姚元根一煤制乙二醇技术进展.ppt

1、2010年中国新型煤化工发展和示范项目工程发展论坛煤炭制六乙二醇技术研究开发进展姚元根研究员中国科学院福建物质结构研究所2010.11.23，报告内容，研究开发的历史煤炭制六乙二醇成套技术工艺催化技术和规模化生产社会， 经济效益和国内外影响产业化推进状况1 )核心催化技术2 )工业CO深度脱氢净化等系列关键技术3 )技术集成、国内外同类技术无法工业化的原因：福建物结构经历了近30年的持续技术难关，解决了关这些个3项关键技术，联合企业的工程化能力，使煤制六乙二醇技术工业化成功。 物构所煤制六乙二醇技术的研发过程()，特色：全部采用工业原材料的技术：形成三种催化技术和秘密初步工艺。1991-199

2、3 :八五难关、200毫升型试验1994.1 :国家规划委员会鉴定、国际先进水平1995.12 :中国科学院检验。基础研究1982-1991、型号试验1991-1995、构造所煤炭制六乙二醇技术研发过程()、中试失败原因：技术成熟度投入、成果归属、合作形式、保密等有很多不同工程能力的钟点工纳？ 2004 :建立新的难关组2006:100吨级试制完成2008 :万吨级工业性试验完成2009:20万吨级工业示威成功。中试努力1995-2004、工业化实施2004-2009、联合中试、中国科学院福建物质结构研究所、上海金煤化工新技术有限公司、江苏丹化集团有限责任公司、小试验技术催化剂、设订工程技术场

3、、资金通讯端口，2005年6月工业性试验得到中国科学院重要方向项目工程“替代能源用纳米催化剂材料研究”的支持。 物所煤制六乙二醇技术的研发过程()，2005年12月，年生产300吨草酸酯类化合物试制装置(投资1000万元)，2006年7月，年生产100吨六乙二醇的草酸酯类化合物加氢装置，物所煤制六乙二醇技术的研发过程()， 2006年7月“回收、分离、精制一氧化碳瓦斯气体的新方法”，专利编号： 98108604.7“草酸酯类化合物合成催化剂”，专利编号： 95116136.9； 一氧化碳催化剂偶联合草酸、专利编号： 851016162 合成草酸酯类化合物用NO瓦斯气体的生产方法、专利编号： Z

4、L200510107783.4、从80年代开始， 物质机构研究者在煤炭制六乙二醇技术的研究过程中取得了一系列的专利技术成果和技术秘密：物质机构所煤炭制六乙二醇技术的研发过程(VI )，万吨级煤炭制六乙二醇定径套技术百吨级中试装置技术联合企业，改良的催化剂技术催化剂规模化生产技术， 系列专利技术成果催化技术模型实验技术成果，知识资产权的形成，中考前，中考后，中考中，2005年9月，本项目工程组负责的中科院纳米重大专项研究项目工程替代能源用纳米催化材料的研究(项目工程编号： 2005 2006年9月21日， 本项目工程组负责的省科学技术重大专业前期研究项目工程“新型催化剂在CO气相合成草酸酯类化合

5、物和六乙二醇中的应用”(项目工程编号： 2005HZ1027 )，已通过省科技厅的检验。 2008年11月8日，本项目工程集团负责的省基金重点项目工程羰基合成新型多金属纳米催化剂材料的研究(项目工程编号： 2006J0015 )及其项目工程推广成果煤制六乙二醇新型催化剂的研制与应用通过了审查。 物所煤制六乙二醇技术研发历史()，2008年，科技部重大科学研究修订：化石资源转化用新型高效纳米催化材料与结构研究，首席科学家：洪茂椿。四子课题二、负责人：姚元根、郭国聪。 2008年，科学院重要方向项目“煤制六乙二醇”，负责人：姚元根。 2008年，科学院重要方向项目工程“化工过程模拟”，课题责任者：

6、姚元根。 2009年，科技部支持项目工程“20万吨褐煤制六乙二醇工业示范”，首席科学家：姚元根。 2009年，福建省重大专题“20万吨级煤制六乙二醇类催化剂的工程化制造和煤制碳酸二甲酯催化剂及其工艺流程的研发”，项目工程责任者：姚元根。 影响了物质结构所煤制六乙二醇技术的研发过程(IX )、报告内容、研发过程煤制六乙二醇定径套技术工艺催化技术以及规模化生产社会、经济效益和国内外产业化推进情况，工艺流程图：阿摩尼亚和空气在氨氧化炉内高温氧化得到NxOy . NxOy与甲醇、氧生成氧化酯类化合物化亚硝酸甲酯。 工业CO原料瓦斯气体的催化脱氢净化。 亚硝酸甲酯与CO氧化耦合生成草酸二甲酯。 草酸二甲

