我国煤制乙二醇生产现状及存在的问题

第41卷第15期广州化工Vol 41 No. 152013年8月Guangzhou Chemical Industry2013我国煤制乙二醇生产现状及存在的问题巴换粉,穆立文,张岗,杜向前,乔风笙,张立刚(江苏中核华纬工程设计研究有服公司,江苏南京210019)摘要:分析了我国乙二醇的市场前景以及煤制乙二醇的生产现状,指出煤制乙二醇在我国具有很好的市场前景。探讨了煤制乙二醇发展中存在的问题,结合我国的生产技术和现状,对煤制乙二醇的发展提出了一些建议,认为应综合考虑煤制乙二醇的技术性和经济性,合理发展。关键词:煤化工;乙二醇;生产;技术中图分类号:TQ223.1文献标识码:A文章编号:1001-9677(2013)15-0036-03Present Status and Problems of Ethylene Glycol from Coal in ChinaBA Huan-fen, MU Li-wen, ZHANG Gang, DU Xiang-gian, QIAO Feng-sheng, ZHANG Li-gang(Jiangsu China Nuclear Industry Huawei Engineering Design and Research Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210019, China)Abstract The market prospect of ethylene glycol (EG )and technical progress of EG from coal were analyzed, andthe EG from coal with a good market prospect in China was pointed out. Combined with production technology and presentstatus of EG from coal, some problems of the development of EG from coal in China were discussed, and some opinionswere proposed. The technicality and economic efficiency should be taken into account as a whole, and the EG from coalshould be developed in an appropriate way.Key words: coal chemical industry; ethylene glycol; production; technology乙二醇是一种重要的有机化工原料,主要用来生产聚酯纤表1近年我国乙二醇进出口情况维、塑料、橡胶、聚酯漆、胶粘剂、非离子表面活性剂、乙醇进口量/(万va)出口量/(万Ua)胺以及炸药,部分用作溶剂、润滑剂、增塑剂和防冻剂等2005400.00目前工业上主要采用石油路线生产乙二醇。近年来,随着石油资源日益短缺,乙二醇的生产成本受石油价格波动较大,2006406.00加之我国乙二醇技术受制于国外,乙二醇产能增长缓慢,不能2007480.17满足市场需求,而我国煤炭资源相对较多,煤制乙二醇具有定的成本优势,并且在2009年初列入国家石化产业调整和振兴规划,因此煤制乙二醇逐渐成为我国煤化工发展的重点方向之一,是生产乙二醇产品的又一主要途径。本文对乙二醇市场727.01前景以及煤制乙二醇的生产现状进行分析,指出乙二醇发展中201296.53L.07存在的问题,并提出建议1我国乙二醇市场前景聚酯是我国乙二醇的主要消费领域,占总消费量的上3。近年来,我国聚酯行业发展迅速,2010年我国聚酯的产近年来,世界乙二醇生产能力主要集中在亚洲和北美地量约2267万t,对乙二醇的需求量达到717万t;2011年聚酯区。据统计,2011年,世界乙二醇总产能约2600万t,全球乙的产量约为2512万t,对乙二醇的需求量达到854万t;2012二醇出现过剩态势。