继煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇热潮之后,最近煤化工行业又出现了一个新动向———煤制乙醇。当前中国工业用乙醇的需求约为每年300万吨,预计年增长率在8%~10%之间。而车用燃料乙醇的需求也在不断增长。
继煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇热潮之后,最近煤化工行业又出现了一个新动向———煤制乙醇。
一、合成气制乙醇的市场趋势
乙醇不仅是一种很好的溶剂,而且还可以作为制取多种化工产品的原料。煤制乙醇将来可以用来替代粮食发酵法乙醇,用作生产下游化工产品。
工业乙醇的主要市场是生产醋酸乙酯以及在涂料、油墨和医药等方面的其他应用。
有些企业打算对此进行实践。比如,江苏索普(集团)有限公司表示,煤制乙醇的用途将用来合成醋酸乙酯。塞拉尼斯公司也宣布,先期将优先煤制乙醇产品的工业级应用。
中国工业乙醇市场年增长率约为8%~10%。中国目前对乙醇的化学应用需求包括以下产品:溶剂、油墨、定型剂、涂料,估算为300万吨/年。中国燃料乙醇市场现约为150万吨/年,但预计会快速增长,2020年国内乙醇生产量可望达到1500万吨。塞拉尼斯公司则表示,中国对其煤基燃料乙醇技术的需求将有大的潜力,因为中国拥有丰富的煤炭原料,中国对燃料的需求不断增长,同时中国力求不采用补贴措施而期望减少对进口燃料的依赖。塞拉尼斯公司认为,中国现在进口石油400万桶/天,预计会增加到2020年800万桶/天。中国燃料乙醇的售价现稍高于工业乙醇,这是因为全球供应吃紧以及世界谷物和糖类价格较高的缘故。
据介绍,我国醋酸乙酯产能就已达到200万吨左右,消耗的乙醇为120万吨。醋酸乙酯是一种活性溶剂,主要用于工业油漆和表面涂层树脂。它也可用于药品和食品生产中作为提取溶剂,并可作为生产除草剂的载体溶剂。其他用途包括黏合剂和溶剂。用煤制乙醇生产下游化工产品,不仅能降低生产成本,而且能大大减少对粮食乙醇的依赖。如果煤制乙醇能够成功生产出来,醋酸企业还可以将乙醇脱水生产乙烯,开发在国内有很大市场潜力的乙烯-乙烯醇(EVOH)树脂。EVOH树脂的需求正在稳步扩大,特别是用于食品包装的应用和汽车油箱。一些工业化国家对EVOH树脂需求不断增加,如日本和美国以及欧洲。然而,现在新兴国家的需求也在增加。
二、合成气制乙醇的技术路线
2.1合成气制乙醇技术综述
目前煤制乙醇的工艺路线主要分为3种:一是合成气直接制乙醇;二是合成气生物法制乙醇,即利用微生物发酵技术,以合成气(包括含一氧化碳和氢气的废气)生产乙醇;三是合成气经醋酸加氢制乙醇。
合成气生物法制乙醇,由于发酵需要停留一段时间,这样很难连续化生产,成本也不会很低,反应比较慢,在放大时会存在问题。
合成气直接制乙醇,工艺路线较长,而且目前世界上的催化剂都还没有过关,产品出来后是混合物,需要提纯。合成气直接制乙醇目前还停留在小试阶段,并且使用的是价格昂贵的铑催化剂,反应速率慢。
在煤制乙醇的路线中,合成气经醋酸加氢制乙醇这个路线最有希望,成本也可能最低。据介绍,醋酸加氢制乙醇,每吨乙醇理论上消耗醋酸1.304吨、氢气973立方米,产生391千克水。目前醋酸价格便宜,而且醋酸生产技术成熟,因此醋酸加氢生产乙醇有望大型化、规模化。如果用醋酸加氢制乙醇,只有当醋酸价格在4000元/吨以下时,这个技术路线才有竞争力。这个路线主要是为了解决国内醋酸产能过剩的问题。如果醋酸价格达到6000多元/吨时,这个路线就完全没有竞争力了。同时,醋酸是甲醇和一氧化碳羰基合成的,而甲醇是氢气和一氧化碳合成的。本来氢气和一氧化碳合成就可以直接生产乙醇,如果用来生产醋酸再加氢制乙醇,从生产流程上来说等于....