煤制乙二醇生产技术现状及产业化进展

第 31 卷第 4 期 2011 年 8 月山西化工Vol． 31No． 4SHANXI CHEMICAL INDUSTRYAug． 2011综述与论坛煤制乙二醇生产技术现状及产业化进展安学琴（ 赛鼎工程有限公司， 山西 太原 030006） 摘要： 分析了国内外乙二醇生产与消费情况， 介绍了主要的煤制乙二醇技术研发情况， 指出拥有我 国自主知识产权的煤制乙二醇技术已在全球率先实现了工业化应用。介绍了我国煤制乙二醇产业 化进展及在发展过程中应考虑的问题， 认为应全面考虑煤制乙二醇的技术性和经济性， 适度发展。 关键词： 煤化工； 乙二醇； 产业化 中图分类号： TQ522． 6 文献标识码： A 文章编号： 1004-7050（ 2011） 04-0024-03引言利用我国相对丰富的煤炭资源生产重要的化工190 万 t 到 2010 年的 770 万 t， 平均年增长率为 18． 4% ， 我国 但仍不能满足国内市场需求。从 2002 年开始， 进口依存度一直在 70% 以上。据统计， 2010 年， 我 总 产 国乙二 醇 生 产 企 业 16 家， 产 能 321 万 t， 量 286 万 t， 表观消费量 949 万 t， 供应不足仍较严重。 预计2012 年， 我国乙二醇需求量将达到 1 050 万 t， 仍然存在较大的缺口。 国内产量 350 万 t，少气、 富煤” 的能 基础原料乙二醇， 符合我国“贫油、 源国情， 能有效地缓解我国乙二醇产品供需矛盾， 对 于我国能源的合理利用、 减少对石油的依赖具有深 远的意义。1国内外乙二醇生产与消费概况［1-3］乙二醇（ ethylene glycol， 简称 EG） 是最简单和22． 1技术研发情况［4］技术路线 乙烯路线 目前， 国内外大型乙二醇生产主要采用石油裂重要的脂肪族二元醇， 主要用于生产聚酯、 防冻液 等。近年来， 世界乙二醇生产能力主要集中在亚洲 和北美地区。据统计， 2010 年， 世界乙二醇总产能 约 2 500 万 t， 全球乙二醇出现过剩态势。但亚洲地 区的产量却不能满足要求， 我国乙二醇长期供不应 求。2010 年， 我国进口量达 664 万 t。据亚化咨询 公司 预 测， 2011 年， 国 乙 二 醇 的 进 口 量 将 达 到 我 700 万 t。中东是乙二醇出口的主要地区。 聚酯是我国乙二醇的主要消费领域， 占总消费 量的 90% 以上。随着聚酯工业的发展， 对乙二醇的 需求量逐年递增。我国乙二醇的消费量从 2000 年的收稿日期： 2011- 20 04作者简介： 安学琴， 1963 年出生， 女， 1986 年毕业于天津大学， 高级工 程师， 从事化工技术信息及期刊编辑出版工作。2． 1． 1解的乙烯， 经氧化得到环氧乙烷， 环氧乙烷水合得到 乙二醇。该技术较为成熟， 但存在依赖石油资源， 过 能耗大、 成本高的缺点。 程水耗大、 2． 1． 2 煤路线 以煤为原料制备乙二醇，

