陜西興化集團有限公司10萬噸/年合成氣制乙醇科技示范項目

連日來，位于陜西榆神清水工業(yè)園的陜西延長石油榆神能源化工有限責任公司50萬噸/年煤基乙醇項目建設(shè)開啟了加速跑的模式，塔吊在藍天白云下?lián)]舞長臂，工程車在黃沙灘上來回穿梭，每隔三兩天，就會有一個大型設(shè)備拔地而起，現(xiàn)場景象日新月異。

駐守在項目現(xiàn)場的北京石油化工工程有限公司總經(jīng)理助理田平漢表示，春天是耕耘和播種的季節(jié)，也是工程建設(shè)的黃金時節(jié)，作為50萬噸/年煤基乙醇項目的EPC總承包，他們將全力以赴，保質(zhì)保量穩(wěn)步推進，確保2022年5月底實現(xiàn)項目中交，讓煤基乙醇這個煤化工的新秀早日站上清潔能源的大舞臺。

接過科研成果工程化的接力棒

乙醇是重要的化工原料和性能優(yōu)良的汽油添加劑，可以提高汽油的辛烷值，大幅降低汽車尾氣中一氧化碳和氮氧化物的排放。但燃料乙醇的供應缺口很大。根據(jù)國家發(fā)展改革委等十五部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于擴大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》中提出的10%的添加比例，2020年我國需要燃料乙醇約1320萬噸。然而數(shù)據(jù)顯示，我國當年燃料乙醇產(chǎn)量只有350萬噸。

如何化解這一矛盾？中國科學院大連化學物理研究所科研人員開發(fā)了煤基乙醇的解決方案，并于2013年在催化劑研制上取得突破，為煤基乙醇工程化技術(shù)開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。然而，實驗室科研成果令人興奮，下一個工程化難題又擺在面前。如何讓先進的科研成果從實驗室走進工廠，是一個更大的挑戰(zhàn)。

延長石油集團勇敢地接過了這個接力棒，與大連化物所簽訂了全面戰(zhàn)略合作協(xié)議，2012年開始共同開展“煤基乙醇整套工藝技術(shù)的開發(fā)”工作，2014年投資7.43億元，在陜西興化集團有限公司建設(shè)10萬噸/年合成氣制乙醇科技示范項目。

“合成氣法制乙醇是全球首創(chuàng)的羰基化路線乙醇技術(shù)，技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，10萬噸/年科技示范項目是世界首套工業(yè)化裝置，沒有任何經(jīng)驗可以借鑒參考，是一個從0到1的過程，工作十分艱難。”回憶起當時工藝包編制和工程設(shè)計的情景，北油工程工藝專業(yè)副總工程師、煤基乙醇項目設(shè)計經(jīng)理賈巖依然感慨萬分。工作最緊張時，賈巖和項目組的小伙伴們有半年多時間幾乎每天都要加班到晚上10點。有時為了討論一張關(guān)鍵的流程圖，常常會工作到凌晨。

示范項目獲得成功

經(jīng)過9個月辛苦工作，北油工程完成了從無到有的工藝包編制，邁出了實驗室到工業(yè)化的關(guān)鍵一步。隨后北油工程又完成了基礎(chǔ)工程設(shè)計、詳細工程設(shè)計。2015年10月，項目開工建設(shè)，2017年1月裝置投產(chǎn)，產(chǎn)品純度達到99.71%，主要技術(shù)指標均達到或優(yōu)于設(shè)計值。

在2013~2017年4年時間里，大連化物所、延長石油、北油工程與陜西興化共同聯(lián)手將煤基乙醇技術(shù)這一世界領(lǐng)先的技術(shù)，從襁褓中的嬰兒培育成朝氣蓬勃的少年。10萬噸/年科技示范項目的投產(chǎn)標志著我國率先擁有了設(shè)計和建設(shè)百萬噸級大型煤基乙醇工廠的能力，并形成了延長中科持續(xù)進行專利技術(shù)和催化劑研發(fā)、由北油工程完成工程化設(shè)計和建設(shè)的成功合作模式。

