在中科院福建物质结构研究所(以下简称福建物构所)有这样一支科研团队,他们率先在国内将煤制乙二醇技术实现工业化,并于2008年4月将第一代煤制乙二醇技术转让给内蒙古通辽金煤化工有限公司,随后又着手开始新一代煤制乙二醇技术的研究和推广。日前,该团队负责人、福建物构所研究员姚元根在接受《中国科学报》采访时表示,他们开发的新一代煤制乙二醇技术改进了催化剂性能,在设备投资和经济效益上有很大优势。
基于此,他们还在贵州山区完成了千吨级的工业化试验。
福建物构所自20世纪80年代起就开始了相关基础研究。2005年起姚元根带领的煤制乙二醇技术团队与企业合作,攻克了以煤炭代替石油(乙烯)生产乙二醇的关键技术,成功开发了第一代煤制乙二醇成套技术。2008年后,为解决第一代技术在工业化应用过程中存在的一些问题,姚元根团队在国家多项重大研究计划的支持下,继续研发具有自主知识产权的新一代煤制乙二醇技术。
姚元根介绍道,相比于第一代技术,新一代煤制乙二醇技术进一步对工艺流程进行优化,加强环保和安全控制,降低催化剂贵金属负载量。新一代技术带来的是,催化剂性能显著提升,经济效益大幅提高。然而,在新技术的研发和推广过程中也暴露出一些问题。姚元根告诉记者,最初的研发任务重,而人员配置不齐,尤其是缺乏工程技术人员。
在技术推广阶段,姚元根团队意识到,实验室里的研究更注重科技创新,而工业示范应用则注重技术的系统性、实用性、稳定性和经济性。以催化剂为例,实验室研究要尽可能把催化活性做到更高,把贵金属使用量降到最低;而在工业化应用时,需要在性能、成本和稳定性三者之间寻找一个最佳平衡点,同时必须满足工程放大的可行性和安全性。
中试基地,为什么选择贵州?这是经过长期的考察和筛选后决定的。姚元根表示,贵州有丰富的煤炭资源和水资源以及廉价的电力,当地政府对新型煤化工产业有布局,希望打造一条“煤—乙二醇—聚酯—纺织—服装”的产业链,而煤制乙二醇正是整个产业链的龙头。经过一番技术攻关,2013年,新一代煤制乙二醇技术完成了实验室的小试和模试工作,并通过专家的技术论证,具备了中试的条件。
最近,国际原油价格大幅下跌,加上新冠肺炎疫情的影响,新一代煤制乙二醇技术的推广难度更大了。结合新形势,姚元根认为,当前煤制乙二醇技术产业化的瓶颈主要来自两个方面,其一便是受疫情和石油价格影响下的成本压力。其二是受下游市场对产品品质的要求和观念制约。面对挑战,姚元根团队给出了应对方案。