近日，世界最大、国内首套采用ETL Process CRI-MFE工艺的安阳顺利环保科技有限公司CO2加氢制绿色低碳甲醇联产LNG装置建成并实现全面投产。
图丨CO2加氢制绿色低碳甲醇联产LNG装置 · 鸟瞰图
9月下旬，上海电气电站集团生产制造的首套16万吨/年CO2捕集装置顺利开车并产出合格CO2产品，产品浓度99%以上，总硫含量低于30ppb，达到设计参数，标志着上海电气电站集团在碳捕集技术领域取得新突破。
上海电气电站集团为安阳顺利环保科技有限公司CO2制绿色低碳甲醇联产LNG项目提供胺法CO2捕集系统装置，捕集石灰窑烟道气中CO2与氢气合成绿色燃料甲醇，可实现CO2年捕集16万吨，是目前国内最大碳捕集及合成甲醇项目，对CO2捕集循环利用及实现碳中和目标具有重要意义。
该装置工艺路线以150℃石灰窑烟道气为原料，经降温除尘后进入吸收塔，通过有机胺溶液吸收烟道气内低浓度的CO2，吸收CO2富液再进入解析塔经加热解析出高浓度的CO2气体，经进一步净化后得到纯度大于98.5%的气体CO2产品。捕集出来的CO2气体用压缩机加压至0.7MPa送到后道工序，其中约60%CO2和焦炉煤气合成甲醇并联产液化天然气；剩余约40%产能为二期CO2液化提纯项目预留，产品为工业级液体CO2。
图丨CO2加氢制绿色低碳甲醇联产LNG装置
2022年9月6日，由北京众联盛化工工程有限公司工程设计、西安陕鼓动力股份有限公司总承包的安阳顺利环保科技有限公司CO2加氢制绿色低碳甲醇联产LNG项目一次开车成功，产出高品质的LNG产品。LNG产品的顺利产出，标志着焦炉煤气制LNG整体正式投运，为下一步绿色低碳甲醇产品的产出奠定了坚实基础。该项目以河南顺成集团有限公司产生的焦炉煤气及捕集的CO2作为原料，可综合利用焦炉煤气3.6亿Nm3年，生产甲醇11万吨/年和LNG7万吨/年，实现销售收入5.6亿元/年；通过合成甲醇，并减少CO2排放0.44亿Nm3/年，直接减排CO2约16万吨/年，相当于增加森林种植面积16万亩，折合106平方公里（间接减排60万吨CO2，相当于增加森林面积60万亩，折合400平方公里），具有良好的经济效益和社会效益，同时对我国减少碳排放、实现碳中和意义重大。
图丨CO2加氢制绿色低碳甲醇联产LNG装置液化分离界区
北京恒泰洁能科技有限公司为安阳顺利环保科技有限公司CO2加氢制绿色低碳甲醇联产LNG项目提供干燥液化分离系统的工艺包及界区内的设备供货和安装，并为绿色低碳甲醇装置提供了合格的氢气，并可联生产7万吨/年LNG产品。
2020年7月11日，安阳顺利环保科技有限公司CO2加氢制绿色低碳甲醇联产LNG项目开工仪式举行。该项目位于河南省安阳市殷都区铜冶镇南工业路，建成投产后将是中国第一套CO2加氢制绿色甲醇工业化生产装置，并且是目前世界上规模最大的CO2加氢制绿色甲醇工业化生产装置。
图丨CO2加氢制绿色低碳甲醇联产LNG项目开工仪式
2019年7月，河南顺成集团有限公司在官网上对安阳顺利环保科技有限公司利用CO2制绿色低碳甲醇联产LNG项目环境影响评价进行公众参与第一次信息公示。
安阳顺利环保科技有限公司CO2加氢制绿色低碳甲醇联产ING项目由吉利科技集团有限公司、河南省顺成集团煤焦有限公司、麦芬隆（上海）环境工程技术有限公司、河南省顺聚能源科技有限公司、安阳顺峰化工贸易有限公司共同出资建设。2019年该项目正式启动，利用河南顺成集团有限公司产生的焦炉煤气作为原料，生产甲醇并联产LNG，可大幅减少企业大气污染并充分实现资源的高价值综合利用；该项目所采用的工艺不同于目前常用的以CO为碳源与H反应合成甲醇的传统工艺，而是以工业废气中捕集的CO2为主要碳源和H2反应合成甲醇，采用国内新的焦炉煤气净化冷冻法分离LNG及CO2捕集技术，煤气经压缩—净化—深冷分离—甲醇合成与精馏等工序，生产绿色低碳甲醇联产LNG，可有效实现碳减排。相比于传统的焦炉气制甲醇，这种焦炉煤气生产绿色低碳甲醇并联产LNG的技术，是获得清洁能源的一个全新的、更加合理的焦炉煤气梯级利用技术。