項目投產(chǎn)后，北油工程與陜西興化先后對這套裝置進行了3次大改造，不斷探索實驗，驗證各種工業(yè)運行數(shù)據(jù)，為今后工程放大積累經(jīng)驗。2020年示范裝置實現(xiàn)了長周期平穩(wěn)運行，2021年一季度，合成氣制乙醇的利潤就達到1000萬元以上，經(jīng)濟效益十分顯著。

“在這個項目實施過程中，我們深深體會到，傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級離不開科技創(chuàng)新的引領(lǐng)和支撐，在此基礎(chǔ)上，我們準備將老廠的落后裝置關(guān)掉，再新建一套10萬噸/年無水乙醇項目。”興化集團副總經(jīng)理、總工程師張歲利表示。



工業(yè)化進程快馬加鞭

在10萬噸/年科技示范項目成功投運的基礎(chǔ)上，延長集團決定在榆林市清水工業(yè)園建設(shè)50萬噸/年煤基乙醇項目，將煤基乙醇工程化再向前推進一大步。

2020年6月6日，榆神能化公司在榆神清水工業(yè)園舉行了50萬噸/年煤基乙醇項目奠基儀式。北油工程負責該項目EPC總承包，目前項目正在按照計劃有序推進。北油工程施工管理部副部長孫海濱介紹，目前，混凝土工程已累計完成64.95%，給排水管道完成60%，鋼結(jié)構(gòu)安裝完成19.25%，工藝設(shè)備陸續(xù)到貨并開始安裝。

業(yè)內(nèi)專家對于煤基乙醇工業(yè)化項目的市場前景都寄予了厚望。榆神能化公司黨支部副書記、總經(jīng)理郭尊禮說：“該項目技術(shù)先進可靠，環(huán)保優(yōu)勢明顯，幾乎沒有‘三廢’排放，與醋酸法相比，設(shè)備投資少，產(chǎn)品成本具有競爭優(yōu)勢，是煤炭清潔高效利用的重要技術(shù)路徑。而且這項技術(shù)一頭多尾，企業(yè)可以靈活調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，快速適應市場變化，保持企業(yè)的競爭力。”

據(jù)延長中科(大連)能源科技股份有限公司總經(jīng)理王輝介紹，這一工藝路線除了以煤為原料外，還有一個重要的原料來源是鋼鐵廠的尾氣。“我們初步統(tǒng)計，如果將鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生的尾氣，全部用來加工成燃料乙醇，年產(chǎn)量可以達到1000萬噸，不僅可以滿足目前乙醇汽油的需求，而且還可以助力鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)‘雙碳’目標。”王輝十分看好鋼化聯(lián)合的技術(shù)路線在助力鋼鐵行業(yè)二氧化碳減排上的作用。

北油工程總經(jīng)理助理劉漢英表示，目前北油工程已承接的項目合計產(chǎn)能近200萬噸，項目咨詢產(chǎn)能接近1300萬噸。所有這些項目核心技術(shù)都是二甲醚羰基化制取醋酸甲酯、醋酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇，但原料路線和產(chǎn)品路線卻有差別，每個業(yè)主都會根據(jù)自身的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、現(xiàn)有產(chǎn)品進行合理的路線設(shè)計，進行差異化下游產(chǎn)品開發(fā)，避免同質(zhì)化競爭。這也是這個項目的魅力之所在。

“作為煤基乙醇技術(shù)工程設(shè)計的先行者，我們有責任為煤基乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻。北油工程為此專門成立乙醇大項目組，先后對26個專題進行了研討，制訂了一系列專門針對乙醇裝置工程化設(shè)計的標準規(guī)范，形成了標準化、模塊化產(chǎn)品和專利技術(shù)。同時還加快了乙醇下游產(chǎn)業(yè)鏈的開發(fā)工作，為拓展市場提供解決方案，為產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展貢獻力量。”劉漢英說。