煤制乙二醇产业现状

转化利用国科技核心期刊矿业类核心期刊媒制乙二醇产业现状王育红,谷小虎(中国平煤神马能源化工研究院,河南平顶山467000)摘要:乙二醇是一种重要的有机化工原料,主要以石油为原料进行生产。中国特殊的能源结构使煤制乙二醇研究热度日益高涨。阐述了3种煤制乙二醇工艺路线及优缺点,详细介绍了CO催化偶联法制乙二醇生产技术。通过分析国内乙二醇的供需形势、投资建设情况,认为煤制乙二醇拥有成本优势,具有一定的竞争力,但不可盲目开发投资,谨防产能过剩,且仍需开拓下游产品,拓宽利用途径,抵抗市场风险。关键词:煤;乙二醇;工艺技术;产业化中图分类号:TQ223;TD849文献标识码:A文章编号:1006-6772(2013)06-0059-03Status and development of synthesis of ethylene glycol from coalWANG Yuhong, GU XiaohuChina Pingmei Shenma Group Research Institute of Energy and Chemical, Pingdingshan 467000, China)Abstract: Ethylene glycol is an important organic raw material for chemistry industry. It's mainly developed fromtroleum. Limited by the energy structure in China, the research of coal to ethylene glycol become urgent. Introduceseveral main coal to ethylene glycol processes and their merits and demerits. Detail CO catalytic coupling methodas well as domestic ethylene glycol supply and demand situation, investment status. The results show that, coalto ethylene glycol industry has cost advantage To prevent overcapacity, the investment should be intelligent. Thedevelopment of downstream products is also important, which helps to resist riskKey words: coal; ethylene glycol; technology; industrialization0引言2009—2013年掀起了建设高潮。本文介绍了煤制乙二醇生产工艺及优缺点,认为开展煤制乙二醇技乙二醇(EG)是一种重要的石油化工基础有机原术研究十分必要,但在技术完全成熟前需控制生产料,又名甘醇、亚乙基二醇,分子式为HOCH2CH2OH,规模。是无色透明、稍带甜味的黏稠液体。乙二醇是最简1煤制乙二醇工艺单和最重要的脂肪族二元醇,主要用于生产聚酯和各类抗冻剂,前者用于制造纤维、薄膜和聚对苯二以煤为原料制取乙二醇,主要有3种工艺,3种甲酸乙二醇酯(PET)树脂;其它用途则包括解冻液、工艺最初的步骤均为采用煤气化技术制取合成气表面涂层、照像显影液、水力制动用液体以及油墨(CO+H2)。等行业。高纯乙二醇可用做过硼酸铵的溶剂和介1)由合成气一步直接合成乙二醇。其化学反质,还可用于生产特种溶剂乙二醇醚3。应方程式为面对乙二醇对外需求度过高的现状,国内在2CO+3H2一→HOCH2CH2OH收稿日期:2013-07-08责任编辑:宫在芹基金项目:河南省重大科技专项(00310作者简介:王育红(1968-),女河南平顶山人,高级工程师,毕业于安徽工业大学主要从事煤化工方面的研究。Emil: xiaohua@163com。引用格式:王育红,谷小虎煤制乙二醇产业现状[门洁净媒技术,2013,19(6):59-61王育红等:煤制乙二醇产业现状59转化利用此反应条件要求苛刻需要催化剂和高温高压其含量为CO为25%-90%,亚硝酸酯为5%~40%条件。催化剂的选择是该工艺的关键43。Al2O3作为载体的钯催化剂。2)由合成气生产甲醇,再由甲醇制乙烯,乙烯3)尾气再生。将分离了草酸酯的反应尾气导氧化得环氧乙烷,最后由环氧乙烷水合法制乙二入再生塔按NO与O2物质的量比为416.5,配入醇。煤制烯烃已建成多个示范装置,其中神华包头氧气氧化,按醇与NO的物质的量比为2~6送入公司已经取得商业化成功,乙烯制乙二醇工艺和石20%以上的醇水溶液接触反应。油法制乙二醇都是成熟完善的技术,但缺点是流程4)亚硝酸酯的回收长且甲醇制乙烯过程中还会产生丙烯。5)非反应气体的排放。3)合成气中的CO催化偶联合成草酸二甲酯图2为( COOCH3)2的生产流程。草酸二甲酯加氢生成乙二醇°。图1为其工艺流程。CO净化CO深度脱氢草酸二甲酯产品亚硝酸甲酯CO乙二醇草酸酯图2( COOCH3)2生产流程煤上十合成气精馏以上3种工艺中,第1种为最简单、直接和有效聚酯级的途径,即使反应选择性和转化率较低,也具有很大的实际应用价值,但反应条件要求苛刻;直接法图1co催化偶联法制乙二醇工艺2013年尚不能实现工业化,如果能有突破,使反应第1步为CO与CH1ONO在催化剂的作用下,在较温和的条件下进行,将非常有竞争力。