参天水利资源工程研考会《工作通报》No.2004-42            2004年11月1日
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吉林大学化学院：化害为宝 - 二氧化碳加氢制甲醇

 - 吉林调研访谈纪要之九

编者按：2004年8月13日上午，课题组邓英淘、周介文和薛玉炜与吉林大学化学院王静媛教授座谈。本文根据录音和笔记整理，未经本人审阅，错误遗漏之处由编者负责。

课题组：听说吉林有一个30万吨玉米乙醇的项目，它的生产情况和后续开发怎样?

王静媛：这个厂是2003年投产的，规模是60万吨乙醇，目前只开车了一条生产线（30万吨），但由于市场等因素，目前年产量也就是十来万吨吧。就这条线而言，按照把玉米吃光喝净这个原则，这个企业的产品有这么几个部分，第一部分就是30万吨乙醇，它需要的玉米原料是90万吨，乙醇产量约占原料的三分之一。第二部分，生产出乙醇后的剩余物占三分之二，可用来生产饲料和肥料，饲料的生产已经开始了。这个企业没有利用的部分就是二氧化碳气体，目前这些气体都是对空排放了。有多少乙醇就有多少二氧化碳，这对环境是个污染。这是一个最大的问题，他们也比较着急。以为其他剩余物做成肥料和饲料，都可以利用起来。
　　从目前的情况看，把二氧化碳用起来有两种办法：一是做成可降解的塑料，这个技术国内有，国际上丹麦也有，实际上是把二氧化碳做成环氧乙烷或环氧丙烷，再制成碳酸脂，这个技术，我们手里有技术专利，也知道该怎么做，听说国内已经有人做出来了，中科院和应用化学研究所都在做这个东西。
　　第二条技术路线就是在二氧化碳气体中加氢做成甲醇。甲醇在国内是一个短缺产品，基本都从国外进口。甲醇生产出来之后，既做燃料，也可做化工产品和医药产品，它的应用领域很广。也就是说吉林乙醇厂现在就可以利用这种方式把目前排空的二氧化碳利用起来。我现在的想法是：吉林大学、吉林乙醇厂、长春的江南研究院和成都一家研究院联合向国家申请二氧化碳高压加氢生产甲醇的研究项目，因为这还需一笔研究费用。只要二氧化碳这个问题一解决，其他问题就好办了，比如说从玉米里提取蛋白、淀粉，这些技术在国内都很成熟了。唯独我们现在想做的这个工作还有一定难度。

课题组：为什么不把二氧化碳做成可降解塑料呢？不是已有这方面的专利技术吗？

王静媛：在这方面的设备投资比较大，目前吉林乙醇厂的利润很不乐观，国家可能一时也拿不出更多的钱。目前这个企业和省里的关系很微妙，好象没有在振兴东北老工业基地上借到什么光，他们是属于中石油的企业。自燃料乙醇项目下达之后，我们已做了不少前期工作，主要是汽油、柴油加乙醇的研究。汽油醇我们国家在1999年已开始推广，河南是第一个，吉林是第二。我省是2003年开始推广汽油醇，即在汽油中加10％的燃料乙醇。与此同时，我们也做了柴油乙醇的研究工作，我们和吉林乙醇厂在2002年加入了中石油的柴油醇的科研项目。这个项目要解决的问题是：一是燃料乙醇与柴油相互融解的问题（在汽油上不存在这个问题），为此要加入一种助融剂（否则二者是分层的）。我们要解决的有三个问题：一是找到一种切实可行的助融剂，二是解决它的储存以及对油品的影响等等，三是对生产工艺过程进行研究。我所做的是研制助融剂。中国石油大学做的是油成份分析，吉林江南研究院做的是助融剂如何生产。项目由吉林乙醇厂牵头。我们研制助融剂的工作已经完成，上个月开了鉴定会。
　　这个工作完成之后，又有新的问题产生。即柴油的闪点比较高，而乙醇的闪点比较低，这样在一般的储存条件和工作条件下，对柴油机点火带来一定麻烦。首先，这为储存带来不便。因为闪点低，储存就不安全，如果改造成象汽油那样的储存，就需要一大笔开支，这样使用柴油醇的成本就增加了。我现在要做的科研工作就是想办法提高乙醇的闪点，从17摄氏度提高到65~70摄氏度，用化学方法。但这个工作难度很大，能解决到什么程度，不知道，因为国际上没有人做过类似的研究。但由于我们国家很快就要推广柴油柴油醇的使用，所以这项工作非常重要。另外，就是储存问题。汽油是采用地上罐，而柴油是采用地下罐，如果乙醇的挥发点很低，一旦挥发就会出现事故。
　　还有一个问题，在我们台架实验中发现，柴油醇的二氧化碳排放量确实降低了，但氧化氮物的排放却增加了，原因在于现在的柴油机使用柴油醇的燃烧不充分，这样就要在柴油机上作些工作。现在我们国家很快就要采用欧Ⅱ标准，而欧洲国家2005年要采用欧Ⅲ标准。

