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煤制乙醇——煤化工行業(yè)新動(dòng)向

時(shí)間：2011-08-15

中化新網(wǎng)訊繼煤制油、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(yè)又出現(xiàn)了一個(gè)新動(dòng)向——煤制乙醇。
　　2010年9月，河南煤業(yè)化工集團(tuán)和中國科學(xué)院生物局、新西蘭朗澤公司（LanzaTech）在鄭州聯(lián)合簽署協(xié)議，計(jì)劃利用煤炭氣化生物發(fā)酵法來生產(chǎn)乙醇燃料及其他化工產(chǎn)品，進(jìn)行開發(fā)、試生產(chǎn)和商業(yè)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(qū)和珠海高欄港經(jīng)濟(jì)區(qū)各新建一個(gè)工業(yè)乙醇廠，單廠的初始額定產(chǎn)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(jì)劃之外，還打算利用其先進(jìn)的乙醇生產(chǎn)技術(shù)，來改進(jìn)位于南京化工園區(qū)現(xiàn)有的煤化工一體化裝置。如果得到政府批準(zhǔn)，改進(jìn)后的裝置至2013年中期可增加約20萬噸工業(yè)乙醇產(chǎn)能。塞拉尼斯表示，該公司開發(fā)的技術(shù)可生產(chǎn)工業(yè)級和燃料級乙醇。
　　據(jù)CCIN記者了解，江蘇索普(集團(tuán))有限公司利用合成氣生產(chǎn)1萬噸/年乙醇的工業(yè)化示范裝置目前也正在建設(shè)中。此外，兗礦集團(tuán)也在推進(jìn)合成氣生物法制乙醇技術(shù)合作，準(zhǔn)備上300噸/年的煤制乙醇中試裝置。
　　除了化工企業(yè)，還有一些業(yè)外企業(yè)也在開展這項(xiàng)業(yè)務(wù)。2011年3月，寶鋼集團(tuán)、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(shè)。該項(xiàng)目計(jì)劃利用煉鋼廠所產(chǎn)生的尾氣（主要為一氧化碳），采用朗澤公司的生物發(fā)酵技術(shù)制乙醇，同時(shí)與中科院的膜分離技術(shù)、發(fā)酵工藝等結(jié)合。項(xiàng)目建設(shè)周期預(yù)計(jì)為6個(gè)月，一旦示范工程達(dá)產(chǎn)，各方將再適時(shí)啟動(dòng)商業(yè)化規(guī)模乙醇工廠項(xiàng)目。
　　對于此波煤制乙醇開發(fā)熱潮，人們不禁提出了3個(gè)疑問。　　
　　一問：技術(shù)能過關(guān)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(fā)酵技術(shù)，以合成氣（包括含一氧化碳和氫氣的廢氣）生產(chǎn)乙醇；三是合成氣經(jīng)醋酸加氫制乙醇。
　　那么，這3種技術(shù)是否成熟？CCIN記者在調(diào)查采訪中發(fā)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)對此的觀點(diǎn)并不一致。
　　唐宏青告訴CCIN記者，合成氣生物法制乙醇，由于發(fā)酵需要停留一段時(shí)間，這樣很難連續(xù)化生產(chǎn)，成本也不會(huì)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(guān)，產(chǎn)品出來后是混合物，需要提純。他認(rèn)為，在煤制乙醇的路線中，合成氣經(jīng)醋酸加氫制乙醇這個(gè)路線最有希望，成本也可能最低。據(jù)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(chǎn)生391千克水。目前醋酸價(jià)格便宜，而且醋酸生產(chǎn)技術(shù)成熟，因此醋酸加氫生產(chǎn)乙醇有望大型化、規(guī)模化。
　　而煤化工專家、陜西省決策咨詢委員會(huì)專家組成員賀永德持另外一種觀點(diǎn)。他表示，如果用醋酸加氫制乙醇，只有當(dāng)醋酸價(jià)格在4000元/噸以下時(shí)，這個(gè)技術(shù)路線才有競爭力。他認(rèn)為，這個(gè)路線主要是為了解決國內(nèi)醋酸產(chǎn)能過剩的問題。如果醋酸價(jià)格達(dá)到6000多元/噸時(shí)，這個(gè)路線就完全沒有競爭力了。他同時(shí)認(rèn)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(chǎn)乙醇，如果用來生產(chǎn)醋酸再加氫制乙醇，從生產(chǎn)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(rèn)為，合成氣直接合成乙醇最有希望，也容易規(guī)模化。
　　而中國工程院院士、清華大學(xué)教授金涌則表示，生物發(fā)酵法制乙醇的反應(yīng)比較慢，在放大時(shí)會(huì)存在問題。
　　從以上觀點(diǎn)可以看出，雖然專家們的觀點(diǎn)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(shù)都還不成熟，因?yàn)楫吘苟歼€沒有工業(yè)化裝置，有待時(shí)間和實(shí)踐的檢驗(yàn)。