但亚洲地区的产量却不能满足要求,我国年聚酯的产量达到3811万t,对乙二醇的需求量达到1296万t乙二醇长期供不应求,需要大量进口,自2002年以来进口依随着聚酯工业的发展,我国对乙二醇的需求量逐年递增。与此存度一直在70%以上。根据海关统计,200年我国乙二醇同时,虽然近几年我国乙二醇的生产能力和产量有较大增加进口量为664万t,2011年达到m27.01万t,2012年增加到但由于需求量的不断增长,产品自给率仍较低。2012年产品自7%653万,较去年同期进口量增长69.52万t,同比增长约给率仍不足40%,还需依靠大量进口,我国乙二醇生产具有很9.6%。近年,我国乙二醇进出口情况如表1所示21。好的市场前景。作者简介:巴换粉(1984-),女,助理工程师,主要从事节能环保相关技术的研究与设计工作。第41卷第15期巴换粉等:我国煤制乙二醇生产现状及存在的问题家正在积极准备新建和扩建乙二醇装置。由于煤制乙二醇具有2我国煤制乙二醇生产现状一定成本优势,在2009年初列入国家石化产业调整和振兴规2.1煤制乙二醇工艺路线划,随着工艺技术的愈加成熟,煤制乙二醇装置掀起建设小高目前,煤制乙二醇工艺路线主要有以下3种:截止2012年,我国投产的煤制乙二醇项目有5个,总产能(1)直接合成路线以煤为原料制取合成气(CO+H2),再由合成气一步直接为85万t;拟建和在建项目有22个,总产能为670万,其中合成乙二醇。合成气直接合成乙二醇工艺最早由美国杜邦公司正在建设的规模装置有12个,总产能285万t。我国煤制乙二于1947年提出“,此技术反应条件苛刻,需要催化剂和高温醇项目进展情况见表2。高压,至今未实现工业化。但它的进展还是很大的,如果能突表2我国煤制乙二醇项目进展情况破,使反应在较温和的条件下进行,将非常有竞争力5。装置所在地公司产能/(万Ua)进度(2)甲醇甲醛路线以煤为原料,通过气化、变换、净化后得到合成气,由合内蒙古通辽通辽金煤化工20投产成气制甲醇,然后甲醇制乙烯,乙烯氧化得到环氧乙烷,最后河南濮阳市河南煤业、通辽金煤化工投产由环氧乙烷水合法制取乙二醇。煤制烯烃在我国已有多个示范河南新乡市河南煤业、通辽金煤化工20投产装置在建设中,需要经过几年才能成为成熟的工艺路线。河南安阳市河南煤业、通辽金煤化工投产(3)草酸酯路线山东德州市山东华鲁恒升集团有限公司5投产以煤为原料,通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得内蒙古锡林博源投资内蒙古10(一期)在建到CO和H2,其中CO通过催化偶联合成草酸酯,草酸酯再加郭勒盟苏尼特碱业10(二期)拟建氢生成乙二醇。该工艺流程短,成本低,是目前国内最受关注内蒙古鄂尔多斯易高煤化科技在建的煤制乙二醇技术。内蒙古鄂尔多斯内蒙古开滦化工在建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年宇部化学与美国UCC公司联合发河南洛阳面津县河南爆业通辽金煤化工20在建明了常压气相合成草酸酯工艺67,但之后未见进一步报道河南商丘永城市河南煤业、通辽金煤化工在建我国从20世纪80年代开始介入该工艺的研究,2010年在世界河南省鹤壁市鹤壁宝马集团在建上率先完成了该工艺路线的成套技术,并实现了工业化生产陕西榆林市延长石油集团在建该路线作为石油路线的替代工艺具有大规模工业化前景。下新疆奇台县宝泰隆煤化工在建面重点介绍一下该工艺路线(工艺流程见图1)。山西省山西襄矿泓通煤化工在建贵州省黔希煤化工在建CH, O安徽省亳州市安徽三星化工有限责任公司20在建安徽省淮南市皖北煤电淮化集团10(一期)在建20(二期)拟建co7J催化偶联100(CH,OH内蒙古通辽通辽金煤化工40(二期)前期工作内蒙告中国新兴际华集团与乌兰集团50前期工作离提纯内蒙古鄂尔多斯惠生集团恒远化工前期工作图1煤制乙二醇工艺流程简图内蒙古鄂尔多斯华维能源20前期工作Fig 1 Process flow diagram of EG from coal内蒙古鄂尔多斯亿利资源集团30前期工作内蒙古鄂尔多斯东海新能源0×3前期工作草酸酯法生产乙二醇技术主要有两步内蒙古呼伦贝尔华电呼伦贝尔能源40前期工作第一步:一氧化碳催化偶联合成草酸酯陕西谓南市陕西煤业化工集团前期工作2CO+2RONO—→(C00R)2+2NO前期工作2NO+1/202+2ROH-+2RONO +H20河南省鹤壁市鹤壁宝马集团该步反应为CO和亚硝酸酯气相催化合成草酸酯,反应尾黑龙江双鸭山市国电盛世煤电有限公司前期工作气中的NO气体和氧气及醇类反应再生成亚硝酸酯回收循环使755用第二步:草酸酯催化加氢生成乙二醇3我国煤制乙二醇发展中存在的问题(COOR)2+4H2—→(CH2OH)2两步总反应方程式如下3.1技术问题2CO+1/202+4H2(CH2OH)2+H2O近年来,煤制乙二醇生产在我国掀起了一阵热潮,但是该该工艺路线为自封闭循环过程,反应条件温和,催化剂选技术尚未完全成熟,还存在一些技术难题择性高且稳定性好,所得产品质量好,三废污染少(1)催化剂的研发、制备与工业化应用;2.2我国煤制乙二醇建设情况(2)NO再生技术;我国乙二醇的生产能力远不能满足市场需求,国内一些厂(3)乙二醇精制技术;广州化工2013年8月(4)关键设备的工程放大,包括一氧化碳脱氢反应器、催乙二醇以其原料来源广泛、成本低廉、工艺流程短、技术经济化耦联羰基化反应器、亚硝酸酯再生反应器、加氢反应器性高等优势,具有很好的市场前景目前,虽然多家科研院所均已开发出催化剂,但存在强度(2)煤制乙二醇技术完善是关键。目前该技术总体处于商低、寿命短、稳定性差、贵金属组分含量与反应过程中热点控业化生产前期,应该大力致力于技术难题的攻关,不应急于大制难等问题;且乙二醇产品的总收率偏低,能否达到聚合级产范围推广,避免造成资源浪费。项目合作单位应在现有设施及品要求还有待检验。技术的基础上,逐步进行生产工艺优化,不断完善工艺技术3.2运输问题3)考虑到煤制乙二醇在技术、运输、经济性和产品纯度从原料资源保证的角度考虑,煤制乙二醇项目应设在新等方面的问题,煤制乙二醇的大规模推广仍需十分谨慎。客观疆、内蒙等煤炭丰富的地区,但是,我国乙二醇消费区域主要来看,建设煤制乙二醇项目前,应综合分析研究原油价格、煤集中在华东和华南一带,这样从生产地到消费低的物流成本和炭价格、运输条件、物流成本以及进口产品的竟争性等问题运输条件均有较大风险。如果项目建在乙二醇消费地区,煤炭避免盲目跟风,应根据实际情况合理选择投资地点,建立技术价格势必增加,从而导致生产成本增加。合作平台,提高煤制乙二醇产业的国际竞争力。3.3经济性问题参考文献煤制乙二醇的经济性受国际原油价格、进口乙二醇价格、[1)刘雨虹我国煤制乙二醇现状及面临的问题[门]化学工业,201煤炭价格、技术水平、生产成本等方面的影响29(1):13-14中东地区的生产企业采用廉价的乙烷裂解原料制造乙二[2]李王芳李明乙二醇生产技术进展及国内市场分析[J].上海化醇,其生产成本低廉,竞争力强,煤制乙二醇与其相比成本不工,2012,37(1):32-37占优势。根据内蒙古通辽金煤化工有限公司的实验数据,若煤[3]王钰我国煤制乙二醇发展的问题思考[].化学工业,20027价为750t,当油价不低于67美元/桶时,煤制乙二醇才具有成(6):17-20本优势[4]陈秀清杨润贤.乙二醇合成方法研究探讨[J].广东化工,2010,37国际油价直接影响乙二醇的价格,所以在低油价下,煤制(9):89-90乙二醇的经济性堪忧[5]赵宇培,刘定华,刘晓勤,等.合成气合成乙二醇工艺进展和展望[J].天然气化工,2006,32(3)3.4产品纯度问题[6 Fenton Donald M, Steinwand Paul J. Preparation of oxalates: US煤制乙二醇以煤为原料,工艺流程和催化剂也与石油乙烯3393136[P].1968-07-16法不同,从而造成乙二醇产品在品质上的差异,即煤制乙二醇7]周健飞,刘晓勤刘定华草酸酯法由合成气制备乙二醇技术研究中的杂质类型及含量不同于石油乙烯法乙二醇,所以即使生产进展[].化工进展,2009,28(1):47-50出的产品达到聚酯级要求,是否在聚酯生产中对产品质量产生[8]佚名,我国率先实现煤制乙二醇工业化[J精细化工原料及中间影响还有待检验。体,2010(1):42.[9]钱佰章.煤制乙二醇技术与应用[J精细化工原料及中间体,20124结论和建议(10):35-41[10]安学琴煤制乙二醇生产技术现状及产业化进展[J]山西化工(1)我国乙二醇生产能力不足,而市场需求量很大,煤制2011,31(4):24-26