课题组：我们国家汽、柴油使用构成如何？

王静媛：我们国家汽、柴油目前使用量是7000万吨。柴油与汽油的使用比例是2比1。但我们国内柴油与汽油的生产比例是1比2，因此在国内推广柴油醇的意义更大。欧洲大体是1比1，因为我们国内的催化、裂化产品装置决定了，只能是这样了。我们国家生产的柴油少，但使用量却很大。
　　最后一个问题是价格，如果每吨柴油加入1.5~2％的助融剂（每吨助融剂最便宜是0.8万元，最贵是一万元），折150元，每公斤柴油多个一毛多钱，老百姓可以接受。因此现在柴油醇的闪点问题非常关键。依我来看，我们国家柴油醇的研究和推广意义很大。
　　我参加过洪虎省长召开的一次会议，研究农作物秸杆如何转变为乙醇的问题，丹麦有类似的技术，但有个成本问题。目前我最想做的就是利用二氧化碳气体催化加氢制成甲醇的项目，前期工作搞得差不多了，想向国家有关部门呼吁支持后续研究。而且现在吉林化工就有氢气，这样它和吉林乙醇厂一结合，就变害为宝了，这尽乎是一个无本生意。甲醇脱水以后就是二甲醚，这就可以成为汽车燃料。现在吉林乙醇厂一吨才卖三千多元，国家对它有补贴。吉林乙醇厂下一步一是要用好二氧化碳，二是要搞优质蛋白饲料，三是用好玉米淀粉，如乙二醇是重要的化工原料，可作化纤、塑料、药品乃至食品。

课题组：现在燃料乙醇刚开始推广，市场销路一时还打不开，因此吉林乙醇厂的生产负荷无法很饱满，这样成本就高了，能不能用乙醇生产乙烯，这有成熟的工艺线路，而乙烯又是最重要的化工原料，是衡量化工强国的一个基本指标。如果在经济上核算，乙醇厂的生产规模就上去了，成本也就下来了，而乙烯目前不存在市场问题。这样，将来乙醇市场好，就多生产乙醇，乙烯市场好就多生产乙烯，两头吃。然后再用二氧化碳做可降解塑料和甲醇，就吃住三头了。

王静媛：你说的这个有道理，提醒了我，我原来一门心思研究二氧化碳加氢的问题，没想到这条线路。实际上，这对我们搞化学的人来说很简单，只要用浓硫酸把乙醇脱去一个水分子就变成乙烯了，而且这种设备也很一般，国内哪儿都能生产，浓硫酸国内也很多。但以前为什么没有人大规模地这么干，是不是生产成本上有问题。

课题组：以往石油便宜，1973年以前不到两美元一桶，现在都40多美元了，从长期看，每过十年，石油就要上升八个美元。这样，用植物生产乙醇，再加工成乙烯，相对成本就越来越低了。另外，从农作物中提取乙醇的生产成本正在走上下降通道。

王静媛：看来，这个项目真还值得进行研究。


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