安阳顺利环保科技有限公司CO2加氢制绿色低碳甲醇联产ING项目所引进的冰岛碳循环利用公司（CRI）专有的CO2加氢制甲醇技术（ETL Process CRI-MFE）处于国际领先地位，该项目建成后将是中国第一套CO2加氢制甲醇工业化生产装置，并且是目前世界上规模最大的CO2加氢制甲醇生产装置，对促进该工艺技术装置在我国的推广应用具有重大示范效应，对推动我国探索发展新的碳减排技术及大力发展“甲醇经济”具有重要借鉴意义。该项目还实现了氢能的利用与存储，而且作为产品的绿色甲醇燃料也是国家大力推广的新能源，整个项目与国家环境与能源政策和发展方向保持高度同步，将为安阳、河南直至全国的环境治理和能源发展起到良好的示范和带头作用。
图丨世界上第一座CO2加氢制甲醇装置
冰岛碳循环利用公司（CRI）与加拿大联合投资500万美元，利用ETL Process CRI-MFE工艺在冰岛建成的世界上第一座CO2加氢制甲醇装置已实现商业化运行。
· CO2加氢制甲醇 ·
CO2加氢制甲醇作为一种新兴的绿色化工技术，近些年在国内外发展较为迅速。丹麦托普索公司与德国鲁奇公司分别开发了CO2加氢制甲醇催化剂MK101和C79-5L并进行了中试。2009年日本三井化学公司建成了100t/年的二氧化碳制甲醇中试装置。2012年冰岛碳循环国际公司（CRI）在冰岛Svartsengi 建成了当时世界上最大的CO2基燃料厂，利用地热电厂电解水制取的氢和CO2反应合成甲醇，每年可消耗5600吨CO2并制取约4000吨甲醇，目前 CRI已经形成5万-10万t/年的CO2制甲醇标准化设计能力。三菱集团被日本政府新能源产业技术综合开发机构（NEDO）选定开展回收CO2加氢制甲醇的研究，以北海道现有的苫小牧炼油厂CCUS项目为基础，拟新增建设20t/d的碳回收甲醇合成装置。
1. CO2加氢制甲醇化学反应方程式
CO2加氢合成甲醇反应进气原料为CO2和H2，在反应器内可能发生的化学反应如下：
CO2+3H2＝ CH3OH + H2O (1)
CO2+H2＝ CO + H2O (2)
CO2+H2＝ CH3OH (3)
CO2+4H2＝ CH4 + 2H2O (4)
CO2加氢制甲醇反应中，温度、压力和H2/CO2比都是影响反应的重要因素，通过之前研究者的研究结果，最佳反应温度区间在373K-573K，反应压力在0.1-3MPa，H2/CO2摩尔比范围在2-10。
CO2加氢制甲醇是放热反应，随着温度升高，甲醇的选择性降低，因此温度升高对CO2制甲醇不利。由化学反应式可知，CO2加氢合成甲醇是摩尔数降低的反应，因此压力增加有利于反应的进行。
2. CO2加氢合成甲醇的原料的获得
原料CO2的来源主要来自于这些行业中的碳捕集，加氢制甲醇是对捕集CO2的资源化利用手段。
而原料氢气的来源可以有多种，即“灰氢”、“蓝氢”、“绿氢”，世界能源理事会将氢气分为三类：通过化石能源制备的“灰氢”、通过化石原料制备同时使用碳捕集封存技术制备的“蓝氢”、通过可再生能源制备的“绿氢”。区别在于CO2的排放，“灰氢”的制备伴随着CO2的排放，“蓝氢”虽然有碳捕集但无法彻底避免CO2的排放，只有“绿氢”才能真正实现零碳排放。
因CO2加氢制甲醇被视为减碳排的方式，所以若要实现真正的减碳，CO2加氢制甲醇的核心是使用“绿氢”。
3. CO2加氢合成甲醇的重要意义
对于CO2而言，本身是减碳排的目标，CO2加氢制甲醇是碳捕集及CO2的资源化利用，该工艺在减碳排的同时获得高附加值的化学品。
对于氢气而言，将可再生能源如风能、光伏等转化为电能进而储存在甲醇中，使能源便于储存和运输，提升化学能的利用率。
而对于产物甲醇而言，因甲醇是重要的化工原料中间产物，通过甲醇可以合成的化学产品体系庞大，通过CO2制甲醇，可以依托现有C1化工体系实现化工品的绿色制造。
4. 产业价值
CO2加氢合成甲醇工艺可以产生三大产业价值：
一是从工业生产中回收氢气和合成气，和CO2反应生成甲醇，增加产品价值，减少碳排放。
二是提高电厂利用率，利用供需不匹配而过剩的电能弹性电解水制氢，与CO2合成甲醇，不仅削峰填谷，提高设备利用率，而且增强了电网的稳定性，减少碳排放。
三是将可再生能源发电制氢，将石油和煤化工生产过程中捕集的CO2转化为甲醇，形成低碳运输燃料，没有碳排放。
