6月20~21日，2019第五屆中國(榆林)新型煤化工國際研討會在陜西榆林舉行，一批煤化工新技術展示亮相。中國化工報記者采訪獲悉，等離子體裂解煤制乙炔、甲醇制DMMn系列新材料、甲醇經醋酸制乙醇3項新技術將使煤化工產品制造成本大幅降低。
等離子制乙炔優于電石法
乙炔是重要的化工原料，大部分采用電石法生產，這是一種耗能高、污染重、資源消耗大的傳統工藝方法。以煤為原料通過等離子體裂解直接制備乙炔，是近年來涌現出的新技術，國內也有高校和科研單位開展這方面的試驗研究，但均未工業化運行。
作為科技部重點研發項目，浙江大學與新疆粵和泰化工科技有限公司合作攻關的10兆瓦氫等離子體裂解煤制乙炔項目正在開展實驗。
該公司技術負責人介紹，煤粉通過磁旋轉弧等離子炬/反應器，1噸煤粉配1000立方米氫氣，產生乙炔、氫氣等氣體。其中氫氣占70%~80%、乙炔4%~5%，并副產CO、甲烷、乙烯等;部分氫氣再返回作為反應介質循環利用，富余氫氣可外售或分離深加工。
2017年，粵和泰在新疆奎屯建成兆瓦級氫等離子體裂解煤制乙炔中試平臺，單臺裝置年處理煤3萬噸，可生產6000噸乙炔。經過不斷擴大實驗規模，初步運行結果顯示乙炔收率超過20%，能耗12千瓦時/千克，優于國外先進技術。噸乙炔成本7000元(副產氫氣若再利用則會更低)，比現有電石法制乙炔降低20%以上，并且解決了現有等離子體煤制乙炔結渣等難題，工藝過程無“三廢”排放。
DMMn延伸開發新材料
高含氧化合物聚甲氧基二甲醚(DMMn)，既可作為清潔環保的柴油調和組分，同時也是溶解能力極強的溶劑，目前成為業內熱捧的甲醇下游新產品，但其聚合度一般只能做到3~8。
蘇州雙湖化工技術有限公司研發的無苯萃取綠色工藝，通過醇醛縮合制聚甲氧基二甲醚、聚甲氧基二乙醚、聚甲氧基二丁醚等含氧化合物系列產品，不但解決了聚合度低、副產半縮醛不穩定等技術難題，新型催化劑還使三聚甲醛成本大幅降低，設備工程造價減少一半，噸DMMn產品消耗甲醇低于1.3噸。
“我們可將聚合度做到30以上，這種聚合物即成為高熱穩定性聚甲醛、新型環氧樹脂、COPNA樹脂、自潤滑航空潤滑油新型高分子材料，目前已建成300噸/年中試裝置，準備工業化。同時相對分子質量達100~500的DMMn已完成技術實驗。”雙湖化工副總經理孫育成介紹，DMMn還可衍生許多新產品，如乙二醇與三聚甲醛縮合制五元環狀酯類，丙二醇與三聚甲醛縮合制六元環狀酯類，這些都是高檔溶劑及添加劑。
雙湖化工研究發現，新型三聚甲醛與烯烴縮合制1,3—二氧六烷等，主要用于合成高效低毒農藥、維生素、減水劑。三聚甲醛與芳烴縮合制聚酯材料的重要單體，斯柯達作為改性聚酯制作薄膜材料，甲醛與乙醇縮合可制備另一含氧化合物二乙氧基甲烷。
醋酸直接制乙醇成本最低
作為甲醇下游深加工的另一條出路，煤(甲醇)合成乙醇也是新型煤化工的工藝路線，目前已有技術包括合成氣催化法、合成氣發酵法、甲醇經醋酸乙酯制乙醇、甲醇經二甲醚—羰基化醋酸甲酯制乙醇等。在國家能源集團北京低碳清潔能源研究院高級工程師田樹勛看來，在現有的煤(甲醇)間接法制乙醇中，甲醇經醋酸直接加氫制乙醇能源轉化效率最高，成本最低。
“甲醇制醋酸技術成熟，已實現大型化和技術設備國產化，而且生產成本低，多年來都不到2000元/噸。我們在此基礎上直接加氫反應生產乙醇，該工藝在間接法制乙醇技術中流程最短、投資最省，20萬噸/年項目投資僅2億~3億元。”田樹勛介紹說，他們研發并完成了固體催化劑工業放大，與國內企業合作進行100噸/年中試，運行結果表明醋酸轉化率達100%，乙醇選擇性92%左右。綜合各項能耗，1噸乙醇折合需1.5噸甲醇，噸乙醇成本低于4000元。
田樹勛還透露，該技術可實現“醋酸+乙醇”聯產模式，醋酸既是中間產品也可作為終端產品。當醋酸價格高時可產醋酸，當乙醇市場好時可產乙醇，靈活調整產品結構，增大企業盈利空間，提高抗市場風險能力。目前，他們已開發完成30萬噸/年工藝包，準備工業化。
(關鍵字：煤化工 低成本)