　　二問：成本到底如何？　　
　　用煤生產(chǎn)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(chǎn)1噸乙醇，估計(jì)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(tǒng)的糧食發(fā)酵法制乙醇，市場價(jià)格達(dá)到了7000元/噸。而目前國內(nèi)纖維素乙醇還處于中試階段，根據(jù)各企業(yè)的公開數(shù)據(jù)，成本為7000～8000元/噸。如果煤制乙醇生產(chǎn)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(jù)CCIN記者了解，目前乙醇最大的下游市場是和汽油調(diào)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(chǎn)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(yōu)勢。”全國醇醚燃料及醇醚清潔汽車專業(yè)委員會(huì)副會(huì)長兼技術(shù)委員會(huì)主任方德巍這樣告訴CCIN記者。據(jù)他介紹，按照化學(xué)反應(yīng)，64噸合成氣產(chǎn)46噸乙醇和18噸水，也就是1.4噸合成氣生產(chǎn)1噸乙醇，合成氣轉(zhuǎn)化率為71%。而煤制甲醇基本是1噸合成氣轉(zhuǎn)化為1噸甲醇，轉(zhuǎn)化率接近100%。此外，煤制乙醇的副產(chǎn)物是水，合成氣中氫的1/4被損耗掉了；而煤制甲醇的副產(chǎn)物少，損耗也非常小。而且，合成氣制乙醇在技術(shù)上比甲醇要難得多，產(chǎn)物組分也比較復(fù)雜，粗產(chǎn)品還需要加氫和精制處理，催化劑成本很高，也是一項(xiàng)大開支。
　　賀永德進(jìn)一步向CCIN記者介紹說，煤制合成氣生產(chǎn)甲醇的完全成本為2000～2500元/噸，煤制乙醇估計(jì)要在4000元/噸左右。煤制乙醇生產(chǎn)成本比甲醇高接近一半，因此完全沒有競爭優(yōu)勢。如果同樣都用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)乙醇和甲醇，乙醇的生產(chǎn)成本也比甲醇高。現(xiàn)在焦?fàn)t煤氣的價(jià)格也在上漲，假如焦?fàn)t氣的價(jià)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(rèn)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(chǎn)品的原料。他表示，煤制乙醇將來可以用來替代糧食發(fā)酵法乙醇，用作生產(chǎn)下游化工產(chǎn)品。
　　據(jù)CCIN記者了解，有些企業(yè)打算對此進(jìn)行實(shí)踐。比如，江蘇索普(集團(tuán))有限公司有關(guān)負(fù)責(zé)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(yōu)先煤制乙醇產(chǎn)品的工業(yè)級應(yīng)用。
　　據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，中國當(dāng)前每年消耗工業(yè)級乙醇約300萬噸。單單我國醋酸乙酯產(chǎn)能就已達(dá)到200萬噸左右，消耗的乙醇就為120萬噸。用煤制乙醇生產(chǎn)下游化工產(chǎn)品，不僅能降低生產(chǎn)成本，而且能大大減少對糧食乙醇的依賴。石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院高級工程師鄭寶山表示，如果煤制乙醇能夠成功生產(chǎn)出來，醋酸企業(yè)還可以將乙醇脫水生產(chǎn)乙烯，開發(fā)在國內(nèi)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(gè)問題，有些專家比較悲觀。
　　中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)生物質(zhì)能專業(yè)委員會(huì)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(qū)別在于，煤是不可再生的，而且會(huì)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(fā)改委核準(zhǔn)的4個(gè)燃料乙醇定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)之一的河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司高級工程師馮文生認(rèn)為，煤制乙醇比生物質(zhì)法制乙醇在核準(zhǔn)上難，也比較復(fù)雜。此外，煤制乙醇比生物質(zhì)法污染也相對大，首先環(huán)評上就難通過。
　　唐宏青表示，煤制乙醇生產(chǎn)出來以后與糧食法的規(guī)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(xié)商，要走很多程序，是個(gè)很麻煩的事情。
　　不過金涌認(rèn)為，煤制乙醇是新型煤化工行業(yè)發(fā)展的一個(gè)新方向，如果煤制乙醇達(dá)到作為燃料使用的純度要求，生產(chǎn)能力達(dá)到上百萬噸，中石油、中石化系統(tǒng)不會(huì)有阻力，也沒有阻止的理由。