的問題，還受到糧食產(chǎn)量、價格波動等因素的制約，難以滿足日益增長的市場需求。因此，開辟非糧乙醇生產(chǎn)路線，對于保障我國能源安全、糧食安全以及產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈安全，都具有至關(guān)重要的戰(zhàn)略意義。



2010年起，中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所所長劉中民帶領(lǐng)團隊投身于非糧乙醇生產(chǎn)技術(shù)的研究。經(jīng)過不懈努力，團隊提出了以合成氣為原料，經(jīng)二甲醚羰基化和乙酸甲酯加氫合成無水乙醇的技術(shù)新路線，簡稱為“DMTE”技術(shù)。這一技術(shù)路線的重大突破在于，成功實現(xiàn)了利用煤、天然氣或鋼廠煤氣大規(guī)模制取乙醇，為非糧乙醇生產(chǎn)提供了全新的解決方案。



2017年，團隊完成了全球首個10萬噸/年甲醇經(jīng)二甲醚羰基化制乙醇工業(yè)示范項目，這一示范項目的成功運行，驗證了該技術(shù)的可行性和實用性。此后，團隊持續(xù)創(chuàng)新，不斷進行技術(shù)迭代。通過升級催化劑，優(yōu)化反應工藝，進一步提高了技術(shù)指標，為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)奠定了堅實基礎(chǔ)。碳鑫科技甲醇綜合利用項目的全面建成投產(chǎn)，更是有力地驗證了DMTE技術(shù)的先進性與可靠性，極大地推動了該技術(shù)在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中的應用。



相較于傳統(tǒng)生物乙醇，煤制乙醇在多個方面展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。在生產(chǎn)成本方面，煤制乙醇每噸可降低成本約30%。這主要得益于煤炭資源相對較低的價格以及規(guī)模化生產(chǎn)帶來的成本優(yōu)勢。在原料來源上，我國煤炭資源儲量豐富，分布廣泛，煤種齊全。無論是在北方的大型煤礦產(chǎn)區(qū)，還是在一些小型煤礦分布區(qū)域，都能為乙醇提取提供充足的原料保障，不受糧食供應的限制，穩(wěn)定性更高。



從生產(chǎn)過程的環(huán)保性來看，以碳鑫科技為例，其采用的核心設備“神寧爐”碳轉(zhuǎn)化率高達98.5%以上，遠遠高于其他氣化技術(shù)。在廢渣殘?zhí)继幚硪约拔矚馀欧诺确矫妫擁椖康闹笜嗣黠@優(yōu)于行業(yè)平均水平。這不僅提高了資源利用率，減少了煤炭資源的浪費，還實現(xiàn)了煤炭的清潔高效利用，大大降低了對環(huán)境的負面影響。



四、煤制乙醇重塑市場格局



煤制乙醇技術(shù)的發(fā)展，對推動鋼廠煤氣高附加值利用具有重要意義。以往，鋼廠煤氣大多被直接排放或簡單利用，造成了資源的浪費和環(huán)境的污染。而現(xiàn)在，通過煤制乙醇技術(shù)，可以將鋼廠煤氣轉(zhuǎn)化為高附加值的乙醇產(chǎn)品，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，促進鋼鐵與能源化工行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。同時，該技術(shù)的推廣應用，將有效解決生物燃料乙醇產(chǎn)能不足的問題，緩解市場供需矛盾。







并且，由于煤制乙醇成本相對較低，也有助于改善工業(yè)無水乙醇價格偏高的現(xiàn)狀，為下游企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力。從宏觀角度看，煤制乙醇技術(shù)的發(fā)展有利于優(yōu)化我國的能源結(jié)構(gòu)，減少對傳統(tǒng)石油能源的依賴，提高能源供應的穩(wěn)定性和安全性。在我國高度重視糧食安全、能源安全的大背景下，煤制乙醇技術(shù)的價值將愈發(fā)凸顯。



盡管煤制乙醇技術(shù)取得了顯著進展，但目前仍存在一些有待改進的地方。以碳鑫科技為例，其生產(chǎn)的乙醇雖然能夠滿足市場的基本需求，但產(chǎn)品中水分、異丙醇及甲醇等雜質(zhì)含量偏高，導致產(chǎn)品指標無法滿足部分高端客戶的需求。為了解決這一問題，碳鑫科技黨委副書記、總經(jīng)理李偉表示，未來公司將加大與中國科學院大連化學物理研究所等科研機構(gòu)的合作力度，進一步加快推動技術(shù)改造，通過優(yōu)化工藝流程、改進提純技術(shù)等措施，提升產(chǎn)品品質(zhì)，以更好地滿足市場多樣化的需求。



業(yè)內(nèi)人士普遍認為，從環(huán)境治理、成本以及糧食安全等多方面綜合考量，生物乙醇作為乙醇汽油的原料，已不再是最佳選擇。展望未來，生物乙醇行業(yè)發(fā)展面臨著嚴峻挑戰(zhàn)，站在了發(fā)展的十字路口。而煤制乙醇技術(shù)的發(fā)展，雖然有效解決了糧食燃料乙醇產(chǎn)能不足、工業(yè)無水乙醇價格偏高的問題，但隨著市場競爭的不斷加劇，無論是生物乙醇企業(yè)還是煤制乙醇企業(yè)，都需要積極尋找新的發(fā)展出路。



推動非糧乙醇工業(yè)化進程，大力向下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸，開發(fā)高附加值的下游產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的增值和資源的最大化利用，已成為整個乙醇行業(yè)未來發(fā)展的重要方向。只有不斷創(chuàng)新和拓展業(yè)務領(lǐng)域，企業(yè)才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。



煤制乙醇技術(shù)的興起，為煤炭清潔高效利用和乙醇行業(yè)發(fā)展帶來了新的機遇與變革。通過對技術(shù)創(chuàng)新、市場競爭、行業(yè)發(fā)展方向等多方面的深入分析，我們可以清晰地看到，這一技術(shù)正深刻影響著能源與化工領(lǐng)域的格局。未來，隨著技術(shù)的不斷完善和市場的進一步發(fā)展，煤制乙醇有望在我國能源轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級中發(fā)揮更為重要的作用，助力實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的雙贏目標。