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CO₂+H₂制備綠色低碳甲醇技術


編輯:2023-11-08 00:00:00

二氧化碳是造成全球變暖的禍首,但它作爲工(gōng)業原料的用途卻十分(fēn)有限。傳統的碳捕集與封存隻是把二氧化碳封存起來,不能實現再利用,并且投資(zī)較大(dà),收益甚微,不能從根本上解決二氧化碳的減排問題。因此,近年來開(kāi)發二氧化碳收集和再利用技術成爲熱點。

以二氧化碳爲原料,與氫氣反應合成甲醇,一(yī)方面可以利用CO2合成化工(gōng)原料,實現碳氫源的循環利用;另一(yī)方面可以與新能源電解制氫、氯堿等工(gōng)業銜接,實現氫資(zī)源的儲存,未來具有較爲重要的價值和意義。該技術曾經一(yī)度在全球引發關于甲醇經濟的廣泛探讨,其中(zhōng),比較有影響力的是1995年諾貝爾化學獎得主喬治·奧拉博士在其專著“跨越油氣時代甲醇經濟(Beyond Oil and Gas:the Methanol Economy) 中(zhōng)對于二氧化碳制甲醇技術進行了較爲詳細的闡述,且對甲醇在未來能源解決方案中(zhōng)的重要作用進行了重點說明。甲醇經濟的*大(dà)優點之一(yī)在于提供了靈活利用任何能源常規能源、可再生(shēng)能源和太陽能、化石能源來制備二氧化碳化學循環回收所需的氫氣,同時二氧化碳加氫制甲醇技術可以爲甲醇生(shēng)産和儲能提供一(yī)種全新而便捷的思路,具有重要的推廣價值。

作爲全球領先的冰島ETL(Emission to Liquid)技術,不同于傳統的合成氣(H+CO)制甲醇,反應的放(fàng)熱大(dà)大(dà)減少,反應更加溫和,副産物(wù)更少。整個生(shēng)産過程中(zhōng)的合成和精餾工(gōng)藝也更加簡潔*,而且二氧化碳作爲減排對象,通過ETL技術可快速實現減排的目的。

相比傳統甲醇合成技術,ETL甲醇裝置投資(zī)更少,能耗更低,是非常理想的減碳技術路線。

目前絕大(dà)部分(fēn)二氧化碳制甲醇工(gōng)藝的催化劑存在轉化率和選擇性較差的問題,爲此國内外(wài)一(yī)些企業與研究機構,如丹麥托普索(Haldor Topse)、日本關西電力公司(Kansai Electric Power)和三菱重工(gōng)(MitsubishiHeavy Industries)、德國魯奇公司(Lurgi)、韓國科學技術研究院(KOREA Institute of Science andTechnologyKIST)等均在攻關*催化劑及相應技術。據報道,日本三井化學株式會社于2009年斥資(zī)1600萬美元建成全球首套100/年二氧化碳制甲醇中(zhōng)試裝置并獲得成功,目前尚未見到其公開(kāi)的工(gōng)業化運行裝置。

國内在二氧化碳加氫制甲醇技術方面也展開(kāi)了相關研究,如中(zhōng)科院上海高等研究院與上海華誼集團合作開(kāi)展二氧化碳加氫制甲醇工(gōng)業化技術的研發,在完成了近1200小(xiǎo)時連續運轉的單管試驗的基礎上,2016年項目研發團隊與設計部門完成了10-30萬噸/年二氧化碳制甲醇技術工(gōng)藝包的編制,但是目前尚未見工(gōng)業化運行裝置。中(zhōng)國科學院大(dà)連化學物(wù)理研究所李燦院士及其團隊在CO₂催化加氫制備液态燃料含甲醇的催化劑研究方面取得了一(yī)定進展,2020年在蘭州開(kāi)展過中(zhōng)試到工(gōng)業化示範的相關技術研究和工(gōng)業示範裝置建設籌劃。

目前全球******工(gōng)業在産的二氧化碳加氫制甲醇項目是冰島碳循環利用公司(Carbon Recycling International簡稱CRI)開(kāi)發的ETL工(gōng)藝技術,通過以地熱發電産生(shēng)的電經電解水制氫,同時從工(gōng)業尾氣中(zhōng)回收提取二氧化碳,然後經CRI公司專有的ETL專利工(gōng)藝合成綠色低碳甲醇。該套裝置于2012年投産,初期甲醇産能爲1300噸,2014年通過技術改造和升級,将甲醇産能擴展到4000噸。截止目前,該裝置已經穩定運行了10年,積累了豐富的數據,爲大(dà)型工(gōng)業化示範和技術推廣奠定了良好的基礎。202210月,采用ETL技術的中(zhōng)國河南(nán)安陽10萬噸級綠色低碳甲醇項目成功投産,成爲中(zhōng)國首套、全球規模*大(dà)的二氧化碳制甲醇工(gōng)廠。20239月份全球第二套十萬噸級二氧化碳制甲醇項目,江蘇盛虹集團斯爾邦石化即将投産。

CRI公司ETL技術具有如下(xià)特點:

·  全球首套成功實現工(gōng)業化應用的技術

·  工(gōng)藝路線簡潔優化、環保節能

·  全自動生(shēng)産控制

·  工(gōng)藝操作彈性寬

·  光伏、風電、水電等可再生(shēng)能源化學儲能的有效解決方法

·  催化劑性能及工(gōng)藝技術穩定性經過商(shāng)業實踐考驗

·  正在實現規模更大(dà)的單線生(shēng)産技術工(gōng)藝包

·  裝備制造幾乎全部實現國産化

·  具有獨特優勢的投資(zī)低與低運行成本

與傳統的植樹(shù)造林減少溫室氣體(tǐ)的排放(fàng)相比,綠色甲醇項目的模拟光合作用吸收二氧化碳的能力更強,10萬噸甲醇項目可直接消納吸收15萬噸二氧化碳,等同于15萬畝森(sēn)林一(yī)年的二氧化碳吸收量大(dà)大(dà)減少了植樹(shù)造林的占地面積,具有良好的溫室氣體(tǐ)減排*。

 


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