塞拉尼斯计划采用心技术生产乙醇
- 格式:pdf
- 大小:72.24 KB
- 文档页数:1
醋酸甲酯生产醋酸工艺路线探索摘要:醋酸是重要的化学中间体和化学反应用溶剂,最大用途是生产醋酸乙烯单体(VAM),VAM 可用以制造防护涂料、粘合剂和塑料。
醋酸第二大也是增长最快的用途是制取精对苯二甲酸(PTA),其他用途是包括生产醋酐、醋酸丙酯/丁酯和醋酸乙酯。
醋酸甲酯是一种化学物质,在国际工业市场中的运用日渐广泛。
本文主要针对醋酸甲酯生产醋酸工艺进行分析,实现甲醇、醋酸、醋酸甲酯三种产品间销售结构的优化。
关键词:醋酸甲酯;醋酸;生产工艺醋酸工业经过长期的发展,形成了石脑油液相氧化法、乙烯氧化法、乙烷气相氧化法、甲醇羰基合成法、粮食(乙醇)发酵法几种传统典型的生产工艺。
当前全球主要的醋酸生产工艺为甲醇羰基化工艺,约占据全球醋酸产能的74%左右。
BP和塞拉尼斯是全球两大甲醇羰基化制醋酸技术的专利商。
乙醛氧化法主要存在于发展中国家,约占全球醋酸产能的9%左右;丁烷氧化法约占7%,该工艺是塞拉尼斯开发的技术,主要存在于美国等丁烷资源比较丰富的少数地区。
早在20世纪70年代初期在美国建有大型以正丁烷为原料的醋酸生产装置。
1978年总产能达60万吨/年,该工艺的醋酸产能约占美国总产能的40%。
随着石油涨价,丁烷氧化法与甲醇羰基化法相比,已不具有竞争性,因此美国很多使用该技术的装置已被关停,2002年采用丁烷氧化法的醋酸生产厂只有塞纳尼斯,总产能只有27万吨/年,仅占美国总产能的10%左右。
醋酸下游新的应用领域拓展方面,应属塞拉尼斯首先开发成功的醋酸加氢制乙醇技术最具应用替力。
2011年1月,美国塞拉尼斯公司宣布利用铂/锡催化剂从醋酸直接而有选择性加氢生产乙醇技术开发成功,并申请了专利。
随后,塞拉尼斯公司计划在美国得克萨斯州生产基地、中国南京和珠海建设初始设计规模均为40万吨/年的乙醇装置。
2010年是国内醋酸进、出口逆转之年,市场完全实现了自给自足,且有大量出口。
目前我国醋酸消费结构中,化学工业约占醋酸总消费量的90%,主要消费在醋酸乙烯/聚乙烯醇、醋酸酯、对苯二甲酸、醋酐/醋酸纤维素、医药、氯乙酸几个方面。
PROESA纤维素乙醇技术――生物能源的重大突破康泰斯建设世界最大规模的纤维素乙醇工业示范装置随着石油资源的逐渐枯竭和环境的日益恶化,大力推广使用可再生能源技术已成为许多国家能源发展战略的重要组成部分,以减少对化石能源的依赖和温室气体的排放。
生物乙醇是一种可再生的能源,燃烧过程所排放的CO2和含硫化合物均低于汽油燃烧所排放的CO2和含硫化合物,而且乙醇燃烧产生的CO2和作为原料的生物生长所消耗的CO2在数量上基本持平,这对减少大气污染和抑止“温室效应”意义重大。
乙醇汽油燃烧比普通汽油更完全,汽车尾气中CO2含量可降低30%左右,燃料乙醇也因此被称为“清洁燃料”,而推广使用乙醇汽油已经成为世界各国减小对化石燃料依赖和温室气体排放的重要举措。
美国在20多年前即推广车用乙醇汽油,2008年,乙醇产量达到90亿加仑,是世界上最大的燃料乙醇生产和消费国。
美国发展灵活燃料汽车(FFV)和中至高含量乙醇汽油调合基础设施,截至2009年2月中旬,已有700万辆燃用乙醇汽油的汽车在美国上路;巴西自1975年开始实施“乙醇替代计划”,目前已使温室气体排放量减少了20%,巴西是世界上第二大的燃料乙醇生产和消费国,也是唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家,2008年乙醇生产量为64亿加仑。
日本和欧盟也一直在积极发展车用乙醇汽油。
由于原油进口的依存度逐年上升。
环境问题日益严重,中国政府也非常清楚地认识到,生物乙醇是一种可再生资源,使用车用乙醇汽油代替部分汽油,有利于环境改善、并且可有效解决农产品的转化、促进农业生产的良性循环境,其意义重大。
因此《国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要》中提出,要开发燃料乙醇等石油替代品。
“十五”期间即批准在吉林、河南及安徽等省分别建设年产数十万吨乙醇项目,作为国家新兴能源试点示范的重点工程,已取得了良好的社会效益。