7、酯催化氢化生成六乙二醇。 精馏六乙二醇混合物。 排放瓦斯气体的资源再生和污染排放的除去。 主要工艺实现了五反应二处理、甲醇精馏循环区、脱水基元反应区、氨氧化和酯类化合物化装置、合成反应区、加氢反应区、恩德炉、煤堆场、制氧工作区、变压吸附设备、瓦斯气体罐区、20万吨级煤制六乙二醇工业示范装置修订图、六乙二醇完成区工业CO气中H2的选择氧化清除。 合成草酸酯类化合物催化反应技术达到国内外先进水平，催化活性为750g/l.hr，草酸酯类化合物选择性为98%。 独特的氮氧化物氧化酯类化合物化技术。 草酸酯类化合物氢化引起的六乙二醇反应转化率98、六乙二醇选择性90。 研究开发了独特的排瓦斯气体氮氧化物

8、污染去除技术，排反应排放瓦斯气体达到了国家环境保护规定的允许排放标准(200ppm )。 根据研制过程煤制六乙二醇工艺催化技术及规模化生产成果的社会、经济效益和国内外产业化推广情况，试制中新型催化剂的研制、小试验、模型试验技术，研究催化剂结构和性能的内在联系，筛选出具有更高选择性、转化率、寿命、符合工业生产要求的三种新型催化剂。 CO羰基合成催化剂：有效降低催化剂中贵金属的负载量。 草酸酯类化合物加氢的催化剂：六乙二醇的选择性从80%提高到90%。 有日子、国内外研究机构都是以纯CO为原料进行实验的，工业合成气体压强力摇摆吸附得到的CO原料瓦斯气体均含有少量的H2，CO已成为草酸酯类化合物技术

9、工业化的最大障碍之一。 物质构造开发的独自的CO深度脱氢净化技术成为煤制六乙二醇技术工业化的突破口。主反应：2h2 O2 2H2O副反应：2COo2CO2CO3H2ch4h2o、工业co脱氢净化催化剂的研究、H2选择氧化和co催化剂脱氢净化反应：工业co含有1.5%的氢、净化后的氢为100 ppm、脱氢净化催化剂工业co脱氢净化催化剂的研究，改善了脱氢催化剂的制造条件中试脱氢催化剂、万吨级脱氢催化剂、工业CO脱氢净化催化剂的研究、CO催化剂氧化偶联草酸酯类化合物催化剂的研究、2 rono2co (coor ) 22 no2no1/2o2n2o3n2o 32 ro h2rono h2o2co1/

10、2o2 CO催化剂与草酸酯类化合物结合的反应原理： CO催化氧化耦合反应是煤制六乙二醇技术路线上实现c原子转化的核心步骤，其反应物之一的亚硝酸甲酯可用于生成物中NO到氧化酯类化合物化的循环。、CO催化氧化偶联草酸酯类化合物催化剂的研究、2004年以后煤制六乙二醇技术新难关组对合成催化剂进一步研究改良，开发了高效的CO合成草酸二甲酯催化技术。 开展了载体孔隙结构对催化剂性能的影响(反应条件： CO空速900、N2空速： 1500、CH3ONO空速： 600、总空速3000 )、-Al2O3、-Al2O3、-Al2O3 CO催化剂氧化偶联合草酸酯类化合物催化剂的研究，开展了催化剂的精细结构分析，并

11、开展了活性成分在载体上的微观结构和粒度、使用前、使用后、合成催化剂使用前后的TEM摄影图片、CO催化剂氧化偶联合草酸酯类化合物催化剂的研究、试制羰基合成催化剂贵金属负载量1.8、万吨级羰基合成催化剂贵金属负载量1.5、万吨级煤制六乙二醇工业装置使用改良合成催化剂，贵金属负载量显着降低。CO催化氧化偶联草酸酯类化合物催化剂的研究、时空收率500g、时空收率750g、(COOCH3)2 4H2 (CH2OH)2 2CH3OH 118 62、反应特征：催化剂种类多： cu/SiO2、Cu反应复杂副产物多：乙醇、六乙二醇甲醚、二、草酸二甲酯加氢反应：草酸酯类化合物催化加氢催化剂的研究、新难关组通过改进

