陜西興化集團(tuán)有限公司10萬噸/年合成氣制乙醇科技示范項(xiàng)目

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

駐守在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)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(shí)節(jié)，作為50萬噸/年煤基乙醇項(xiàng)目的EPC總承包，他們將全力以赴，保質(zhì)保量穩(wěn)步推進(jìn)，確保2022年5月底實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目中交，讓煤基乙醇這個(gè)煤化工的新秀早日站上清潔能源的大舞臺(tái)。

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(yīng)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(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實(shí)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(dāng)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(xué)院大連化學(xué)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(shí)驗(yàn)室科研成果令人興奮，下一個(gè)工程化難題又?jǐn)[在面前。如何讓先進(jìn)的科研成果從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)工廠，是一個(gè)更大的挑戰(zhàn)。

延長(zhǎng)石油集團(tuán)勇敢地接過了這個(gè)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(tuán)有限公司建設(shè)10萬噸/年合成氣制乙醇科技示范項(xiàng)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(xiàng)目是世界首套工業(yè)化裝置，沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒參考，是一個(gè)從0到1的過程，工作十分艱難。”回憶起當(dāng)時(shí)工藝包編制和工程設(shè)計(jì)的情景，北油工程工藝專業(yè)副總工程師、煤基乙醇項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)理賈巖依然感慨萬分。工作最緊張時(shí)，賈巖和項(xiàng)目組的小伙伴們有半年多時(shí)間幾乎每天都要加班到晚上10點(diǎn)。有時(shí)為了討論一張關(guān)鍵的流程圖，常常會(huì)工作到凌晨。

示范項(xiàng)目獲得成功

經(jīng)過9個(gè)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(shí)驗(yàn)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(jì)、詳細(xì)工程設(shè)計(jì)。2015年10月，項(xiàng)目開工建設(shè)，2017年1月裝置投產(chǎn)，產(chǎn)品純度達(dá)到99.71%，主要技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)值。

在2013~2017年4年時(shí)間里，大連化物所、延長(zhǎng)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(xiàng)目的投產(chǎn)標(biāo)志著我國率先擁有了設(shè)計(jì)和建設(shè)百萬噸級(jí)大型煤基乙醇工廠的能力，并形成了延長(zhǎng)中科持續(xù)進(jìn)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(jì)和建設(shè)的成功合作模式。

項(xiàng)目投產(chǎn)后，北油工程與陜西興化先后對(duì)這套裝置進(jìn)行了3次大改造，不斷探索實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證各種工業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為今后工程放大積累經(jīng)驗(yàn)。2020年示范裝置實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行，2021年一季度，合成氣制乙醇的利潤就達(dá)到1000萬元以上，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

“在這個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中，我們深深體會(huì)到，傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)離不開科技創(chuàng)新的引領(lǐng)和支撐，在此基礎(chǔ)上，我們準(zhǔn)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(xiàng)目。”興化集團(tuán)副總經(jīng)理、總工程師張歲利表示。



工業(yè)化進(jìn)程快馬加鞭

在10萬噸/年科技示范項(xiàng)目成功投運(yùn)的基礎(chǔ)上，延長(zhǎng)集團(tuán)決定在榆林市清水工業(yè)園建設(shè)50萬噸/年煤基乙醇項(xiàng)目，將煤基乙醇工程化再向前推進(jìn)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(xiàng)目奠基儀式。北油工程負(fù)責(zé)該項(xiàng)目EPC總承包，目前項(xiàng)目正在按照計(jì)劃有序推進(jìn)。北油工程施工管理部副部長(zhǎng)孫海濱介紹，目前，混凝土工程已累計(jì)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(duì)于煤基乙醇工業(yè)化項(xiàng)目的市場(chǎng)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(xiàng)目技術(shù)先進(jìn)可靠，環(huán)保優(yōu)勢(shì)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，是煤炭清潔高效利用的重要技術(shù)路徑。而且這項(xiàng)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(yīng)市場(chǎng)變化，保持企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。”

據(jù)延長(zhǎng)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(gè)重要的原料來源是鋼鐵廠的尾氣。“我們初步統(tǒng)計(jì)，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(dá)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(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)。”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(xiàng)目合計(jì)產(chǎn)能近200萬噸，項(xiàng)目咨詢產(chǎn)能接近1300萬噸。所有這些項(xiàng)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(gè)業(yè)主都會(huì)根據(jù)自身的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行合理的路線設(shè)計(jì)，進(jìn)行差異化下游產(chǎn)品開發(fā)，避免同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)。這也是這個(gè)項(xiàng)目的魅力之所在。

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