污染物控制和资源化利用

【中试放大】二氧化碳加氢制甲醇技术

发布时间:2021-11-18

  一、技术背景
  人类活动消耗的化石能源造成二氧化碳等温室气体大量排放,是造成气候变暖的主要原因。除了二氧化碳的捕获、封存技术外,实现二氧化碳的资源化利用也是解决二氧化碳排放问题的一个重要组成部分。甲醇是化学工业中最重要的基础原料之一,主要用于生产甲醛、二甲醚、醋酸等有机化工产品,也可用作生产烯烃(乙烯、丙烯),芳烃(苯、甲苯、二甲苯),汽油等化学品或燃料,从而部分缓解对于石油资源的依赖。此外,甲醇还是一种清洁能源,可以作为内燃机或燃料电池的燃料进行使用。将二氧化碳中的碳、氧资源进行利用,通过加氢合成甲醇可以实现碳资源的循环利用,使人类逐步摆脱对日益减少的化石能源的依赖,减轻环境负担,促进人类社会的可持续发展。另一方面,该技术可以与可再生能源电解水制氢、焦化工业或氯碱工业衔接,实现氢资源的储存。
  二、技术内容
  二氧化碳/氢气的混合气经计量、预热后引入装有催化剂的反应器,在一定的温度和压力下进行反应。反应后的物料液体部分经冷却后进行精馏,得到甲醇产品;尾气一部分进入压缩机循环,经计量后与新鲜气混合返回反应器,一部分放空。
  三、技术优势
  开发出了具有自主知识产权的高效催化剂,完成了实验室4000小时的催化剂寿命实验。同时解决了催化剂放大生产过程中的关键问题,实现了催化剂的公斤级制备放大实验,并完成了二氧化碳加氢制甲醇工业单管实验,实现了700小时的稳定运行,CO2转化率>60%,甲醇选择性>80%,催化剂的性能达到了国内先进水平。目前正在进行10万吨/年二氧化碳加氢制甲醇的工艺包开发。该技术将有力推动二氧化碳加氢制甲醇技术的产业化,从而为二氧化碳的资源化利用提供一条切实可行的解决途径。
  四、知识产权情况
  围绕该技术申请国家发明专利3项,授权2项:一种二氧化碳加氢合成甲醇催化剂及制法和应用CN103721719A,一种二氧化碳加氢合成甲醇催化剂及制备方法和应用CN103252241B)
  五、项目经济性评估
  生产1吨甲醇可以消耗约1.375吨二氧化碳。20万吨/年焦炉气为原料二氧化碳加氢合成甲醇的初步经济性评估结果显示,甲醇生产成本约为3800元/吨。若可再生能源电解水制氢成本为1.00元/Nm3,20万吨/年二氧化碳加氢合成甲醇过程生产成本约为3800元/吨。考虑到我国未来碳交易的实施,也将对二氧化碳加氢合成甲醇过程的经济性产生积极影响。
  六、合作方式
  技术转让、技术许可、合作开发。
  七、联系方式
  电话:0351-4041154,传真:0351-4041153,邮箱:liangchen@sxicc.ac.cn,hanxinyu@sxicc.ac.cn。

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