主要有 3 条工艺路线： 1） 以煤气化制取合成气（ CO + H2 ） ， 再由合成 气一步直接合成乙二醇。此技术的关键是催化剂的 选择， 但至今未实现工业化。 2） 以煤气化制取合成气， 由合成气制甲醇， 甲 醇制乙烯， 乙烯氧化得环氧乙烷， 最后环氧乙烷水合 制乙二醇。煤制烯烃在我国已有多个示范装置在建 设中， 需要经过几年才能成为成熟的工艺路线。 3） 以煤气化制取合成气， 催化偶联合成草 CO2011 年 8 月安学琴， 煤制乙二醇生产技术现状及产业化进展· 25·酸酯， 再加氢生成乙二醇。目前， 中科院福建物构所 的 研 究 已 解 决 了 许 多 关 键 性 科 学 问 题， 成 了 完 20 万 t / a 工业装置的建设， 并试车成功。 2． 2 2． 2． 1 CO 氧化偶联法制乙二醇 主要过程和反应 4NH3 + 5O2 →4NO + 6H2 O C + H2 O →CO + H2 见式（ 3） ～ 式（ 5） ： 2CO + 2RONO →（ COOR） 2 + 2NO 2NO + 1 /2O2 →N2 O3 N2 O3 + 2ROH →2RONO + H2 O 2CO + 2ROH + 1 /2O2 →（ COOR） 2 + H2 O 草酸酯加氢制乙二醇见式（ 7） ： （ 3） （ 4） （ 5） （ 6） （ 1） （ 2） 氨氧化和合成气的制备， 如式（ 1） 和式（ 2） ：的开发。目前， 正在上 1 万 t / a 乙二醇工业实验装置。 自 1995 年开始， 华东理工大学对合成气制乙二 醇技术进行了研究， 现已达到可工业化水平， 并掌握 了一系列包括催化剂在内的关键技术， 与上海景浦 安徽淮化集团三方合作， 2010 化工技术有限公司、 年 12 月， 千吨级煤基合成气制乙二醇中试项目开车 成功。 此外， 天津大学进行了多年的 CO 氧化偶联法制 乙二醇方面的研究， 浙江大学对合成草酸二乙酯进行 了研究， 其他多家研究单位也都有相关的研究及中试。羰基合成反应和 NO 循环利用的氧化酯化反应3产业化进程［5］由于采用乙烷生产技术， 中东生产的乙二醇成CO 催化偶联合成草酸酯的总反应见式（ 6） ：本远远低于国内产品， 对我国以及世界的乙二醇产 业形成很大的冲击。因此， 如果我国煤制乙二醇工 业化推广能够成功， 将对我国能源安全和聚酯产业 的发展产生重要而积极的影响。 2009 年 12 月， 全球首个煤制乙二醇工业示范 项目——内蒙古通辽金煤化工有限公司 20 万 t / a — 项目打通全流程， 探索出工业化的路线， 在国际上率 先建成高效稳定运行的煤制乙二醇工业示范区项 目， 并生产出符合国际标准（ GB464993） 优级品指 标的乙二醇产品。 2011 年 1 月， 安徽东华工程科技股份有限公司 与黔西县黔希煤化工投资有限公司签定了 30 万 t / a 乙二醇项目总承包合同， 合同工期 26 个月， 合同价 格超过 30 亿元。 2010 年 10 月， 由东

华工程科技公司总承包的 博源投资集团内蒙古苏尼特碱业公司 20 万 t / a 煤 制乙二醇项目全面开工建设， 预计总投资 23 亿元， 分 2 期建设， 2012 年底进行投产试车。 近期成功签约的唐山 60 亿元乙二醇项目， 由中 科院唐山中心及相关机构计划， 在开发区投资建设 聚丙烯及乙二醇项目， 项目建成后可实现 40 万 t / a 聚丙烯和 60 万 t / a 乙二醇， 实现销售收入 120 亿元。 2011 年 5 月， 河南煤化集团 20 万 t / a 乙二醇项 目关键设备进行了安装。该项目的主装置采用河南 煤化集团拥有自主知识产权的煤制乙二醇合成技术， 配套装置采用国内先进、 适用、 安全可靠并有工业化生 产经验的技术组合， 总投资 17． 21 亿元， 预计 2011 年底 可实现销售收入 12． 5 亿元 / a。未来几 投产。届时， 年， 河南煤化集团将以 20 万 t / a 煤制乙二醇项目为 龙头， 在河南省建设 100 万 t / a 的煤制乙二醇生产 基地。（ COOR） 2 + 4H2 →（ CH2 OH） 2 + 2ROH （ 7） 煤制乙二醇的总反应见式（ 8） ： 2C + 2H2 + H2 O + 1 /2O2 →（ CH2 OH） 技术路线总反应示意如下： 煤炭 + 空气 + 水→乙二醇 2． 2． 2 国内外研发概况 1966 年， 美国联合石油公司首先开发出液相合 成草酸二酯技术， 未能工业化。1978 年， 日本 Ube 兴产公司和美国 UCC 公司联合开发了通过草酸丁 酯合成乙二醇的工艺路线， 可使乙二醇的选择性达 到 95% 。但是， 国外煤制乙二醇技术均未得到大型 工业化应用。 中科院福建物构所经过近 30 年的研究， 开发了 拥有我国自主知识产权的以煤代石油乙烯合成乙二 醇的新工艺， 创新性地解决了规模化制备催化剂质 量稳定性提高、 工业 CO 催化脱氢净化反应速率和 传热的有效控制、 同时氧化酯化反应效率的提高 CO 等关键性科学问题， 2011 年 3 月 29 日通过了专 于 家组验收， 并采用煤制乙二醇成套技术， 建成了世界 上第 1 套 20 万 t / a 工业示范项目。 西南化工技术研究院研发的“草酸酯加氢制乙 二醇催化剂及工艺开发” 项目， 成功地开发了 Pd 系 CO 偶联催化剂和 Cu 基加氢催化剂及其配套工艺 技术， / a 中试验证表明， 15t 该项目具备工业放大的 基础条件。 从 2004 年开始， 上海焦化有限公司与华东理工大 学等单位合作共同开发煤基乙二醇技术， 对羰化催化 剂和加氢催化剂进行了研制与开发， 并完成了工艺包2（ 8）· 26·山西化工2011 年 8 月面对我国煤制乙二醇技术开发和项目投资热 潮， 有关专家强调， 煤制乙二醇的生产成本、 工艺技 术以及装置实现稳定运行的可靠性， 将是煤制乙二醇 国 技术是否具有竞争力的关键。2011 年 4 月 12 日，

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