【導讀】法，主要討論草酸酯路線，即煤經(jīng)造氣制取CO、H2。CO在催化劑作用下與亞硝酸。甲酯反應生成草酸二甲酯和NO，草酸二甲酯催化加氫制得乙二醇。論煤制乙二醇的市場現(xiàn)狀和發(fā)展前景。乙烯直接水合法·············································································2. 二氯乙烷水解法·············································································2

　　

【正文】 含 CO 的反應尾氣可直接送鍋爐燃燒或送變壓吸附分離系統(tǒng)重新回收 CO 氣體 ， 不會給環(huán)境造 成污染 。 以上這些技術特點完全符合 “ 既環(huán)境友好又綜合利用 ， 既低物耗又低能耗 ， 既高效益又多聯(lián)產(chǎn) ” 的現(xiàn)代 C1 化工發(fā)展模式 。 因此 ，本工藝 的 工藝 代表著當代世界 C1 化工的重要發(fā)展方向 。 煤制乙二醇工藝 11 生產(chǎn)消耗表 表 21 原輔材料消耗指標 序號 項目名稱 單 位 每噸乙二醇消耗定額 1 原材料 煤 噸 2 輔助材料 鈀－鈀鹽催化劑 千克 銅與二氧化硅催化劑 千克 變換催化劑 千克 活性炭脫硫劑 千克 煤制乙二醇工藝 12 第 3 章 煤制乙二醇的現(xiàn)狀和前景 現(xiàn)在人們日益認識到石油資源的有限性，各國紛紛開始研究以煤和天然氣為初級原料來生產(chǎn)乙二醇。目前較有開發(fā)前景的方法為 草酸酯加氫合成法 、 合成氣直接合成法 、 甲醛甲醇合成法 ，其中， 理論價值、成本優(yōu)勢較高的為直接合成法。 煤制乙二醇現(xiàn)狀 煤制乙二醇的合成方法 (1)草酸酯加氫合成法 CO 催化偶聯(lián)合成草酸酯再加氫生成乙二醇是當前 C1 化工研究的重要課題，也是 C1 化工中最有前途的研究方向之一。該工藝具有原料來源豐富、成本 低、無污染、反應條件溫和、產(chǎn)品純度高、生產(chǎn)連續(xù)化等優(yōu)點，是潔凈生產(chǎn)、環(huán)境友好的先進綠色化學工藝。此方法是利用醇類與 NO 及氧氣反應生成亞硝酸酯 ， 然后在鈀（ Pd）系催化劑上氧化偶聯(lián)制得草酸二酯，再經(jīng)在銅系催化劑上加氫制得乙二醇。 此工藝最早是由美國聯(lián)合石油公司 1966 年提出， 1978 年日本宇部興產(chǎn)公司進行了改進，選用 2%Pd/C 催化劑，并通過反應條件下引入亞硝酸酯，解決了原方法的腐蝕等問題，并提高了草酸酯的收率。該公司建成了一套 6000 噸 /年的草酸二丁酯的工業(yè)裝置，初步實現(xiàn)了工業(yè)化，之后， 宇部興產(chǎn)和美國 UCC 公司聯(lián)合開發(fā)了常壓氣相合成草酸酯研究，并完成了模試。 國內從 20 世紀 80 年代也開始研究CO 催化合成草酸酯及其衍生物產(chǎn)品如草酸、乙二醇的研究。國內主要的研究機構為中國科學院、天津大學、華東理工大學、西南研究院，江蘇丹陽化工有限公司及上海焦化有限公司。 (2)合成氣直接合成法 合成氣直接合成法是一種最為簡單和有效的乙二醇合成方法，也最符合原子經(jīng)濟性，是理論價值最高的一條工藝路線。此方法最 早是由美國杜邦公司于 1947 年提出來的。該工藝技術的關鍵是催化劑的選擇。早期采用的鈷催化劑，要求的反應條件苛刻，高溫高壓下乙二醇的產(chǎn)率也很低。 1971 年，美國 UCC 首先公布用銠催化劑從合成氣制乙二醇，其催化活性明顯優(yōu)于鈷，但所需壓力仍太高（ 340MPa）。上世紀 80年代以來，確定為合成氣直接合成乙二醇的優(yōu)良催化劑主要分為銠和釕兩大類。 UCC采用銠催化活性組分，以烷基膦、胺為配體，配置在四甘醇二甲醚溶劑中，反應壓力煤制乙二醇工藝 13 可降至 50Mpa，反應溫度 230℃ ，不過合成氣的轉化率和選擇性仍偏低。日本研究的銠和釕均相系催化 劑，乙二醇選擇性達 57%。該法未有工業(yè)化裝置。 (3)甲醛甲醇合成法 通過合成氣合成甲醇或甲醛，再合成乙二醇。此路線分甲醇脫氫二聚法、二甲醚氧化偶聯(lián)法、羥基乙酸法、甲醛縮合法和甲醛氫甲?；ǖ?。甲醛縮合法由美國 Electro synthesis 公司開發(fā)，乙二醇的選擇性和收率約 90%，最優(yōu)條件下和達到 99%。該方法反應溫和，三廢容易處理。