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全球CO2加氢制甲醇典型项目进展

所属分类:行业资讯发布于 2023-06-21 14:50:07被阅读158
目前,国内外均已开展较多二氧化碳加氢制甲醇项目。国外部分项目投产较早,已实现商业化,近些年又有新项目开工建设。相较之下,国内相关项目起步较晚,但发展迅速。部分国内项目引进外国技术,相关项目已经成功投产,部分采用国内自研催化剂的示范项目已成功运行。
 国外 CO2 制甲醇项目
(1)冰岛国际碳循环公司 (CRI) 建立了全球第一个将二氧化碳废气用作甲醇生产原料的工业规模生产设施。冰岛George Olah可再生甲醇工厂于2011年正式投入使用。该工厂采用CRI公司的Emissions-to-Liquids(ETL)技术,利用地热电厂可再生电力水解氢气,捕集电厂排放烟气中的二氧化碳并进行纯化,然后将二氧化碳和氢气在Cu/ZnO/Al2O3催化剂作用下进行反应生成甲醇,最后使用地热蒸汽进行蒸馏,完成净化和除水,产出成品级甲醇。该项目每年可利用约5600吨二氧化碳生产约4000吨甲醇。
此外,CRI正筹划在挪威北部Finnfjord硅铁厂附近建设一座新的甲醇生产工厂。该工厂将采用硅铁厂排放的二氧化碳和使用可再生电力电解水产生的氢气作为原材料,并基于CRI的液体排放 (ETL) 技术进行生产,设计年产甲醇10万吨。项目预计于2023年开工建设。
(2)美国Fairway Methanol公司位于得克萨斯州Pasadena,由日本三井公司和美国塞拉尼斯公司合资成立,主要经营甲醇生产。2021年3月,该公司宣布将利用回收的CO2作为生产甲醇的原料。项目建成后,将每年回收得克萨斯州临近工厂的18万吨CO2,增产甲醇13万吨。
(3)North-C-Methanol绿色甲醇项目位于比利时。项目于2020年启动,使用海上风电和63兆瓦的电解槽制取氢气和氧气,氧气用于当地的钢铁行业。风电制取的氢气与当地工业企业碳捕集得到的CO2生产甲醇,年产4.5万吨甲醇。
(4)瑞典电力燃料公司Liquid Wind和丹麦公用事业公司共同投资建设的名为FlagshipONE的绿色甲醇项目已经在瑞典东北部Örnsköldsvik市得到了环境许可,预计将于2024年投产,每年生产5万吨绿色甲醇。
FlagshipONE计划与附近热电厂合作,回收二氧化碳并进行循环利用,与可再生电力电解水产生的绿氢反应生产绿色甲醇。该项目主要服务于海事部门,为当地船舶提供绿色燃料。
除上述项目外,在北美和亚洲还有新项目正处于建设阶段。表2列举了目前国外二氧化碳加氢制甲醇项目情况。
国内 CO2 制甲醇项目
 
我国是全球最大的甲醇生产国和消费国,2021年甲醇总产能9738.5万吨,产量7816.38万吨,占世界市场份额的33.57%。表3列举了目前国内的二氧化碳加氢制甲醇项目情况。
2020年9月,世界首台5000吨/年二氧化碳加氢制甲醇工业试验装置在海南省东方市海洋石油富岛有限公司达到稳定运行。该项目采用了由中国科学院上海高等研究院团队构建的纳米限域结构的铜基催化剂,该催化剂具有高活性、高选择性和高稳定性的优点。
从经济角度来看,这一实验成果可以成功替代进口催化剂,使催化剂成本大幅度降低。技术上,该催化剂可显著提高CO2转化率,使得项目产能相比同类工艺提升约2%。该项目的两台装置每年可降低1万吨的CO2排放。
2020年1月17日,中国科学院大连化物研究所和兰州新区石化产业投资有限公司合作的首台千吨级太阳能燃料合成示范项目在兰州新区绿色化工园区试运行成功。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢和二氧化碳加氢合成甲醇三个基本单元构成,总占地约289亩,总投资约1.4亿元。该项目基于大连化物研究所李灿院士团队开发的两项关键技术,即电解水制氢和二氧化碳加氢制甲醇。
项目配套建设总功率为10兆瓦光伏发电站为制氢设备供能,通过2台1000 m3/h的电解水制氢设备,其制氢能耗低至4.0-4.2度电/方氢,是目前世界上规模化碱性电解水制氢的最低能耗。
二氧化碳加氢制甲醇技术则采用大连化物研究所李灿团队自主研发的固溶体双金属氧化物催化剂(ZnO/ZrO2),该催化剂可实现二氧化碳高选择性、高稳定性加氢合成甲醇。其中单程甲醇选择性大于90%,催化剂运行3000小时性能衰减小于2%。
2020年,安阳顺利环保科技有限公司二氧化碳制绿色低碳甲醇联产液化天然气(LNG)项目装置开始建设。该项目采用了冰岛CRI公司的专有绿色甲醇合成工艺和国内新型的焦炉煤气净化冷冻法分离LNG和CO2捕集技术。煤气经过压缩、净化、深冷分离、甲醇合成和精馏等工序,生产绿色低碳甲醇联产LNG。
项目位于河南省安阳市殷都区铜冶镇,于2020年7月开工。建成达产后,预计每年可综合利用焦炉煤气3.6亿Nm3,生产甲醇11万吨,联产LNG7万吨,并减少CO2排放0.44亿Nm3,具有良好的经济效益、社会效益和生态效益。该项目已于2023年2月投产。
2021年,江苏斯尔邦石化有限公司与冰岛CRI公司签署了协议,将建设一座年产15万吨的二氧化碳制甲醇工厂,形成“二氧化碳捕集利用-绿色甲醇-新能源材料”产业链。项目预计将于2023年投产。该项目通过对工业尾气中的二氧化碳进行回收和利用,采用冰岛CRI公司的ETL专有绿色甲醇合成工艺,将二氧化碳进行加氢合成甲醇。
之后,该项目将依托江苏帆船集团的甲醇制烯烃(MTO)装置和位于连云港的下游工厂进行深度加工,生产2万吨光伏面板的核心组件材料光伏级EVA树脂,并可生产5000万平方米的光伏膜。最终,该项目将实现装机量达到5GW的光伏发电,每年可产出60-90亿度电。
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