煤制乙二醇的技术难点分析.ppt

目录发展煤制乙二醇的意义煤制乙二醇技术发展状况中试产品检验和工业应用煤制乙二醇基本工艺过程煤制乙二醇工艺技术配置要点煤制乙二醇技术经济分析煤制乙二醇技术的工业化实践 发展煤制乙二醇的意义 世界市场 2010年乙二醇产能为2565万吨 乙二醇消费量为1950万吨 其中用于聚酯生产约占85 2 预计到2015年 世界市场乙二醇产能将达到3050万吨 消费量将达到2350万吨 国内市场 2010年总产能约365万吨 产量为223万吨 其中 约94 用于聚酯生产 预计2015年国内乙二醇产能将达到620万吨 目前 国内外乙二醇生产主要源于石油路线 即乙烯氧化生产环氧乙烷 环氧乙烷水解生产乙二醇 如果国际上的乙二醇需求全部改为煤制乙二醇 相当于新开发一个年产5000万吨的油田 发展煤制乙二醇的意义 直接法合成气在催化剂存在下直接合成乙二醇 能耗低 但压力高 选择性低 关键是催化剂的选择 目前仍处于研究阶段 液相草酸酯法日本宇部和美国UCC开发 在90 和9 8MPa下CO与丁醇液相生产草酸酯 再液相加氢生产乙二醇 未见大型工业化报到 煤制乙二醇技术发展状况 甲醛法以甲醛为原料的主要有甲醛电化加氢法 甲醛羰基化法 甲醛氢甲酰化法 甲醇和甲醛缩合法和甲醛二聚法等 美国Electrosynthesis公司开发甲醛电化加氢法生产乙二醇 生产成本比石油法低至少20 有竞争优势 但尚处于研究阶段 甲醇法日本工业技术院化学技术研究所采用甲醇和CO为原料 在丙酮和催化剂铑化合物存在下 用250 330nm光照射 激发丙酮酸基化合物 使醇脱氢得到羥亚甲基和四甲基乙二醇 然后羥亚甲基间进行偶联得到乙二醇 另一种方法是将甲醇和CO在碱性催化剂存在下反应 生成透明的甲酸甲酯 甲酸甲酯和甲醛在路易斯催化剂或离子交换树脂存在下生成甘醇酯 肝醇酯在铜催化剂存在下加氢得到乙二醇 煤制乙二醇技术发展状况 气相草酸酯法日本宇部开发 在80 150 0 5MPa下CO与甲醇气相生产草酸酯 再气相加氢生产乙二醇 目前正在国内建设工业化装置 1978年 日本宇部首次将亚硝酸甲酯引入草酸二甲酯合成 1983年建成1吨 月草酸二甲酯装置 并建成草酸酯加氢装置生产乙二醇 获得聚酯级乙二醇 加氢催化剂经过4000小时试验 性能稳定 1993建成6000吨 年气相甲醇羰基化法碳酸二甲酯装置 生产至今 煤制乙二醇技术发展状况 气相草酸酯法2006年 将上述碳酸二甲酯装置扩产至10000吨 年 生产草酸二甲酯 并同时建成20000吨 年碳酸二甲酯装置 生产至今 2010年5月 在国内建成1500吨 年草酸二甲酯加氢生产乙二醇装置 经过2010年 2011年各2个月 2012年1个月 在没有更换催化剂的条件下 生产约3000小时 催化剂活性和选择性稳定 生产的乙二醇经过多家质量检测机构或用户取样或送样分析皆符合国家聚酯级乙二醇标准要求 产品经过下游企业聚合 切片 纺丝和染整 品质皆达到与石油法乙二醇相同效果 国内多家研究单位皆开发了类似技术 正在实施工业化示范 煤制乙二醇技术发展状况 1500吨 年中试产品检验结果 1500吨 年中试产品应用结果 1500吨 年中试产品应用结果 煤制乙二醇基本工艺过程 草酸二甲酯合成CO 2CH3ONODMO 2NONO O2 CH3OHCH3ONO H2O2CO 1 2O2 CH3OHDMO H2O 反应压力 0 25 0 40MPag反应温度 100 140 DMO选择性 97 98mol 煤制乙二醇基本工艺过程 乙二醇合成 COOCH3 2 2H2EG CH3OHEG 2H2HOCH2CH2OH CH3OHDMO 4H2EG 2CH3OH 反应压力 2 5 4MPag反应温度 180 250 DMO选择性 98 煤制乙二醇工艺消耗 按生产1吨乙二醇计 煤制乙二醇工艺技术配置要点 煤制乙二醇技术配置要点 煤气化需要根据业主煤质选择气化技术 对于保证装置的连续 稳定生产十分重要 净化装置与煤制甲醇 合成氨类似 皆为目前成熟技术 气体分离装置的技术选择十分重要 需要关注乙二醇合成装置对原料CO和氢气的杂质含量要求 并关注产品气的收率 DMO合成装置使用的亚硝酸甲酯是高爆性化合物 在空气中的爆炸范围很宽 需要采取特殊仪表对过程浓度和反应温度进行控制 日本宇部有一套完整的安全系统对生产过程进行监控 煤制乙二醇技术配置要点 防止O2和水进入DMO合成反应器也十分关键 因为O2会引发反应器超温导致反应失控 严重时会引起爆炸 水会引起催化剂失活 DMO精馏需要关注DMO的物理特性 做好伴热以防凝固堵塞管道 还要注意DMO产品纯度 以免杂质影响加氢的选择性 EG合成需要关注DMO原料的纯度 保证加氢选择性 煤制乙二醇技术配置要点 EG精馏需要将精馏塔釜温度控制在合理的范围内 防止乙二醇发生聚合和脱水反应 造成乙二醇的损耗 降低乙二醇收率 EG精馏是能耗大户 需要关注低温热源的利用 降低精馏的蒸汽及冷却水消耗 EG精馏需要注意醛 酮等羰基化合物的脱除 羰基化合物会影响产品的紫外透光率 造成产品不合格 煤制乙二醇技术经济分析 装置规模30万吨 年 8000小时 原料煤建设投资41 64亿 不含铁路 征地 特殊地基处理和厂外工程费 报批投资44 72亿占地800亩原料煤56 56万吨 年燃料煤53 6万吨 年水1100万吨 年电3 726亿度 年甲醇2 9万吨 年硝酸 68