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追夢煤制乙二醇量產技術

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追夢煤制乙二醇量產技術


追夢煤制乙二醇量產技術


乙二醇(chun)是日常(chang)生活中聚酯纖維(滌綸(lun))與礦泉水瓶的主要(yao)原料,我(wo)國消費量占全世界50%以(yi)上,但是國產自給量卻一直不高,對外依(yi)存度(du)接近70%。近年(nian)來,中科院福建物構所煤(mei)制乙二醇(chun)及相關技(ji)術重點實驗室專攻以(yi)煤(mei)代替石油乙烯(xi)生產乙二醇(chun)技(ji)術,在世界上首先(xian)實現了工業化。

中科院福建物構所煤(mei)(mei)制乙二(er)醇及(ji)相關(guan)技(ji)術(shu)重點實驗室主任姚(yao)元(yuan)根對《中國(guo)科學報》記(ji)者(zhe)說:“我們(men)瞄準(zhun)國(guo)家(jia)重大需求和世界煤(mei)(mei)化工技(ji)術(shu)發展(zhan)前沿,研發煤(mei)(mei)制乙二(er)醇及(ji)其相關(guan)共性技(ji)術(shu),引(yin)領國(guo)際煤(mei)(mei)制乙二(er)醇技(ji)術(shu)的(de)(de)發展(zhan)方(fang)向;發展(zhan)煤(mei)(mei)制乙二(er)醇的(de)(de)技(ji)術(shu)延伸和產品(pin)延伸新技(ji)術(shu),高效利用我國(guo)豐富(fu)的(de)(de)煤(mei)(mei)炭資源生產高附加值大宗(zong)化學品(pin)和精細化學品(pin)。”

引領(ling)煤制乙(yi)二醇技術

我(wo)國資源特點為缺油(you)、少氣、煤炭資源相(xiang)對豐富,而乙二醇(chun)是戰略性的大(da)宗化工基本原材料,市場容量僅(jin)次于(yu)乙烯和丙稀。

煤制(zhi)乙二(er)醇及相關技術重點實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)成立于(yu)2010年(nian)12月,在(zai)福建(jian)物構所應用(yong)化學研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)心和煤制(zhi)乙二(er)醇技術攻關組的基礎上發展而成。在(zai)今年(nian)中(zhong)(zhong)科院材(cai)料和工程領域34個院重點實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)評估中(zhong)(zhong),該實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)被評為(wei)A類。

當前乙(yi)二(er)醇(chun)生產嚴重依賴石油資(zi)源,過程能耗大(da)、成本高,40多年(nian)(nian)來,“煤(mei)制乙(yi)二(er)醇(chun)”技(ji)術(shu)一直是世界上(shang)的(de)科研(yan)難題(ti)。自上(shang)世紀80年(nian)(nian)代起,福(fu)建物構(gou)所(suo)就開展了煤(mei)制乙(yi)二(er)醇(chun)技(ji)術(shu)的(de)實驗室研(yan)發,并在2009年(nian)(nian)率先實現了煤(mei)制乙(yi)二(er)醇(chun)技(ji)術(shu)工業化。

姚元根說:“實驗室成立7年(nian),現(xian)在形成了三個研(yan)究方向,包括新一代(dai)煤制(zhi)乙二醇技術、煤制(zhi)乙二醇相關技術和催化基(ji)礎(chu)研(yan)究。”

據了(le)(le)解,第一(yi)代(dai)(dai)煤(mei)制乙(yi)二醇技術貴金屬用(yong)量大,選擇性和穩(wen)定性還需進一(yi)步提(ti)高,同時乙(yi)二醇優級品率低,能耗(hao)相對較大。在(zai)新(xin)一(yi)代(dai)(dai)煤(mei)制乙(yi)二醇技術方(fang)面,實驗室開發了(le)(le)全新(xin)的(de)三種核心(xin)催化劑,優化了(le)(le)工(gong)藝流程和產品提(ti)純(chun)方(fang)案(an)。

目前(qian)我國(guo)的(de)技(ji)術(shu)已經(jing)較為成熟,但姚元根也提到,產品(pin)(pin)的(de)應用尤其在聚酯(zhi)行(xing)業中(zhong)還(huan)存在市(shi)場認(ren)可問題。他(ta)說(shuo):“有(you)些企業不太愿(yuan)意用煤炭做的(de)乙(yi)二醇,行(xing)業固有(you)的(de)認(ren)知會讓(rang)他(ta)們懷疑產品(pin)(pin)質量,但時間可以證明(ming)一(yi)切,我們有(you)明(ming)顯的(de)成本優(you)勢,已經(jing)達(da)到了(le)國(guo)家優(you)級品(pin)(pin)的(de)技(ji)術(shu)標(biao)準。”