生產(chǎn)成本比環(huán)氧乙烷水合法至少降低 20%，此法的缺點是耗電量大，合成產(chǎn)物乙二醇的濃度低?，F(xiàn)在正著手改進反應條件和電解槽結構。 煤制乙二醇的生產(chǎn)現(xiàn)狀 2020 年初，國家 已將煤制乙二醇技術列入現(xiàn)代煤化工五大示范技術之一，并寫入國家石 化產(chǎn)業(yè)調整振興規(guī)劃，為這一行業(yè)的發(fā)展提供了強大的支持 ，使得該行業(yè)得到較大發(fā)展。 2020 年， 中國科學院福建物質結構研究所與江蘇丹化集團有限責任公司、 上海金煤化工新技術有限公司三方聯(lián)合研發(fā)的 煤制乙二醇技術，通過了萬噸級工業(yè)示范裝置的成果鑒定。 2020 年 12 月底 ， 內蒙古 通遼金煤采用該技術實現(xiàn)了煤制乙二醇的工業(yè)化生產(chǎn)，一期年產(chǎn)量為 20 萬噸 |。 該技術以褐煤為原料，乙二醇的成本為 3000 元 /t，而乙二醇的價格為 8500 元 /t，經(jīng)濟效益顯著。 目前，我國煤制 乙二醇的規(guī)劃項目有 20 多個 。其中河南的規(guī)劃項目有 5 個年產(chǎn)200kt/a 的乙二醇項目已經(jīng)開工建設，由永金公司負責； 2020 年 11 月 中國石化儀征化纖公司與安徽皖北煤電集團公 司共同出資建立 中安聯(lián)合煤業(yè)化工有限公司實施煤化一體化項目 ，包括年產(chǎn) 60kt/a 的乙二醇項目； 同年，黔希煤化工建設年產(chǎn) 30kt/a 的乙二醇項目 ； 10 月， 博源投資集團內蒙古蘇尼特堿業(yè)公司 20 萬噸 /年煤制乙二醇項目 全面開工建設， 總投資預計 23 億元，一期 10 萬噸 /年乙二醇預計于 2020 年 9 月進行單機試車 。 煤制乙二醇的前景 我國的石油資源匱乏， 并且石油 價格居高不下，使得 以石油為原料的 相關產(chǎn)業(yè)的成本急劇增加，影響了我國相關產(chǎn)品在國際上的競爭力。 因此，需要開發(fā)新的生產(chǎn)工藝，以增加優(yōu)勢減少劣勢。 我國 為 產(chǎn)煤大國，以煤為原料可以彌補不足，增加競爭優(yōu)勢。 煤制乙二醇工藝 14 開發(fā)煤制乙二醇符合我國 缺油、少氣、煤炭資源相對豐富的資源特點，將有效緩解我國乙二醇產(chǎn)品供需矛盾，逐步實現(xiàn)我國以煤代油生產(chǎn)乙二醇的戰(zhàn)略目標，節(jié)省大量石油資源，將對國家的能源和化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重要積極影響。 隨著工藝的不斷改進、開發(fā)，研究出較好的工藝，會有很大的成本優(yōu)勢和能源優(yōu)勢。 預計在未來 5~10 年內 ， 隨著以褐煤 為原料、年產(chǎn) 20 萬噸和 50 萬噸規(guī)模乙二醇工廠的建成和投產(chǎn) ， 我國將會有數(shù)十個 50 萬噸以上規(guī)模用煤替石油合成乙二醇的工廠建成 ， 形成一個巨大的新興產(chǎn)業(yè)群 ， 生產(chǎn)大量乙二醇 以 滿足國內外市場需要 ， 成為我國煤化工的支柱產(chǎn)業(yè) ，并創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟財富和社會財富 ，屆時可以擺脫石油對該行業(yè)的限制 。 煤制乙二醇工藝 15 第 4 章 乙二醇市場現(xiàn)狀 乙二醇市場現(xiàn)狀 目前，我國乙二醇產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)聚酯、防凍液、粘合劑、油漆溶劑、耐寒潤滑油、表面活性劑和聚酯多元醇等。其中聚酯是我國乙二醇的主要消費領域，其消費量約占國內總消費量的 %，另外約 %用于防凍劑、粘合劑、油漆溶劑、耐寒潤滑油、表面活性劑以及聚酯多元醇等。近年來，我國聚酯（包括聚酯纖維、聚酯樹脂和薄膜等）的生產(chǎn)發(fā)展很快， 2020 年生產(chǎn)能力只有 595 萬噸， 2020 年已經(jīng)增加到約 2150 萬噸。 2020 年我國聚酯的產(chǎn)量達到約 1730 萬噸，對乙二醇的需求量達到約605 萬噸； 2020 年聚酯的產(chǎn)量達到約 1900 萬噸，對乙二醇的需求量達到約 665 萬噸。加上在防凍劑以及其他方面的消費量，我國乙二醇的總需求量， 2020 年達約 636 萬噸， 2020 年達到約 710 萬噸。 