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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是又返回去了，绕的弯多，能效变低了，不可取。因此，从长远来看，合成气直接合成乙醇被认为最有希望，也容易规模化。
目前的3种煤制乙醇路线是各有劣势和瓶颈。这也说明，目前的煤制乙醇技术都还不成熟，因为毕竟都还没有工业化装置，有待时间和实践的检验。
2.2 合成气制乙醇生产成本
用煤制乙醇，需要5000立方米合成气生产1吨乙醇，估计煤制乙醇成本在4000元/吨左右。 目前我国主要采用传统的粮食发酵法制乙醇，市场价格达到了7000元/吨。而目前国内纤维素乙醇还处于中试阶段，根据各企业的公开数据，成本为 7000～8000元/吨。如果煤制乙醇生产成本能维持在4000元/吨，这样比粮食乙醇和纤维素乙醇的成本 都低。 目前乙醇最大的下游市场是和汽油调配形成车用燃料，即乙醇汽油。煤制乙醇用来作燃料具有可行性，但是与国内不少地区正在迅速推广应用的甲醇燃料相比不具有成本优势（不过，甲醇燃料在中国最终的推广进程和深度还有待深入论证和得到国家相关部门的最终肯定）。全国醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业委员会表示，按照化学反应，64吨合成气产46吨乙醇和18吨水，也就是1.4吨合成气生产1吨乙醇，合成气转化率为71%。而煤制甲醇基本是1吨合成气转化为1吨甲醇，转化率接近100%。
此外，煤制乙醇的副产物是水，合成气中氢的1/4被损耗掉了；而煤制甲醇的副产物少，损耗也非常小。而且，合成气制乙醇在技术上比甲醇要难得多，产物组分也比较复杂，粗产品还需要加氢和精制处理，催化剂成本较高，也是一项大开支。按目前测算，煤制合成气生产甲醇的完全成本为2000～2500元/吨，煤制乙醇估计要在4000元/吨左右。煤制乙醇生产成本比甲醇高接近一半，因此尚缺乏竞争优势。如果同样都用焦炉煤气生产乙醇和甲醇，乙醇的生产成本也比甲醇高。现在焦炉煤气的价格也在上涨，假如焦炉气的价格为0.5元/立方米，制成的乙醇要比甲醇每吨成本高1000元。
三、目前开发的合成气制乙醇技术路线与应用介绍
3.1 合成气直接制乙醇
3.1.1 技术开发进展
索普集团合成气制乙醇项目利用低铑含量的二氧化硅基催化剂，将经煤制得的合成气转化、加氢、分离，得到的乙醇产品达到工业乙醇优级品标准，也达到燃料乙醇的标准。2012年3月份，该项目完成课题任务书申报。煤制乙醇项目连获两项国家高新技术发展计划支持，表明该项目符合国家煤炭清洁高效利用的发展方向，产业化前景光明。据了解，该项目由索普集团、中科院大连化物所、五环工程公司三方共同进行成套技术攻关和项目建设，据称，多项技术达到国际先进水平，目前已申请发明专利近10项，获得授权3项。
江苏省科技厅2012年9月公布2012年省科技成果转化专项资金项目，江苏索普（集团）有限公司合成气制乙醇项目入选，获得专项经费800万元。
3.1.2应用进展情况
2011年11月1日，江苏索普集团年产3万吨 合成气制乙醇成套技术研发项目开工，项目建成后将成为世界首套万吨级煤经合成气制乙醇工业化装置。此次开工建设的煤经合成气制乙醇成套技术研发项目，是在索普集团自主创新的基础上，引进大连化物所承担的国家重大科技攻关成果和“973”计划成果，并联合了中国五环工程有限公司（原化工部第四设计院），由三方共同进行成套技术攻关、项目研发及建设。项目建设期为2年，项目投产后将尽快形成30万吨装置工艺软件包，建设30万吨级商业化运行装置。
3.2合成气生物法制乙醇
3.2.1新西兰朗泽（Lanzatech）公司技术开发进展
新西兰朗泽（Lanzatech）公司在新西兰成立于2005年，是第一家从钢厂气体成功验证生产燃料级乙醇的公司。其专有的新型气体发酵技术可使由高炉、焦炉转炉（吹氧转炉）排出的含一氧化碳的废气转化成低成本的乙醇和高价值的化学品，从而可大大减少温室气体排放量，同时还提供了商业上可放大的替代方案，应用于传统的乙醇生产，而不致于严重依赖于农业粮食作物。含有一氧化碳的气体进入生物反应器底部过程中，并被分散到液体介质中，在此被LanzaTech的专有微生物消化，反应物流在反应器容器中向上运移。净产品撤出，并送到产品回收部分。产品回收部分使用先进的混合动力分离系统，以便从发酵液中回收产品和副产品。水被回收，并返回到反应器系统，以最大限度地减少来自过程的污水排放。产品和副产品收集后供下游使用。 | 
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发表于 2013-6-26 07:15:18
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