乙醇生产受限-纳米催化剂被寄厚望

目前工业需求的所有脂肪醇类中，只有乙醇还是靠农产品的发酵来生产。2014年我国燃料乙醇产量合计221.4万吨，主要由几个农产品发酵厂来完成的。《可再生能源中长期发展规划》中也明确提出，到2020年，燃料乙醇年利用量将达到1000万吨，按照目前情况，如果仅用发酵方式生产，那么这个目标则很难实现。发酵法乙醇发展受限农作物发酵法是乙醇的主要生产方法，占全球乙醇总产量的90%以上。我国的粮食和饲料消费量都很大，因此燃料乙醇发展最大的障碍就是与人争粮和与畜争食。每生产1吨燃料乙醇约需3.5吨粮食，尽管使用的是陈化粮，但也是对农用饲料的争夺。虽然可以使用纤维素类原料生产乙醇，目前很多厂商也在开发纤维素酶解制取乙醇，但是均没有实现产业化。而且，其需要高成本的水解酶或酸，废液产生量十分惊人，还有10%~40%的木质素难以降解。因此发酵法乙醇未来将难以生存。在这一背景下，毫无疑问，发展化学合成乙醇很有必要。化学合成乙醇突破难目前国内在建的和新投产的化学合成乙醇装置都是以醋酸和醋酸甲酯为中间物的路线。此外还有甲醇羰基合成直接合成乙醇、醋酸脱水制乙烯酮后加氢、二甲醚脱氢制环氧乙烷后加氢、甲醇同系化制乙醇等工艺路线。但这些工艺路线都未能实现工业化，其原因主要有以下几方面：工艺路线太长，导致生产成本太高。例如，醋酸和醋酸甲酯为中间物的工业路线太长，成本超过6000元/吨，无法与粮食乙醇匹敌。转化率或收率太低，一大堆副产品没有办法处理。例如，合成低碳混合醇路线有一半以上是其他醇类，大部分没有出路。催化剂太贵或副产品太多。例如合成气(CO+H2)合成低碳混合醇路线，用铑催化剂太贵。催化剂毒性太大，例如乙炔水合法，用汞或镉催化剂对环境的污染和对人体的毒害太大。工艺过程腐蚀性太强。如经C2H4合成乙醇的的两个方法都存在这个问题。这五方面最终都可以归纳为催化剂的问题，几十年来化学合成乙二醇的催化剂在科研上都没有突破。如果有一种合适的催化剂，从合成气开始，一步合成乙醇，就完全可以将成本控制在4000元/吨以下，不惧油价下跌，煤化工也就有了新出路，乙醇汽油大规模使用也将成为可能。纳米催化剂被寄厚望近年来科学工作者在纳米微粒催化剂的研究方面已取得一些结果，显示了纳米粒子催化剂的优越性。近期国内外催化界对纳米催化剂的研究，值得从事化学合成乙醇科研人员借鉴。其中一个十分有意义的例子是甲烷氧化偶联制乙烯，这是一个很简单的反应。传统的乙烯生产方法是石脑油裂解，由于石脑油的价格比较高，而国际上甲烷的产量很高，人们寄希望于用甲烷做原料来制取乙烯。但国内科研单位历经十余年的努力，终因副反应复杂难以控制，收率始终无法突破30%而告终。不久前美国Siluria公司借助美国麻省理工学院研制的新型纳米线状催化剂，在甲烷氧化偶联工艺上取得了突破。该催化剂活性提高了100多倍，可在低于传统蒸汽裂解法操作温度200℃～300℃的情况下，在0.5～1.0MPa压力下，高效催化甲烷转化成乙烯。这表明，目前使用传统催化剂的化工工艺正在受到纳米催化剂的冲击，化学合成乙醇的突破也应锁定纳米催化剂。我们可以期待：从合成气出发，在传统催化剂的基础上开发出纳米催化剂，有可能明显缩短工艺流程，提高反应活性、转化率和收率。用一个工艺上合理、经济上合算的工艺路线，实现合成乙醇的煤化学工业化，来代替粮食发酵得到的燃料乙醇。而要实现这些，我们的科研人员应尽快从成熟课题中突围出来，也就是说要'腾笼换鸟'，方能'凤凰涅槃'。需要从研究已久的成熟课题上腾出一部分力量来，投入到尚未工业化的工艺路线中去。skfjejwn现货原油返佣原油返佣怎么返的原油返佣网靠谱吗原油返佣是什么意思