進口情況： 雖然我國乙二醇生產(chǎn)能力和產(chǎn)量 增長較快，但仍不能滿足國內聚酯等日益增長的市場需求，每年都得大量進口，且進口量呈逐年增長態(tài)勢。 1995 年我國乙二醇進口量只有 萬噸， 2020 年進口量突破 100 萬噸達到 萬噸， 2020年更是增加到 萬噸，進口依存度高達 %。 乙二醇價格走勢 乙二醇價格近幾年穩(wěn)中有升， 2020 年每噸價格約為 4965 元，但隨著 2020 年原油價格的大幅攀升和中國等國家需求量的迅速增長， 2020 年每噸價格約為 9685 元，隨后進入市場調整期，世界上和國內近兩年乙二醇生產(chǎn)廠家新建和擴建的陸續(xù)投產(chǎn) ，乙二醇價格稍有下滑， 2020 年每噸價格約為 8947 元， 2020 年每噸價格約為 8942 元，（ 2020～ 2020 年價格為國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)）， 2020 年乙二醇價格稍有回升，約 10000元 /噸（網(wǎng)上平均價）。 2020 年乙二醇每噸 9500 元。 2020 年乙二醇每噸 6000 元。 2020年乙二醇每噸 7000 元。 2020 年年初乙二醇每噸 9300 元。 乙二醇的發(fā)展前景 世界快速發(fā)展的帶動下，聚酯、防凍液等其他延伸產(chǎn)品的需求量將不斷增大，將有力拉動乙二醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將有力促進乙二醇產(chǎn)業(yè)的擴大化和提高乙二醇產(chǎn)業(yè)的科煤制乙二醇工藝 16 技含量。乙 二醇的應用方向也在不斷增多，乙二醇將來也許會扮演更多的角色。 我國乙二醇企業(yè)或欲投資乙二醇產(chǎn)業(yè)的企業(yè)應該抓住這次機遇，大膽開發(fā)細心專研。積極改進工藝，在探索中謀求發(fā)展，使企業(yè)獲得成本優(yōu)勢、技術優(yōu)勢。 煤制乙二醇工藝 17 結論 我國乙二醇需求量穩(wěn)步增長，國能產(chǎn)能不足，市場缺口比較大，煤制乙二醇有很大的發(fā)展空間。我國是一個多煤的國家，所以原材料豐富，而且價格比較低廉，適合我國能源結構。目前 ， 煤制乙二醇技術處于工業(yè)示范階段，首先實現(xiàn)工業(yè)化的企業(yè)較有較大的利潤和發(fā)展前景。 但是，在煤制乙二醇的發(fā)展 行業(yè)中 也要有全面考慮。首先，要考慮 原料 來源，不要盲從，考慮原料的運輸費用；其次，考慮下游產(chǎn)品開發(fā)，使得煤得到充分利用；還要考慮乙二醇的供需狀況，以免供需失衡，造成資源浪費。 煤制乙二醇工藝 18 參考文獻 [1] 《化工百科全書》編輯部 .化工百科全書 .北京 :化學工業(yè)出版社， 1998. [2] 《化學工程手冊》編輯委員會 .化學工程手冊第 1篇化工基礎數(shù)據(jù) .北京 :化學工業(yè)出版社 . 1980:281， 404. [3] 崔小明 .環(huán)氧乙烷合成乙二醇的研究進展 .精細化工原料及中體， 2020,3(5):4247. [4] 田恒水，朱云峰，潘鶴林 .乙二醇生產(chǎn)新工藝 .上?；ぃ?2020 1517. [5] 沈景馀 .世界環(huán)氧乙烷乙二醇生產(chǎn)技術形狀及技術進展 .石油化工， 1994， :611617. [6] 周春暉 .乙二醇合成研究進展 .化工生產(chǎn)與技術， 1997， :3437. [7] 朱培玉，李揚，王永宏，乙二醇生產(chǎn)新技術研究進展，化工進展， 21(10):713～ 717. [8] 高占笙 .合成氣一步制乙二醇 .石油化工， 1993， :137141. [9] 川邊一毅 .同時制備乙二醇和碳酸酯的方法， JP009865 2020 [10] 虞海靖 .國內外乙二醇市場分析 .合成纖維工業(yè)， 1997， 20(6):4749. [11] 黃當睦 ,陳彰明 ,陳福星 ,等 .草酸二乙酯催化加氫制乙二醇模試研究 .工業(yè)催化， 1996,4:2429. [12] 崔小明 .乙二醇生產(chǎn)現(xiàn)狀及市場分析 .石油化工技術經(jīng)濟， 2020,31(2):32～ 38. [13] 徐維正 .亞洲乙二醇市場淺析， 2020,(12):11～ 13. [14] 王鈺 .我國煤制乙二醇發(fā)展的問題思考， 2020060