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原油价格的持续低迷拉低了煤化工项目的经济性，如何改进技术提升项目盈利能力成为煤化工重要的科研方向。2017中国化工学会年会新型煤化工论坛代表在聚焦煤制烯烃等重大关键工艺的同时，还从催化剂、焦油利用、废水处理等环节入手，通过对这些具体技术细节的精雕细琢提升煤化工项目的经济效益。 二甲醚转产乙醇前景好 近些年市场上二甲醚需求量减少，导致国内二甲醚产能严重过剩，装置效益低下。但同时，2020年将会在全国推广使用乙醇汽油的消息则使乙醇前景看好。煤经合成气制二甲醚，再由二甲醚羰基化、乙酸甲酯加氢制备乙醇，其生产成本低于传统的生物质制乙醇，并具有更高的能源利用率和乙醇选择性，应用前景和经济效益都非常好。这条新型、绿色、环保的乙醇合成路线由此进入科研人员视野。 但该工艺过程中的副产乙酸对设备腐蚀性强，从产品中分离的能耗也很高，乙酸的存在还影响了产品纯度。国家碳一化学工程研究中心从该工艺的催化剂入手，着手降低乙酸杂质含量。科研人员首先采用水热合成法制备出丝光沸石分子筛羰基化催化剂，采用沉淀法制备出Cu/Zn/SiO2加氢催化剂；然后对其优化，以减少反应及最终产品中的乙酸含量，将乙酸选择性降至59%，同时乙酸转化率达到100%。 此举有效解决了二甲醚羰基化过程中的副产乙酸问题，同时还降低了设备耐腐蚀要求以及分离能耗，提高了无水乙醇的纯度，使装置投资和生产成本明显下降，提高了煤制二甲醚项目的经济效益。 煤焦油提取四氢萘价值高 煤焦油是煤热解的主要产物之一，近年我国煤焦油年产量已超过2000万吨，如何高效利用煤焦油成为研究热点。 目前煤焦油的主要利用方式是加氢制备燃料油，相对于早期直接燃烧这种粗犷的利用方式有了显著改进，但距离煤焦油物尽其用还有很大的提升空间。 煤焦油中含有众多石油化工中不能得到的高值产品，比如萘、菲、芘等，其中萘在煤焦油中含量可达8%~12%，是煤焦油加工的重要产品，如果将其分离出来再进行加工可以使其价值更高。四氢萘属于萘的加氢中间体，是一种重要的供氢溶剂，广泛应用于煤直接液化、煤沥青加氢和生物质液化等工艺中。与萘、十氢萘相比，四氢萘的价格更高，因此四氢萘的制备技术一直备受关注。 四氢萘的制备一般采用部分加氢方法，加氢制备四氢萘催化剂成为研究的热点。国内外在这方面开展的研究很多，目前加氢催化剂中使用较多的有贵金属、过渡金属硫化物、还原态过渡金属、骨架镍等。贵金属因价格高、抗硫性能差难以工业化；骨架镍的制备工艺较落后，比表面积较低，难用于大规模工业生产。 论坛上，西北大学对过渡金属氧化态催化剂的研究引起了大家的关注。与过渡金属硫化态催化剂相比，这种新催化剂制备简单，并且加氢产物中四氢萘的选择性高，是一种性能优异的加氢制备四氢萘催化剂。 科研人员还通过实验获得了该催化剂最适宜的制备和应用条件。该催化剂最适用共浸渍法制备；合适的金属负载量为24%，其中镍钼负载比为4∶20，煅烧温度为500℃；用于萘加氢制备四氢萘反应的最佳工艺条件为：反应温度200℃、初压6MPa、时间8小时，在此条件下萘的转化率为95.62%，四氢萘的选择性高达99.75%。 组合工艺处理废水成本低 煤制乙二醇是当前煤化工领域的投资热点，目前已有多种工艺路线，其中草酸酯加氢合成路线有较高的开发价值，并已经打通全部流程。但与其他煤化工项目一样，高盐废水处理也成为该路线面临的一个关卡，高昂的处理费用直接影响了装置的经济效益。 草酸酯法煤制乙二醇生产过程中的废水是一种高COD值、高总氮、高含盐废水，由于成分复杂，现有的生化法、催化氧化法、铁炭微电解法、蒸发浓缩等单一处理方法往往达不到预期要求，或者运行费用较高。西南化工研究设计院有限公司通过对几种工艺组合比对，找到了一种比较适宜的技术方案——铁炭微电解反应器+二氧化氯氧化组合处理工艺。 通俗地说，该工艺就是采用铁炭微电解反应将甲醇、草酸等大部分有机污染物去除，再利用二氧化氯的强氧化作用去除废水中残留的有机污染物。具体工艺流程是：废水经调节池均质后与92%硫酸混合进入pH调节池，调节pH至3；铁炭微电解采用固定床曝气方式，出水与二氧化氯混合，氧化结束后加石灰中和，沉淀去除铁离子和残留草酸，废水达标排放。 据介绍，该工艺运行稳定、管理简便，对高浓度废水耐受能力强，出水水质稳定、污泥量小，同时由于大幅减少了二氧化氯用量，相比其他工艺处理成本明显降低。
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