根据2007年制订的《可再生能源中长期发展规划》,到2010年,中国的燃料乙醇年利用量为200万吨,到2020年,生物燃料乙醇年利用量将达到1000万吨。
第3期乙醇是目前世界上生产历史最悠久、产量最大的发酵工业产品,广泛应用于食品、化工、医药、染料、国防等行业,同时是十分重要的清洁能源,不仅可替代四乙基铅作为汽油的防爆剂,还可以制造乙醇汽油,大大减少汽油燃烧时对环境的污染,未来市场前景极为广阔。
目前乙醇仍主要通过粮食发酵的方法生产,然而顾虑粮食安全问题,粮食发酵法的发展已受限,开发经济高效的非粮乙醇生产技术已成为热点,近年各种乙醇生产新技术的开发已取得很大进展。
鉴于中国的资源特点,煤制乙醇和纤维素乙醇一起,将成为中国未来能源化工产业的重要组成部分。
煤、天然气、生物质等气化制得合成气,再由合成气制乙醇,是当前热门的研究路线。
由合成气制乙醇有直接法[1]和间接法两大类,各有优缺点。
醋酸加氢制乙醇是一种合成气间接制乙醇技术,首先由合成气生产甲醇,甲醇羰基化合成醋酸,然后醋酸直接加氢或酯化后加氢制取乙醇。
近年,技术上的突破已使该法成为当前具有吸引力的乙醇生产路线之一。
1醋酸直接加氢制乙醇技术1.1塞拉尼斯TCX 工艺塞拉尼斯公司是醋酸等乙酰基产品世界上最大的制造商之一,乙酰基中间体占塞拉尼斯的总销售额约45%。
其通过新技术的开发继续强化在这一领域的领导地位。
在醋酸直接加氢领域,塞拉尼斯已申请了很多专利[2],涉及醋酸加氢制乙醇[3鄄15],制乙酸乙酯[16,17],制二乙醚[18],制乙醛[19]并进而生产醋酸乙烯[20],制乙烯进而生产醋酸乙烯[21],制丙酮进而生产异丙醇[22]等。
早在1984年,塞拉尼斯公司就获得了关于羧酸直接还原生产酯类和醇类的专利,但该包含钌化合物和路易斯酸金属氯化物的均相催化系统,反应压力高,醋酸转化率低,效果不理想。
TCX 工艺是该公司新开发的多相固定床醋酸气相直接加氢制乙醇专有技术。
其突破是,新型负载低质量分数贵金属的催化剂的应用,大大降低了反应压力,转化率高,选择性好,催化剂寿命延长。
目前,该技术正在建设工业示范装置。
乙醇制备技术发展现状分析重庆远达烟气治理特许经营有限公司科技分公司,重庆 400000摘要:本文围绕国内乙醇制备技术及其产业的发展现状进行了综述。
以制备方式为分类依据,首先介绍了传统发酵、合成方法制备乙醇工艺路线,描述了不同工艺的应用、成本情况。
再以二氧化碳合成路径为主线,描述了经电催化、直接或间接等工艺制备乙醇的技术研究进展,及其工程实践的可行性。
最终讨论分析了各乙醇制备工艺间的优劣势,梳理了技术可能的发展方向。
关键词:乙醇;传统工艺;二氧化碳制备中图分类号:TQ031.21 引言近年来,随着化石能源的大量消耗,温室气体如CO2的排放量急剧增加,引起了全球气候变暖等诸多严峻的环境问题。
乙醇在常温、常压下是一种无色透明、易燃易挥发的液体,是一种泛用化工品,常用作原料、消毒剂广泛应用于工业、民用领域,甚至可以作为清洁燃料,调入汽油或直接燃烧,缓解化石能源、温室气体排放等难题。
据可再生燃料协会(RFA)统计数据,2019年全球生物乙醇产量达达到290亿加仑,折合约8670万吨。
其中美国和巴西占80%以上。
2018年国内乙醇产量为760万吨(产能为1500万吨),其中燃料乙醇占总量35%,约266万吨,次于白酒用量,高于化工消费量。
2020年我国乙醇消费总量约为870万吨,基本处于供需平衡状态。
目前我国燃料乙醇消费量在300-350万吨左右,其中自产250-300万吨左右,进口约60万吨[1]。
2020年底,国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书,提出“坚持不与人争粮、不与粮争地的原则,严格控制燃料乙醇加工产能扩张”。
国家能源局印发《2021年能源工作指导意见》明确提出,要加快推进纤维素等非粮生物燃料乙醇产业示范,指出了发展纤维素燃料乙醇将是生物燃料乙醇的重点方向。
2 传统制备乙醇技术2.1粮食发酵制备乙醇工艺发酵法制备乙醇是在传统酿酒的基础上发展而来的,在相当长的时间里,是生产乙醇的唯一工业方案。