12、原料配比，控制煅烧过程，制造颗粒均匀的新型催化剂.结构控制合成加氢催化剂精细结构、SEM、TEM、草酸酯类化合物催化剂加氢催化剂的研究、氢化产物分析和新旧催化剂对比、草酸酯类化合物催化剂加氢催化剂的研究、催化剂规模化生产百吨级试验催化剂的制备、时间： 20052006年间地点：结构实验室设备：实验室常规设备， 离心过滤设备主要的技术课题：制造中的控制技术的扩大问题，以维持催化剂纳米粉体的活性为前提的成形和机械强度的问题。 20062007年生产场所：厦门设备：满足生产需求的中型设备、反应釜、高温堆、干燥设备、成型设备、制水和络离子交换设备等主要技术问题：催化剂规模化技术装备和工艺的设定修订，设

13、备扩大的温场效应，载体性能稳定性，催化剂规模化生产万吨级装置催化剂生产， 万吨级煤制六乙二醇定径套技术万吨级装置的运行，成功地解决了将百吨级中试技术扩大到万吨级工业试验的技术课题。 从2007年10月开始，使用我生产的三种催化剂，万吨级煤制六乙二醇工业装置成功运行和工艺，生产的六乙二醇产品达到国家优质品标准，三种催化剂的技术指标均达到设定修订要求。 研发过程中煤炭制六乙二醇定径套技术工艺催化技术及规模化生产成果的社会、经济效益和国内外影响产业化推广情况、六乙二醇生产成本估算和经济效益分析、经济效益(与石油渠道比较)、原油价格下降到20美元桶时，“煤炭制六乙二醇”技术途径相当于石油渠道。 万吨级

14、煤制六乙二醇定径套技术成功的重要意义是建设具有中国自主知识产权的世界第一个大工业装置，是中国在煤化工领域领先世界的重要技术之一。 从我国相对丰富的煤炭生产我国不应该供给的六乙二醇，有效地缓和了六乙二醇产品供求的不符点。 补充和逐步替代石油路线，对中国能源、化工产业产生重要的积极影响。 煤制六乙二醇技术受到国家高度重视，煤制六乙二醇技术于20092011年进入石化产业调整和振兴规划。国务院2009年9号文发挥科技支撑作用促进经济稳定较快发展的意见中将其列为促进产业振兴的重点先进技术之一。 2009年，煤制六乙二醇技术得到国家科技支撑项目工程的支持。万吨级“煤制六乙二醇”定径套工业技术成果鉴定，2

15、009年03月18日中国科学院在江苏丹阳召开万吨级“煤制六乙二醇”定径套工业技术成果鉴定会。 鉴定意见：该定径套技术符合循环经济三原则，完全具有自主知识产权，均以工业CO、NO、H2、O2和醇类为原料，反应条件温和，技术指标达到设定修订要求，万吨级工业试验装置运行稳定，具备进一步建设大规模工业化生产装置的条件。 该技术的推广应用可以代替传统的石油路线制造六乙二醇，符合我国石油短缺、瓦斯气体短缺、煤炭资源相对丰富的资源特征，有效缓解了我国六乙二醇产品供求不符点，对国家能源和化工产生重要积极影响，具有重要的科学意义、突出的科技创新性和显着的社会经济效应这项定径套技术在国际上处于领先地位。 万吨级煤

16、炭制六乙二醇定径套技术体现的金三角合作模式、万吨级煤炭制六乙二醇技术难关组荣获2009年中国科学院优秀科学技术奖(集团)、荣誉和认可， “万吨级煤炭制六乙二醇成功工业化示范”入选“2009年中国十大科技进展新闻消息”，荣誉和认可，报告内容影响了研发历史煤炭制六乙二醇定径套技术过程催化技术和规模化生产成果的社会、经济效益和国内外产业化推进情况，成果产业化推进，2007年8月， 开始建设通辽金煤20万吨/年煤制六乙二醇工业装置，到2009年11月建设完成，2009年12月贯穿全过程，尝试生产合格的六乙二醇产品。 通辽金煤化工有限公司与河南煤炭业化工集团有限公司签订了建设300万吨煤炭制六乙二醇项目工程的投