10萬噸/年合成氣制乙醇工業示范項目
2017年1月，陜西延長石油（集團）有限責任公司（以下簡稱延長石油）10萬噸/年合成氣制乙醇工業示范項目生產出合格無水乙醇，標志著全球首套煤經二甲醚羰基化制乙醇工業示范項目一次投產成功。該示范項目由中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱大連化物所）和延長石油共同合作開發，擁有自主知識產權。
目前，該工業示范裝置已平穩運行兩年多。大連化物所所長、煤基乙醇工業化項目首席科學家劉中民在近日接受《中國科學報》采訪時指出：“煤制乙醇可以替代以糧食為原料制備乙醇，實現了‘不與人爭糧’的新局面，是新型煤化工產業化技術應用的又一次重大突破?！?/p>
尊重國情 尋找新技術
無水乙醇可以作為汽油添加劑，即燃料乙醇使用，可以有效改善汽油品質，大幅減少車輛污染物排放。劉中民介紹，乙醇是世界上公認的環保清潔燃料，全球66%的乙醇被作為燃料乙醇添加到汽油中，為各國所接受和推廣。此外，乙醇還可以方便地轉化為乙烯，促進下游精細化工行業的發展。
目前，全世界乙醇產量約一億噸，主要由美國和巴西利用糧食和甘蔗等生物原料生產。而我國乙醇產量只有700萬噸，其中燃料乙醇250萬噸，主要利用陳化糧進行生產。
來自石油化工市場的研究報告顯示，2016年，中國汽油表觀消費量12000萬噸，按國內E10乙醇汽油標準，燃料乙醇可替代1200萬噸燃油?！霸趪沂蛯ν庖来娑却笥?0%的情況下，燃料乙醇對國家的能源安全具有重大影響?！眲⒅忻裰赋?。
根據國家發改委《可再生能源中長期發展規劃》給出的目標，到2020年我國生物燃料乙醇的年利用量將達到1000萬噸。然而，我國的國情是地少人多，糧食安全是國家頭等大事，以糧食為原料制備燃料乙醇并不適合在我國大范圍推廣。
“如何有效生產燃料乙醇，避免出現‘與人爭糧’的局面，我們急需開發非糧燃料乙醇制備技術?！眲⒅忻駡F隊開始了新的嘗試。
革新工藝 攻關催化劑
長期以來，利用化石資源生產乙醇是全世界努力的目標?；谖覈悦禾繛橹鞯哪茉唇Y構，開發具有自主知識產權的煤基燃料乙醇成套技術符合我國的實際國情。
同時，煤經合成氣直接制乙醇是一項世界性的挑戰，因難以回避貴金屬催化劑、效率較低及設備腐蝕等問題，一直還停留在研究開發階段。而煤經乙酸制乙醇是基于乙酸產能過剩的背景，因設備腐蝕、裝置投資大而沒有大規模應用。
為此，劉中民團隊提出以煤基合成氣為原料，經甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇的工藝路線?！霸撀肪€核心為二甲醚在分子篩催化劑上的羰基化反應，可以直接生產無水乙醇，是一條獨特的環境友好型新技術路線?！?/p>
此反應打破了以金屬為催化劑的傳統羰基化反應理念，在科學界和工業界受到了極大關注，但因其催化劑活性低、穩定性差，一直難以工業應用。劉中民團隊通過多年攻關，成功開發出具有高活性和高穩定性的分子篩羰基化催化劑，為其進一步工業化奠定了堅實基礎。
所企合作 深化產學研
2012年大連化物所和延長石油開始聯合開展“合成氣制乙醇整套工藝技術”項目研發工作，2014年雙方合作啟動了10萬噸/年合成氣制乙醇工業示范項目，項目于2017年年初產出合格無水乙醇產品，純度達到99.71%。
對于此項工作，中科院院長白春禮曾給予評價：煤基乙醇工業化示范項目成功投產，在世界范圍內首開先河。這一新技術的應用，將有效彌補石油資源不足，緩解我國燃料乙醇對糧食的依賴，為我國的能源安全和糧食安全提供有力保障。
該項目也是大連化物所和延長石油深化產學研合作的一項重大成果。2017年4月，大連化物所和延長石油出資成立延長中科（大連）能源科技股份有限公司。延長中科依托大連化物所合成氣制乙醇技術，進行技術推廣和催化劑的配套生產銷售。
2017年9月，國家發展改革委、國家能源局、財政部等15部門聯合印發了《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》。根據方案，到2020年，全國范圍內將推廣使用車用乙醇汽油，基本實現全覆蓋。
“國家一直支持燃料乙醇的發展，開發先進的乙醇生產技術是利國利民的大事?！表椖控撠熑?、大連化物所研究員朱文良告訴《中國科學報》，煤基乙醇的成本（大型化后全成本約3500元/噸）遠優于糧食乙醇成本，同時，該技術還可以用于將現有甲醇廠改造成乙醇工廠，對于國家調整產業結構，釋放產能有積極意義。
2017年年底，大連化物所與延長石油簽署50萬噸/年煤基乙醇工業化裝置合同，已經開始施工。2018年11月，大連化物所與新疆天業集團簽署年產120萬噸合成氣制乙醇項目一期——60萬噸/年合成氣制乙醇專利技術實施許可合同。目前還有30多家企業正在與大連化物所洽談合作。
大連化物所副研究員劉紅超主要負責“二甲醚羰基化制乙酸甲酯”催化劑和工藝的研發，他希望團隊多年研發的技術能夠得到國家推廣，為國家和社會的發展做出貢獻。
2018年8月25日，天津市內有10座加油站進行汽油置換，并從當日起供應乙醇汽油。此前，黑龍江、吉林、遼寧等11個試點省份已開始推廣使用車用乙醇汽油，并取得積極的成果，后續將進一步在北京、天津、河北等15個省份推廣。
劉中民也指出，煤基乙醇技術也可以用作天然氣原料生產乙醇，該技術也有潛力助推“一帶一路”倡議在沿線富有天然氣資源的國家的實施。
