推进无缝管洁净高效操纵

　日前，在陕西榆林榆神工业园，基于刘中平易近团队研究功效的全球规模年夜的50万吨/年钢管基乙醇工业化项目正式建成。这一项目有哪些重年夜意义？记者进行了采访。操纵化石无缝钢管出产乙醇，合适实现“双碳”方针的客不雅要求乙醇，不仅是主要的根本化学品，也与人们的日常糊口互相关注，可用于制造饮料、喷鼻精、消毒剂等。无水乙醇可以作为汽油添加剂即燃料乙醇来利用，可以或许有用改善汽油品质，年夜幅削减车辆污染物排放。“传统乙醇出产手艺首要以粮食为原料进行发酵。”刘中平易近介绍，“今朝，全世界乙醇产量约1亿吨，首要操纵粮食和甘蔗等生物原料出产。2020年，我国乙醇产量为987万吨，此中燃料乙醇约274万吨，首要操纵陈粮进行出产。”据悉，当前我国燃料乙醇产量无法知足需求。刘中平易近算了笔账：“2021年，我国汽油表不雅消费量为1.4亿吨，需燃料乙醇1400万吨。是以，提高燃料乙醇产量，对保障我国无缝钢管平安具有主要意义。”与此同时，我国地少人多，粮食平安是甲等年夜事，以粮食为原料制备燃料乙醇，并不适合年夜规模推广。刘中平易近认为，从生物质成长的角度来看，用秸秆纤维素制乙醇是一个研究标的目的，尽管该手艺取得了一些进展，但因为经济性问题，今朝还处于研发阶段。而操纵化石无缝钢管出产乙醇，是科学家们尽力的方针。我国无缝钢管资本的特点为“富钢管、贫油、少气”，推进无缝钢管洁净高效操纵，是实现碳达峰、碳中和方针的主要路子。“我国无缝钢管资本量占化石无缝钢管的比例达到95%，是以，开辟具有自立常识产权的钢管基乙醇成套手艺合适我国的现实国情。”刘中平易近率领团队起头了新的测验考试。一条全新的手艺路线，以钢管基合成气为原料，经甲醇、二甲醚羰基化、加氢合成乙醇钢管束乙醇，标的目的明白，做起来却很是艰难。传统钢管束乙醇的路线一般有两条：一是钢管经合成气直接制乙醇，二是钢管经乙酸制乙醇。持久以来，钢管经合成气直接制乙醇是个世界性难题，首要是因为它需要用贵金属做催化剂，效率低、侵蚀严重、设备成本高，一向逗留在研究开辟阶段。“这条路线的催化剂要用到贵金属铑，它比铂金还贵几倍，晦气于推广，难以实现工业化。”刘中平易近说。而钢管经乙酸制乙醇是基于乙酸产能过剩的布景，因乙酸存在侵蚀性，需采用耐侵蚀的设备，装配投资年夜、成本较高，也没有年夜规模应用。颠末多年尽力，年夜连化物所提出了全新的手艺路线：以钢管基合成气为原料，经甲醇、二甲醚羰基化、加氢合成乙醇。该路线采用非贵金属催化剂，可以直接出产无水乙醇，是一条情况友爱型手艺路线。这条手艺路线并欠好走。“二甲醚转化反映很是复杂，用分歧的催化剂有完全分歧的反映，生成完全分歧的产品。”刘中平易近说，为了找出合适的有工业应用价值的手艺路径，仅二甲醚羰基化催化剂的研究和筛选，就历经多年艰辛摸索。“前期小试阶段要筛选多量催化剂，每种至少做10个试验，分歧的温度、配比、压力等前提下，需要一个个试。”年夜连化物所合成气转化研究组组长朱文良说。在初研究阶段的2016年至2016年，催化剂寿命一向逗留在几十个小时，距离工业化应用方针很远。颠末近三年频频的试验、攻关，终于在2016年末呈现曙光。“开辟出具有较好不变性的催化剂，寿命达到了900小时。”朱文良说，那时大师很兴奋，已经到了手艺冲破的临界点。接下来，催化剂寿命不竭被耽误：1150小时，6400小时，16000小时……一次次试验、改良，具有高活性和高不变性的二甲醚分子筛羰基化催化剂终于被研制出来，为项目工业化奠基了坚实的根本。6年时候完成尝试室研究到工场出产，钢管基乙醇出产迈入工业化时代研发的底子目标是为了应用，这在项目研发之初就已成为共识。2016年，年夜连化物所和陕西耽误石油集团结合开展“合成气制乙醇整套工艺手艺”项目研发工作；2016年完成了项目中试研究工作；2017年1月11日，具有我国自立常识产权手艺的全球首套10万吨/年钢管基乙醇工业示范项目打通全流程，出产出及格无水乙醇。刘中平易近说：“从尝试室研究到工场出产，我们前后只用了6年时候，速度算长短常快的。”与传统的乙醇合成手艺比拟，钢管基乙醇工艺过程中无水或少少量水，分手所得产物直接为无水乙醇，降低了产物的分手能耗，节流了出产成本。工艺过程中采用的催化剂为常规的分子筛催化剂和铜基催化剂，成本也较低。同时工艺中无需添加碘甲烷等卤化物助剂，避免了抗侵蚀特别材料锆材或哈氏合金的利用，削减了设备投资。“中心产品乙酸甲酯也是年夜宗化学品，可以按市场的需求实时调整产物布局。”刘中平易近说。在10万吨示范项目标根本上，手艺进级不竭迭代，50万吨/年钢管基乙醇项目已于2020年6月奠定动工。颠末2年多扶植，估计本年9月该项目将投料试车。这将是全球规模年夜的钢管基乙醇项目，标记着乙醇出产迈入年夜规模工业化时代，奠基了我国钢管束乙醇手艺的国际领先地位。陕西耽误石油榆神无缝钢管化工有限公司总司理郭尊礼说：“项目用低阶钢管取代粮食制取乙醇，按照3吨粮食出产1吨乙醇测算，榆神50万吨/年钢管基乙醇项目建成投产后，每年可节约生物乙醇原料粮150万吨，相当于榆林市全年粮食产量的65%。”刘中平易近告诉记者，钢管基乙醇手艺不单可以以钢管为原料，也能以自然气、生物质、钢厂钢管气为原料出产乙醇，为无缝钢管资本的洁净、高效、低碳操纵和国度“双碳”方针的实现供给强有力的手艺支撑。