7月的榆林，骄阳似火。位于榆神工业园区的50万吨/年煤基乙醇项目现场，管廊纵横，塔基高耸，有工人忙着给管道包裹隔热材料，有人员顶着烈日指挥吊装设备运转。跟随工作人员爬上一座接近50米的“高塔”，记者汗流浃背，一路歇了好几次。

  “这叫羰基化反应装置，整个工程的核心之一。我们巡检人员每天都要仔细检查，爬上去是家常便饭了。”陕西延长石油榆神能源化工有限公司（以下简称“榆神能化”）总经理郭尊礼介绍，继6月30日建成中交后，项目将在9月打通全流程、正式投入生产。“距离目标越近，大伙儿越是丝毫不敢放松。”

  全球最大、完全自主——该项目标志着乙醇生产将迈入大规模工业化时代。除了制油制气，生产烯烃、乙二醇等产品，煤炭在我国多了一个清洁高效利用的新途径。

  乙醇即无水酒精，作为公众接受度最高的基础化学品，被大范围的应用于工业、医疗及日常生活中，长期以来主要是通过粮食发酵制取。既然已有成熟工艺，为何又要研究新路线？

  中国工程院院士、中科院大连化物所所长刘中民和记者说，传统靠谷物、蔗糖、薯类发酵制乙醇，存在与人争粮、与人争地风险，以粮食为原料的路线并不适合在我国大范围推广。“比如，乙醇是世界公认的清洁环保燃料、油品质量改良剂。早在2017年，国家便提出普及乙醇汽油，至今未能大面积使用，主要就是产量受限。按照2021年全国汽油表观消费量1.4亿吨，乙醇添加比例10%计算，需要燃料乙醇1400万吨，当年实际产量仅有约300万吨。”

  缺口只能以“非粮”路线填补。但据记者了解，利用秸秆等生物质资源制乙醇，尚处于研发阶段；乙烯水合法成本比较高，还会增加石油对外依存度。基于我国以煤为主的能源结构，煤基路线被寄予厚望。

  固体燃料如何变成透明液体？简单说，煤先经气化制合成气，然后转化为甲醇，再通过脱水、羰基化、加氢等步骤合成乙醇。“合成气直接制乙醇前期不是没人研究，但反应过程需要贵金属催化剂，成本高、产物选择性低，设备易腐蚀，煤基乙醇一直是世界级难题。”刘中民称，新路线使用分子筛催化剂和铜基催化剂，突破贵金属催化剂的制约。“已有路线的产物基本是乙醇和水的混合物，两者分离困难，能耗高。而新反应体系的关键步骤不产生水，分离后直接得到无水乙醇，环境友好且成本低。”

  榆神能化总工程师高有智算了一笔账：年产乙醇50万吨，即每年转化低阶煤150万吨。“按照3吨粮食生产1吨乙醇测算，一年相当于节约原料粮150万吨，这是榆林市粮食全年产量的65%。”

  一项新技术想从“幕后”走到“台前”，面临着工业化过程中的重重挑战，该过程一般不少于10年。“从2010年展开基础研究，到2017年实现工业示范，我们用了6年多时间。”项目核心成员、大连化物所研究员朱文良称，完成实验室中试后，设计和建设了一个年产10万吨的煤基乙醇工业示范项目。

  “中试试验相当于在实验室模拟工业化全流程，但真正进入实践阶段，不只是放大这么简单。”朱文良举例，从小试到中试，催化剂装填量由1克增至100克，再到10万吨乙醇装置单个反应器需30吨催化剂，足足放大30万倍。从实验室到工业化，催化剂的形状、规模及反应条件等均发生明显的变化。没有成熟经验可参考，研究组决定自己做，5位科研人员带着15位工人一干就是4个多月。“2017年1月11日，具有我国自主知识产权技术的全球首套工业示范项目打通全流程。一次投产成功，无水乙醇产品纯度达到99.71%，我国率先拥有了设计和建设百万吨级大型煤基乙醇工厂的能力。”

  在10万吨项目的基础上，正在开发的50万吨煤基乙醇项目已是当前全球规模最大。“若使用国外成熟设备，过程或许容易，但始终受制于人。”郭尊礼表示，除了具有完全自主知识产权技术，整套装置也要国产化。“比如气化装置是乙醇项目的工艺龙头，采用国际领先的航天炉粉煤加压气化技术。在1380摄氏度高温下，煤炭经过气化，成为后系统所需的粗煤气，碳转化率高达99%。”

  站在羰基化装置顶上俯瞰全厂，整洁的道路旁绿树郁郁葱葱。“工业废气回收后脱硫、脱硝处理，达到超低排放标准；建成污水零排放系统，特别是难处理的含盐污水，通过蒸发、结晶、分盐实现环保处置。”高有智称，“用煤不见煤、用水不排水”成为现实。

  对此，中科院大连化物所和榆神能化做了反复测算分析：按照粮食发酵法，即使不考虑原料涨价因素，生产所带来的成本也在5000元/吨左右。实现大型化的煤基乙醇工作，成本约为3500元/吨。“乙醇便于运输储存，能够方便灵活地生产高纯乙烯，进一步向下游生产精细化工品。该路线的中间产物乙酸甲酯也是大宗化学品，可以按市场需求及时作出调整产品结构。利用该技术，还能将大量过剩的甲醇厂改造成乙醇工厂，调整产业体系、释放产能。”朱文良称。

  来自市场的认可是最好证明。记者通过调查了解到，全国范围内目前已签订10套技术许可合同，乙醇产能累计达到295万吨/年。除了榆林，拟建项目分布在安徽、新疆、河南、山东等地。据保守预估，“十四五”期间，乙醇技术的许可合同累计产能可达到400万吨/年，对应产值达250亿元。

  在多位业内人士看来，其更是开辟了第四条煤基化学品生产路线。以煤为原料，继当前生产烯烃、芳烃及乙二醇等主产品之外，一个年产值超百亿元的新型细分产业正在形成。“出于自身特性，煤炭最适合用来生产含氧化合物，乙醇恰恰属于这类理想产品。这样也是发挥煤炭自身所长，与石油化学工业形成互补，共同保障供应链安全。”刘中民表示，在煤基乙醇生产的全部过程中，二甲醚、乙酸甲酯等中间产品，均能够准确的通过需要直接投放市场，也能更加进一步加工利用，反应生成其他精细化学品。技术链、产业链不断丰富，符合煤化工产业走向高端化、多元化、低碳化的发展要求。“保障国家粮食安全、能源安全，带动煤炭清洁高效利用，可以说煤基乙醇起到一举三得的作用。”

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  夯实能源安全供应保障基础国家能源局煤炭司司长刘涛习在党的二十大报告中强调，“深入推动能源革命，加强煤炭清洁高效利用，加大油气资源勘探开发和增储上产力度，加快规划建设新型能源体系，统筹水电开发和生态保护，积极安全有序发展核电，加强能源产供储销体系建设，确保能源安全”。立足

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