(中科合成油工程有限公司,北京100195)
[摘 要]叙述了乙醇的重要性和各种生产方法,其中合成气直接合成乙醇是指合成低碳混合醇。介绍了合成气直接合成乙醇的催化剂和工艺流程的研究情况。该法距离工业化还有一段距离,但有发展前途。
[关键词]乙醇;合成气;催化剂;工业化;直接合成
[中图分类号] TQ 223.12+2[文献标识码]A[文章编号]1004-9932(2012)
近期,合成气直接合成低碳醇在国内受到广泛的关注。原因是煤化工的发展在选择煤化工产品的方面成为立项难题,于是在热钱涌动的情况下合成气直接合成低碳醇被推到第一线。其实,合成乙醇在国内外已经研究了几十年,有一定基础,但问题的关键是催化剂,如果能够开发出可以工业化生产的催化剂,大功就告成了。可是情况并非如此。为此,本文对这个课题做一个分析,并提出意见。
1 乙醇的重要性
乙醇不仅是一种优良的燃料,它还是优良的燃油品质改善剂。它可作为燃油氧化处理的增氧剂,使汽油增加内氧燃烧充分,达到节能和环保的目的。我国液体燃料短缺,随着乙醇掺合燃料的开发利用,乙醇市场将更加广阔。
乙醇辛烷值在120左右,具有极好的抗爆性能,可代替MTBE(甲基叔丁基醚)作为汽油的高辛烷值组分。乙醇又可作为基本的化工原料转化制作许多下游产品。
2 乙醇的生产方法
目前生产乙醇的主要方法有发酵法和乙烯水合法(无论用发酵法或乙烯水合法制得的乙醇,通常都是乙醇和水的共沸物,要得到无水乙醇需进一步脱水),正在开发的方法有合成气直接合成法、醋酸加氢法等。
2.1 发酵法
发酵法是以玉米、小麦、薯类、糖蜜等为原料,经发酵、蒸馏而制成,将乙醇进一步脱水得燃料乙醇。该法是传统的生产方法,生产工艺有干法和湿法,不同的工艺会产生不同的副产品,其中包括酒糟蛋白饲料(DDGS)、玉米粕、玉米油、CO2、沼气等。
在国家的统一安排下,我国于2000年正式启动了燃料乙醇的生产与试用工作,目前已建成吉林600 kt/a和河南300 kt/a燃料乙醇项目。燃料乙醇项目引进国外先进技术和关键设备,以玉米为原料,采用改良湿法生产燃料乙醇,工艺流程如图1所示。
2.2 乙烯水合法
乙烯水合法指乙烯经过水合生产乙醇,工业上有2种方法:一种是以硫酸为吸收剂的间接水合法,另一种是乙烯催化直接水合法。当前美国、日本和前苏联地区均有大规模的生产装置。间接水合法腐蚀性强,对设备材质要求高,发展受到限制;直接水合法采用负载于硅藻土上的磷酸作催化剂,使乙烯水合,国内已能生产这种催化剂。
该法也称硫酸酯法,反应分2步进行。首先,乙烯在一定温度、压力条件下通入浓硫酸中生成硫酸酯;然后将硫酸酯在水解塔中加热水解得到乙醇,同时有副产物乙醚生成。间接水合法可用低纯度的乙烯作原料,反应条件较缓和,乙烯转化率高,但