“我們聯(lian)合中(zhong)石化洛(luo)陽(廣州(zhou))工程(cheng)公(gong)司做了很多工藝技(ji)(ji)術開(kai)發,在能耗方面有顯著降(jiang)低,經濟性大(da)幅度提(ti)升,每噸(dun)乙二醇的生(sheng)產成本(ben)由5000元降(jiang)低到4000元。當(dang)新一(yi)代技(ji)(ji)術完成后(hou),市場前景會更好。”姚元根(gen)介(jie)紹道。

同(tong)時,實驗室(shi)在(zai)煤制甲酸甲酯(zhi)技(ji)術研發方面也取得了突出成(cheng)果。根據(ju)2015年(nian)的調(diao)查數據(ju),甲酸甲酯(zhi)在(zai)中國年(nian)需求量約130萬噸,市(shi)場規模約100億元,但(dan)是中國產能低,生產成(cheng)本較高。

姚元(yuan)根說:“過(guo)去甲(jia)(jia)酸(suan)甲(jia)(jia)酯的工業生產(chan)技(ji)術一直被德國BASF(巴斯夫)公司(si)所壟斷,我們開發了(le)合成(cheng)氣氣相合成(cheng)技(ji)術,具有完全自主知識產(chan)權(quan)。通過(guo)技(ji)術變(bian)革,甲(jia)(jia)酸(suan)甲(jia)(jia)酯的生產(chan)成(cheng)本降低了(le)30%,由4300元(yuan)/噸變(bian)為3200元(yuan)/噸。”

通(tong)過(guo)實驗(yan)室的集體努力(li),2013年,獲得福建省自然(ran)科(ke)學(xue)(xue)獎一等獎,煤(mei)制乙二醇技術攻關團隊(dui)獲得中(zhong)國科(ke)學(xue)(xue)院(yuan)王寬誠科(ke)技成果轉移轉化(hua)團隊(dui)突出貢獻(xian)獎;2015年實驗(yan)室被人社部和中(zhong)科(ke)院(yuan)評為中(zhong)國科(ke)學(xue)(xue)院(yuan)先(xian)進(jin)集體。

創新科研技術轉化之路

當記者采訪姚元根時,他正在貴州的中試基地開(kai)展(zhan)工(gong)作。他說:“3年來,每年我(wo)幾乎有(you)10個月在貴州,感(gan)覺(jue)像是在這里‘插隊(dui)’,但我(wo)們(men)團(tuan)隊(dui)的每一位成員(yuan)為同一個夢想——把新一代煤制乙二(er)醇技術推向工(gong)業化辛苦而(er)快樂地在大山里工(gong)作著。”

實(shi)驗室(shi)的煤制乙二醇技術(shu)(shu)基礎深厚,但(dan)在(zai)中試階段停(ting)滯了很久。直(zhi)到2006年(nian),實(shi)驗室(shi)迎(ying)來了轉機。當年(nian),物構所與上海金(jin)煤化工(gong)新技術(shu)(shu)有(you)限公司(si)、江蘇丹化集團(tuan)有(you)限責任(ren)公司(si)達(da)成三(san)方(fang)協議,在(zai)丹化集團(tuan)進行中試。

姚元根說:“中(zhong)試是技(ji)術走(zou)向產(chan)業化的(de)必由途徑,資金投(tou)入也相對較大。但是之前科(ke)研經費來自國(guo)家撥款,在中(zhong)試階(jie)段投(tou)入明顯不足。”

我們聯(lian)合企業(ye)(ye)解決中(zhong)(zhong)試的(de)資金問題,2005年(nian), “企業(ye)(ye)對(dui)我們的(de)技術非(fei)常(chang)感(gan)興趣,兩周之內就簽約,當時一(yi)下做了兩套中(zhong)(zhong)試裝置(zhi)”。

2009年,首次投資(zi)20億元、世界(jie)上首個年產(chan)20萬噸的煤制(zhi)乙(yi)二醇示范項目在(zai)內蒙古通遼市正式(shi)投產(chan)。

回顧(gu)這(zhe)次成功的科(ke)研(yan)技(ji)術轉化(hua),姚元根感慨道:“我(wo)們發揮了‘不(bu)等不(bu)靠不(bu)要(yao)’的精神,主動(dong)與企業進行合作對(dui)接(jie),采取了科(ke)研(yan)、工(gong)藝技(ji)術和資本互相結合的模式,才取得了這(zhe)樣的成績(ji)。”

