醋酸加氢制乙醇应用情况研究

2012-07-11 09:20:04 来源:互联网 编辑:中国煤化工网人评论

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醋酸是一种重要的化工原料,主要用于生产醋酸酯、醋酸乙烯、PTA等。目前醋酸生产工艺基本采用羰基合成法,以甲醇和一氧化碳(CO)为原料。

在2008年以前,由于受到技术局限,国内企业大都采用乙烯法和乙醇法生产醋酸,生产成本高昂导致醋酸市场价格高,而同期采用羰基合成法的醋酸企业利润丰厚。随着国内企业逐步掌握相关技术,醋酸成为中国重要煤化工产品之一。伴随着行业的快速发展,产能迅速过剩,价格低迷不振。

2011年我国醋酸产量约为420万吨,产能利用率66%。据亚化咨询统计,截至2012年6月,中国羰基合成工艺醋酸产能(含外资企业)为635万吨/年,正在试车的山东华鲁恒升60万吨/年装置和河南煤化集团煤气化公司20万吨/年装置投产后,2012年我国醋酸产能将达715万吨。

考虑仍有数个煤基醋酸装置处于建设和规划中,我国2015年醋酸年产能可能超过千万吨规模,而传统醋酸下游增长相对较慢,如何开发有竞争力的下游衍生物产品,成为醋酸行业需要解决的问题。随着技术的进步和市场形势的发展,醋酸加氢制乙醇成为值得考虑的选择。

1. 醋酸加氢制乙醇技术即将成熟

美国塞拉尼斯(Celanese)公司开发了使用基础碳氢化合物为原料生产燃料和工业用乙醇的TCX技术,并于2011年7月公布第三方工程专家福陆(Fluor)公司和沃利帕森斯(Worley Parsons)公司所做的独立分析报告。报告指出,TCX技术将可以满足40万吨/年工厂的产能和效率目标。

塞拉尼斯2012年3月宣布获准在中国南京生产工业乙醇。通过优化和升级其位于南京化学工业园内现有的一体化乙酰基装置,塞拉尼斯使用TCX技术将形成26-28万吨/年的乙醇产能,生产装置有望在2013年年中启动。

国内企业和科研机构也在积极开发醋酸加氢制乙醇技术,包括醋酸经醋酸酯加氢制乙醇(间接法)和醋酸直接加氢制乙醇两种。

西南化工研究设计院从2008年开始开展醋酸酯化加氢制乙醇的研发工作,先后完成了小试、单管模试和中试。研发了新型醋酸酯加氢催化剂,探索了最佳的醋酸酯加氢的工艺条件。2012年4月,西南院与河南顺达化工科技有限公司正式签订20万吨/年醋酸酯化加氢制乙醇工业示范装置合作协议。该项目总投资5亿元,预计2013年底建成投产。

2012年5月,上海浦景化工技术有限公司开发的600吨/年醋酸直接加氢制乙醇中试项目正式开工建设,预计2012下半年完成投料试车。公开资料显示,浦景化工醋酸直接加氢制乙醇技术醋酸转化率大于99%,乙醇选择性大于92%,时空产率大于850 g/(kg cat.)/h,乙醇产品综合成本低于6000元/吨。

2. 醋酸和乙醇之间的价差和加工费用将决定项目的利润

醋酸加氢制乙醇的反应式可以简单表达为CH3COOH + 2H2 → CH3CH2OH + H2O,理论上1.3吨醋酸可以生产1吨乙醇。预计催化剂和氢气成本、乙醇的选择性和提纯分离能耗将在很大程度上决定从醋酸到乙醇的加工费用。

从2008下半年到现在,醋酸和乙醇的价格差总体上呈现越来越大的趋势,最近3年醋酸市场价格在3000元/吨左右,而乙醇约为7000元/吨。从醋酸生产乙醇的加工费用,以及醋酸生产成本和乙醇市场价格之间的差额,将决定项目的利润水平。

3. 工业和燃料乙醇的发展将决定市场容量

乙醇是重要的化工原料,在化工和其它工业领域被广泛用于油漆、涂料、油墨和药品等的生产制造;同时乙醇作为一种良好的车用燃料,也已经在世界范围内获得了推广和认可,其中在美国和巴西尤为成功。

当前中国工业用乙醇的需求约为每年300万吨,预计年增长率在8%到10%之间。而车用燃料乙醇的需求也在不断增长,预计2015年我国汽车保有量将达到1.6亿-1.8亿辆,成品油需求将达到3.3亿吨,其中汽油消费量将达1亿吨左右,按照国内目前通常使用的E10(掺混10%的乙醇)标准计算,如果全部采用乙醇汽油,届时对燃料乙醇的需求将达1000万吨。

2011年我国乙醇总产量约为670万吨,其中非粮乙醇仅为20万吨。乙醇消费潜力巨大,中国政府对粮食乙醇的补贴却在下调。从2009年开始,国家对定点燃料乙醇生产企业的财政补贴逐年减少。2012年度以粮食为原料的燃料乙醇,补助标准为500元/吨。2011年11月,国家已公布,将在5年内逐步取消燃料乙醇行业增值税退税政策,同时逐步恢复征收5%的消费税。

在粮食乙醇停止发展的背景下,我国对燃料乙醇和工业乙醇巨大的潜在消费需求,与乙醇有限的供应能力,为醋酸加氢制乙醇带来了良好的市场机遇。

总的来说,我国目前的行业现状是醋酸产能过剩并且价格持续低迷,而乙醇需求增长潜力巨大,粮食乙醇的发展受到限制。亚化咨询研究认为,醋酸加氢制乙醇要真正实现大规模商业化发展,必须解决如下问题:

1. 能否实现商业规模的连续稳定生产
2. 成本能否具备足够竞争力
3. 能否越过政策与市场壁垒,切入现有销售渠道
4. 如何赢得与其他替代燃料,如甲醇汽油的竞争

这些问题的解决有待于技术进一步完善,也有待于国家相关标准、政策的支持。总的来说,在解决好以上几个问题之后,以煤基醋酸为原料加氢制乙醇,将成为煤化工下一阶段的重点发展方向。而随着煤制乙醇的发展,全国范围内普及较低成本的乙醇汽油也将成为可能。

 

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