第2种反应生成( COOCH3)2和NO,偶联反应方程式为工艺,流程较长,且甲醇生产乙烯过程中还会生成2C0+2CH2ONO—→( COOCH3)2+2NO丙烯,能耗较高。第3种方法是最先实现工业化的第2步为偶联反应生成的NO与CH3OH和O2煤制乙二醇路线,但草酸酯加氢催化剂的稳定性反应生成CH2ONO,反应方程式为差,寿命较短;DMO加氢时氢气循环量大、能耗高;2NO+2CH3OH+1/202CH ONO+HO产品杂质多,精馏效率低;单系列的规模能力偏低生成的CH3ONO返回偶联过程循环使用。总需多套并联运行。反应式为2乙二醇市场情况2C0+2CH3OH+1/202—→(CO0CH3)2+H2O( COOCH3)2加氢生成(CH2OH)2是一个串联2.1z二醇供需反应,首先( COOCH3)2加氢生成中间产物乙醇酸甲图3为2007-2012年中国乙二醇供需情况。酯(MG),MG再加氢生成(CH2OH)2。主反应、总反口进口量应方程式为■产量275自给率( COOCH3)2+4H2—→(CH2OH)2+2CH3OH2652总反应方程式为2552C0+1/202+4H2—→(CH2OH)2+H2O245( COOCH2)2的生产可以分为以下5个流程。1)CO原料气的再净化处理。其催化剂是铂共族金属或铂族盐的载体催化剂。采用催化氧化脱去氢和氧,最终以分子筛脱水。净化后各物质体图32007-2012年中国乙二醇供需情况积分数控制在硫化物≤1.15×106,NH2≤2×10-,世界范围内乙二醇已呈现供应过剩的局面。H2≤1×104,O2≤1×103,H2O≤1×104。铂、钯或由于美国欧洲等地需求减少,生产商将亚洲作为铂-钯合金催化剂”。主要出口对象,中国乙二醇生产能力和产量不能满2)草酸二甲酯的生成。CO与亚硝酸酯混合,足国内聚酯等日益增长的市场需求,每年都需大量《洁净煤技术》2013年第19卷第6期L转化利用中国科技核心期刊矿业类核心期刊进口,且进口量呈逐年增长态势,中国进口的乙二国内传统石油法制乙二醇成本约为6300元/t,醇主要来自中东。表2显示煤制乙二醇成本低于石油法,有较强的成由图3可以看出中国国内乙二醇需求量大,消本竞争力。费增速快,但严重依赖进口,自给率不足30%。面对供应缺口增大的趋势,国内开始投资建设乙二醇3结语项目。表1为2013年底即将建成的煤制乙二醇项目。1)煤制乙二醇生产工艺发展迅速,但都存在表12013年底即将建成的煤制乙二醇项目定缺点。2)国内乙二醇产量不能满足自身需求,需大量地点投产公司(万ta)时间进口,乙二醇在国内具有较好的发展潜力,而且煤内蒙古通辽通辽金煤一期制乙二醇相比石油法具有一定的成本优势。2010河南濮阳永金化工20123)乙二醇在国内主要用于聚酯生产,消费用途河南新乡永金化工2012单一,需警惕投资过度,造成产能过剩;为降低风河南安阳永金化工山东德州险,应积极开展下游产品研发,扩大乙二醇消费量华鲁恒升集团2012新疆石河子新疆天业集团2012参考文献:河南洛阳水金化工2013河南商丘永金化工2013安徽淮南淮化集团一期[1]沈菊华国内外乙二醇生产发展概况[J化工科技市湖北枝江中石化湖北化肥2013场,2003,6(6):12-15内蒙古锡林郭勒博源苏尼特碱业一期102013[2]许茜,王保伟许根慧.乙二醇合成工艺研究进展[J河南鹤壁鹤壁宝马一期石油化工,2007,36(2):194-199产能总计[3]宋云英,李明.乙二醇合成技术的研究进展[J化工据预测,到2015年,中国乙二醇产能将达到科技市场,2006,29(9):23-2550万va,需求量将达到约110va,届时中国[4] Knifton, John F. Process for low pressure synthesis of乙二醇的缺口约有550万t,依赖进口的局面依然不ethylene glycol from synthesis gas plus formaldehyde: US会改善。4616097[P].1982-10-2.22煤制乙二醇竞争力[5]钟顺和,高峰,叶文强,等.激光促进磷酸盐表面甲醇煤制乙二醇主要取决于属地煤炭价格及未来装置运行的稳定性、催化剂的选择性和寿命。表2氧化偶联反应[J].应用化学,200,17(3):238-242为煤制乙二醇粗略成本测算。其中固定成本,总成[6]赵宇培刘定华,刘晓勤,等合成气合成乙二醇工艺本分别为1500.0,5421.7元/t进展和展望[J].天然气化工,2006,31(3):56-60表2煤制乙二醇粗略成本测算[7]赵秀阁,吕兴龙赵红钢等气相法CO与亚硝酸甲酯项目偶联合成草酸二甲酯用Pa-A2QO3催化剂的研究单价/元单耗(1)金额/元[J].催化学报,2004,25(2):125-128煤0.33[8]梁贤振赵维君,杨瑞华,等CO和CH2ONO在Al2O3原料CH3OH(工业级)NH3(工业级)0.073负载钯铜合金催化剂上合成草酸二甲酯的原位红外催化剂光谱研究[J高等学校化学学报,1997,18(5):777公用动力煤1287.5工程水[9]武戈,闫亚明,邓蜀平,等CO催化合成乙二醇的工业成本冷却水0.5440化前景[J].煤化工,1998,26(1):6-8.副产收益碳酸二甲酯50000.15[10]周张峰李兆基,潘鹏斌,等煤制乙二醇技术进展000.08[J].化工进展,2010,29(11):003-200王育红等:煤制乙二醇产业现状