来源：中国之声
发布时间：2022-08-11
我国是“富煤、贫油、少气”的国家，煤炭消费量占能源消费总量的56%以上。在未来较长的一段时期内，煤炭仍将是我国的主体能源。因此，如何利用煤炭制造清洁燃料和化学品，缓解我国石油供应不足，实现石油化工原料替代等是我国能源科技研究的重点方向之一。
近年来，中科院大连化物所多个研究团队致力于煤炭转化为化学品、塑料品、乙醇等我们生活中常用的原料，并取得突破，投入实际运用阶段。那么，煤炭是如何变身这些日用品的？这些技术的运用对我国能源的合理利用起到什么作用？
煤→化学品 共分几步？
在化学工业领域，主流方法一直是通过石油加工生产，这也是我国每年进口大量石油的重要原因之一。富煤贫油的基本国情，决定了我们不能过度依赖石油。经过多年攻关，中科院大连化物所研究员丁云杰团队探索出了将煤变身为化学品的技术和工艺。
丁云杰：煤可以变油也可以变化学品。以前化学品大部分都是从石油来的，煤做的化学品很少，只能做到油气。现在我们可以做到各种化学品，尤其是高端的化学品，而这个技术在世界上是唯一的。
这项技术降低了单元运行能耗，省去脱碳单元，产生的废催化剂经简易焚烧处理后可回收金属钴等优势，实现低固废甚至无固废的绿色环保目标。基于这项技术，中科院大连化物所和延长石油集团榆林煤化公司在陕西榆林建成“新一代煤制油”示范装置，已实现产业化。该石油公司总经理冯成海介绍，合成气制高碳醇技术是原创性技术，我们对这项技术非常有信心。进行工业化以后，不仅可以获得高附加值的高碳醇，还可以促进发展下游精细化工产品，为生产IV类和V类润滑油基础油提供原料，前景非常可观。
煤→烯烃前景可观
中科院的另一项技术还实现了将煤经合成气变身为烯烃。乙烯、丙烯等低碳烯烃是现代化学工业的基石，日常生活中的塑料杯、保鲜膜、吸管等都是以烯烃为原料。烯烃的传统生产技术高度依赖于石油资源。中科院大连化物所包信和院士和潘秀莲研究员领导的团队利用纳米限域催化新概念，创立新的催化剂和催化体系，实现了煤经合成气直接转化制低碳烯烃等高值化学品。
中科院大连化物所研究员潘秀莲说：“传统（费托合成）技术路线它理论上（低碳烯烃选择性最高）是58%，我们现在可以做到80%，这是一个很大的突破。另外我们这个过程可以不用水进行水煤气变换，省了这个过程，可以直接用煤基合成气制低碳烯烃。所以从原理上讲工艺流程短、节水、低排放。”
2016年基础研究成果取得突破之后，中科院大连化物所与延长石油集团合作，2020年9月完成千吨级低碳烯烃全流程工业试验，并通过科技成果鉴定。目前，项目团队正在持续优化催化剂，对工艺流程和分离系统进行优化设计，全力推进工程化转化和工业示范，力争早日实现该技术的产业化。说起这项技术的未来，延长石油集团科技部部长王军峰信心十足。
王军峰：我们在产业化放大的时候已经做到30万、60万吨工艺包了，但我们觉得技术优化的空间还有，现在在实验室已经有很大进步了。下一步产业规划里我们就可以考虑这个项目的转化落地了，技术经济性非常优越了。这个技术目前就我们一家有，我们肯定比别人有竞争力。
陕西榆林，千吨级煤经合成气直接制低碳烯烃工业试验装置（中科院大连化物所供图）
此外，中科院大连化物所另一项应用研究——以煤炭为原料的甲醇制烯烃系列技术已经签订了31套装置的技术实施许可合同，包含出口1套，烯烃产能达2025万吨/年（约占全国1/3），预计拉动投资超4000亿元。
煤→乙醇 国际领先
在延长石油集团榆神能源化工公司，记者看到，年产50万吨煤基乙醇装置已经中期交工，正在进行设备调试，9月将正式投料试车，生产出高品质的无水乙醇。
乙醇既是重要的基础化学品，又与人们的日常生活息息相关。目前，全世界乙醇产量约一亿吨，我国乙醇产量只有987万吨。中科院大连化物所研究员朱文良介绍，其团队开发的煤基乙醇技术，颠覆了传统的生物制乙醇方式，可将煤转化为乙醇。
朱文良：中国煤炭资源比较丰富，我们可以利用煤，把它转化为合成气，从合成气转化为二甲醚，从二甲醚转化为乙酸甲酯，加氢就得到乙醇。这条技术路线我们是全球第一个发展成功的，是完全具有自主知识产权的技术，我们逐个申请了专利，可以大规模推广，未来前景我们是非常看好的。
同样，与延长石油集团合作后，团队孵化出全球规模最大的煤基乙醇项目。延长石油集团榆神能源化工有限责任公司总经理郭尊礼表示，项目正式投产后，预计可实现年利润总额11亿多元，财政贡献5.67亿元，标志着乙醇生产迈入大规模工业化时代，奠定我国煤制乙醇工业化的国际领先地位。
郭尊礼：年产50万吨煤基乙醇项目是推动煤炭清洁高效利用、促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展的重大举措，也是探索煤炭资源清洁利用、高效转化之路上的重要实践。项目利用低阶煤代替粮食制取乙醇，每年可节约粮食约150万吨，对保障我国能源安全和粮食安全具有重要战略意义。
年产50万吨煤基乙醇装置，这将是全球规模最大的煤基乙醇项目（中科院大连化物所供图）
一系列“煤炭变身记”，对促进煤炭清洁高效利用、缓解石油供应紧张局面、保障我国能源安全、实现“双碳”战略目标具有重大意义。（总台记者 朱敏 雷恺）
