來源：中國之聲
發布時間：2022-08-11
我國是“富煤、貧油、少氣”的國家，煤炭消費量占能源消費總量的56%以上。在未來較長的一段時期內，煤炭仍將是我國的主體能源。因此，如何利用煤炭制造清潔燃料和化學品，緩解我國石油供應不足，實現石油化工原料替代等是我國能源科技研究的重點方向之一。
近年來，中科院大連化物所多個研究團隊致力于煤炭轉化為化學品、塑料品、乙醇等我們生活中常用的原料，并取得突破，投入實際運用階段。那么，煤炭是如何變身這些日用品的？這些技術的運用對我國能源的合理利用起到什么作用？
煤→化學品 共分幾步？
在化學工業領域，主流方法一直是通過石油加工生產，這也是我國每年進口大量石油的重要原因之一。富煤貧油的基本國情，決定了我們不能過度依賴石油。經過多年攻關，中科院大連化物所研究員丁云杰團隊探索出了將煤變身為化學品的技術和工藝。
丁云杰：煤可以變油也可以變化學品。以前化學品大部分都是從石油來的，煤做的化學品很少，只能做到油氣?，F在我們可以做到各種化學品，尤其是高端的化學品，而這個技術在世界上是唯一的。
這項技術降低了單元運行能耗，省去脫碳單元，產生的廢催化劑經簡易焚燒處理后可回收金屬鈷等優勢，實現低固廢甚至無固廢的綠色環保目標?；谶@項技術，中科院大連化物所和延長石油集團榆林煤化公司在陜西榆林建成“新一代煤制油”示范裝置，已實現產業化。該石油公司總經理馮成海介紹，合成氣制高碳醇技術是原創性技術，我們對這項技術非常有信心。進行工業化以后，不僅可以獲得高附加值的高碳醇，還可以促進發展下游精細化工產品，為生產IV類和V類潤滑油基礎油提供原料，前景非?？捎^。
煤→烯烴前景可觀
中科院的另一項技術還實現了將煤經合成氣變身為烯烴。乙烯、丙烯等低碳烯烴是現代化學工業的基石，日常生活中的塑料杯、保鮮膜、吸管等都是以烯烴為原料。烯烴的傳統生產技術高度依賴于石油資源。中科院大連化物所包信和院士和潘秀蓮研究員領導的團隊利用納米限域催化新概念，創立新的催化劑和催化體系，實現了煤經合成氣直接轉化制低碳烯烴等高值化學品。
中科院大連化物所研究員潘秀蓮說：“傳統（費托合成）技術路線它理論上（低碳烯烴選擇性最高）是58%，我們現在可以做到80%，這是一個很大的突破。另外我們這個過程可以不用水進行水煤氣變換，省了這個過程，可以直接用煤基合成氣制低碳烯烴。所以從原理上講工藝流程短、節水、低排放?！?/p>
2016年基礎研究成果取得突破之后，中科院大連化物所與延長石油集團合作，2020年9月完成千噸級低碳烯烴全流程工業試驗，并通過科技成果鑒定。目前，項目團隊正在持續優化催化劑，對工藝流程和分離系統進行優化設計，全力推進工程化轉化和工業示范，力爭早日實現該技術的產業化。說起這項技術的未來，延長石油集團科技部部長王軍峰信心十足。
王軍峰：我們在產業化放大的時候已經做到30萬、60萬噸工藝包了，但我們覺得技術優化的空間還有，現在在實驗室已經有很大進步了。下一步產業規劃里我們就可以考慮這個項目的轉化落地了，技術經濟性非常優越了。這個技術目前就我們一家有，我們肯定比別人有競爭力。
陜西榆林，千噸級煤經合成氣直接制低碳烯烴工業試驗裝置（中科院大連化物所供圖）
此外，中科院大連化物所另一項應用研究——以煤炭為原料的甲醇制烯烴系列技術已經簽訂了31套裝置的技術實施許可合同，包含出口1套，烯烴產能達2025萬噸/年（約占全國1/3），預計拉動投資超4000億元。
煤→乙醇 國際領先
在延長石油集團榆神能源化工公司，記者看到，年產50萬噸煤基乙醇裝置已經中期交工，正在進行設備調試，9月將正式投料試車，生產出高品質的無水乙醇。
乙醇既是重要的基礎化學品，又與人們的日常生活息息相關。目前，全世界乙醇產量約一億噸，我國乙醇產量只有987萬噸。中科院大連化物所研究員朱文良介紹，其團隊開發的煤基乙醇技術，顛覆了傳統的生物制乙醇方式，可將煤轉化為乙醇。
朱文良：中國煤炭資源比較豐富，我們可以利用煤，把它轉化為合成氣，從合成氣轉化為二甲醚，從二甲醚轉化為乙酸甲酯，加氫就得到乙醇。這條技術路線我們是全球第一個發展成功的，是完全具有自主知識產權的技術，我們逐個申請了專利，可以大規模推廣，未來前景我們是非?？春玫?。
同樣，與延長石油集團合作后，團隊孵化出全球規模最大的煤基乙醇項目。延長石油集團榆神能源化工有限責任公司總經理郭尊禮表示，項目正式投產后，預計可實現年利潤總額11億多元，財政貢獻5.67億元，標志著乙醇生產邁入大規模工業化時代，奠定我國煤制乙醇工業化的國際領先地位。
郭尊禮：年產50萬噸煤基乙醇項目是推動煤炭清潔高效利用、促進煤化工產業高端化、多元化、低碳化發展的重大舉措，也是探索煤炭資源清潔利用、高效轉化之路上的重要實踐。項目利用低階煤代替糧食制取乙醇，每年可節約糧食約150萬噸，對保障我國能源安全和糧食安全具有重要戰略意義。
年產50萬噸煤基乙醇裝置，這將是全球規模最大的煤基乙醇項目（中科院大連化物所供圖）
一系列“煤炭變身記”，對促進煤炭清潔高效利用、緩解石油供應緊張局面、保障我國能源安全、實現“雙碳”戰略目標具有重大意義。（總臺記者 朱敏 雷愷）