由于之前的成功經驗(yan),2016年(nian)(nian)12月,實驗(yan)室與貴州鑫(xin)醇能源(yuan)有限公司、興(xing)仁縣(xian)人民(min)政府簽訂了(le)二代煤制乙(yi)(yi)二醇中試項(xiang)(xiang)目(mu)合作合同和興(xing)仁縣(xian)年(nian)(nian)產60萬噸煤制乙(yi)(yi)二醇項(xiang)(xiang)目(mu)合作合同。

姚元根(gen)說:“把一項技術推向工業化需要(yao)很多(duo)人(ren)才,除了我(wo)們這個(ge)研發隊伍,還需要(yao)管(guan)理、技術、工藝(yi)、設(she)計等方面的(de)人(ren)才。如果想把廠子運行(xing)起來,還要(yao)好多(duo)懂(dong)設(she)備的(de)人(ren),這正是團隊的(de)合(he)作力量(liang)。”

與企(qi)業合(he)作(zuo)并不(bu)是一(yi)帆風順的(de),姚元(yuan)根也有“煩心”的(de)時候。他說:“企(qi)業和科研單位的(de)認(ren)知視(shi)角是不(bu)同的(de),企(qi)業最(zui)終的(de)目的(de)是盈利,甚至有些(xie)想(xiang)技術壟斷,矛(mao)盾和分歧是難免的(de)。遇到這種情況,我們(men)必須要保(bao)持緊(jin)密地溝通,求同存(cun)異,不(bu)然合(he)作(zuo)很難繼續(xu)。”

未來發展(zhan)前景(jing)可期

煤制乙二(er)醇及(ji)相關技術重點(dian)實(shi)驗室(shi)是一支年輕的隊伍(wu),在(zai)(zai)55名成員中,有39人(ren)在(zai)(zai)40歲(sui)以(yi)下。姚元根說:“我們(men)以(yi)‘創業(ye)(ye)引人(ren)、事業(ye)(ye)留人(ren)’為(wei)宗旨,以(yi)‘和諧發(fa)展(zhan)(zhan)、和諧競爭、激勵創新、跨越發(fa)展(zhan)(zhan)’為(wei)實(shi)驗室(shi)精神,支持科研(yan)人(ren)員開(kai)展(zhan)(zhan)工作。”

目前,實驗室的(de)儀(yi)器(qi)設備已基(ji)本具備新型催(cui)化劑的(de)物相分(fen)析(xi)(xi)、結構分(fen)析(xi)(xi)、表面性能、催(cui)化劑性能評價等(deng)領域的(de)測試分(fen)析(xi)(xi),共有(you)重要儀(yi)器(qi)和設備100多臺(套)。

姚元(yuan)根表示,從(cong)福(fu)建物構所到實驗室,都給青年科研人員提供了舞(wu)臺和(he)機(ji)會(hui)。他說:“貴(gui)州(zhou)的(de)中試現(xian)場有(you)120人,其中20多個人來自物構所,這里與(yu)實驗室的(de)工作(zuo)完全不一樣(yang),通過‘工地現(xian)場經歷’,我們培(pei)養了一批(pi)能解決實際問題(ti)的(de)技術和(he)管理骨干。”

2017年(nian),實驗室(shi)成功(gong)申(shen)請(qing)到國家重點研發(fa)計劃項目“環保涂料用(yong)酯類單體(ti)與(yu)綠色溶(rong)劑(ji)高效(xiao)制備技術”和(he)“高附加值精(jing)細化(hua)(hua)工產品的(de)多相納(na)米催化(hua)(hua)材料與(yu)工程(cheng)化(hua)(hua)”項目,進一步開發(fa)煤(mei)制乙二醇技術相關的(de)產業(ye)化(hua)(hua)新技術。

姚元根(gen)說:“目前煤制乙二醇技(ji)(ji)術(shu)面臨著激烈的技(ji)(ji)術(shu)競爭局面,國內外的幾種(zhong)技(ji)(ji)術(shu)也較為成(cheng)熟,我們必(bi)須(xu)要(yao)不斷地創新(xin),保持(chi)我們的技(ji)(ji)術(shu)優(you)勢。”

姚(yao)元根表示(shi),目(mu)前正(zheng)在(zai)正(zheng)在(zai)籌劃省級(ji)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)實(shi)(shi)驗室(shi),未來的目(mu)標是把實(shi)(shi)驗室(shi)發(fa)展成國家(jia)級(ji)的工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)實(shi)(shi)驗室(shi), “在(zai)兩三年(nian)時間內,我(wo)們將全力推(tui)進新一代煤制乙二醇技術的60萬噸工(gong)(gong)業示(shi)范,并(bing)在(zai)2020年(nian)實(shi)(shi)現(xian)投產”。