煤制乙醇:值不值?行不行?2012-1-15来源:作者:朱明琦关于煤制乙醇的未来发展,目前尚不能下过于武断的定论,但却可以清晰看到它的发展轨迹。
“等工业中试完成后,我们会发表相关方面的数据和观点,现在接受采访为时尚早。
但煤制乙醇的前景应该是乐观的,示范成功后,可以进行较大规模生产。
当然,这取决于采用何种技术路线。
”作为索普合成气制乙醇成套技术研发项目的相关负责人,中科院大连化物所研究员丁云杰十分谨慎地对本刊记者说。
2011年11月1日,江苏索普集团年产3万吨合成气制乙醇成套技术研发项目开工,全面进入工业示范实施阶段。
该项目是在索普自主创新基础上,引进大连化物所国家重大科技攻关成果和“973”计划成果,并联合中国五环工程有限公司共同进行成套技术攻关、项目研发及建设。
计划建设期为2年,投产后将形成30万吨装置工艺软件包,建设30万吨级商业化运行装置。
这将成为世界首套万吨级煤经合成气制乙醇的工业化装置。
美国塞拉尼斯公司日前也宣布,将以煤作为源头,在南京和珠海新建一至两座工厂,启动其TCX技术生产乙醇。
每座工厂能够生产超过100万吨的乙醇,项目获批后可在30个月内启动。
而早在2010年9月,河南煤化集团、中科院生物局和新西兰兰扎泰克就曾联合签署协议,计划利用煤炭气化生物发酵法来生产乙醇燃料及其它化工产品,并进行开发、试生产和商业化。
另据了解,兖矿集团也打算在热电联产的基础上,就煤制气生产乙醇与新西兰郎泽科技公司合作。
也就是说,继煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇之后,现代煤化工行业又出现了一个新热潮——煤制乙醇。
那么目前煤制乙醇技术是否成熟?成本层面是否有竞争力?未来的发展前景究竟如何?丁云杰研究员言语间流露出的谨慎与乐观或许可以窥见一斑。
考虑宏观政策2011年8月,国家发改委传出消息,《煤炭深加工示范项目规划》年内将择机出台。
《规划》明确指出,“十二五”期间现代煤化工将由“适度”发展转为“谨慎”发展,扩大煤制烯烃、煤制天然气两个示范项目的示范范围,对能耗低、水耗低的技术和项目加大推广力度,同时考虑到煤制油示范项目的不成熟,未来可能不再审批新的项目。
第二章乙醇生产工艺总结按原料分类,乙醇的生产工艺可分为生物法和化学合成法两类,各生产工艺分析如下。
2.1 生物法制乙醇技术生物法制乙醇,俗称酿酒,以淀粉质或糖质为原料,经发酵、蒸馏及脱水等工序后制得乙醇。
此技术由最初提倡消化陈化粮(以玉米、小麦等陈粮为原料生产乙醇)的第1代技术,由于国家政策的影响,新增粮食制乙醇项目被叫停,逐步发展至以木薯为原料的第1.5代技术,目前已发展至以纤维素(秸秆、玉米芯等)为原料的第2代技术。
国家乙醇汽油全部采用生物法乙醇,并且由10家企业定点生产燃料乙醇。
2.2化学合成制乙醇技术化学合成乙醇技术主要分为六种技术路线,分别是①合成气直接催化法、②甲醇羰基化法、③醋酸加氢、④醋酸酯加氢、⑤二甲醚羰基化、⑥微生物发酵,如下图所示。
煤(合成气)制乙醇不同艺路线图2.2.1 直接催化法以煤气化制取合成气(CO+H2),再由合成气通过催化作用一步直接合成乙醇。
此工艺工艺流程短,原子利用率高,是一种最为简单的乙醇合成工艺,采用铑基、Cu-Co基、Zn-Cr基或者MoS2基催化剂都不能得到单独的甚至以乙醇为主的产物,产物中存在大量的烷烃、醛、酮、酯等副产物,乙醇收率低,设备容易腐蚀,一直难以实现大型工业化。
国内在这方面主要的研究机构有中科院大连化物所和中科院山西煤化所。
大连物化所研发的贵金属铑基催化剂对C2+醇的选择性只有50%,工业化运行不理想。
目前大化所与江苏索普集团正在进行1万吨/年中试项目。
2.2.2甲醇羰基化法合成气通过净化和变换合成甲醇,然后与CO羰基化制得醋酸甲酯,醋酸甲酯加氢制乙醇。
此工艺流程短、反应温和、对设备腐蚀小、投资低、部分采用贵金属催化剂,成本有所降低。
2.2.3醋酸加氢路线合成气通过净化和变换合成甲醇,然后与CO羰基化制得醋酸,醋酸通过催化剂直接加氢制乙醇。
此工艺流程短、能耗低,但需要采用钌基贵金属催化剂,碘甲烷与醋酸对设备的腐蚀等问题,投资较大。
目前塞拉尼斯27.5万吨/年乙醇项目投产,大化所与江苏索普集团进行3万吨/年中试。