煤制乙二醇的工艺及市场分析

•当原油价格降至20美元／桶时，“煤制乙二醇”技术 路线生产乙二醇的成本与石油路线相当。
煤制乙二醇的工艺及市场分析
市场分析
对我国的能源、化 工产业产生重要积 极的影响
•Title
我国自主知识产权的世 界第一套大工业装置
有效缓解我国乙二醇 产品的供需矛盾
煤制乙二醇的工艺及市场分析
市场分析
u 通辽金煤化工有限公司与河南煤业化工集团有限 公司签署了建设300万吨煤制乙二醇项目的投资 合同，河南煤业5套20万吨工程项目也开始投入 建设。
石油
天然气
水电、核电、 风电
74.10 19.20 2.00
4.70
74.30 18.90 2.00
4.80
74.00 18.70 2.00
5.30
74.60 17.60 1.90
5.90
75.30 16.60 1.90
6.20
75.20 17.00 2.00
5.80
74.10 17.30 2.10
煤制乙二醇工艺之催化剂
u 我们需要什么样的催化剂呢？
u •温C的O脱更危氢高险催的性化选剂择：性 效率更高，降低了飞
u
更高的转化率
u •CO羰更基长合的成寿催命化剂：有效地降低了催 u 化剂符中合贵工金业属生的产负要载求量
•草酸酯加氢的催化剂： 乙二醇的选择 性从80% 提高到≥90%
煤制乙二醇的工艺及市场分析
•2RONO+2CO(COOR)2+2NO •2NO+1/2O2 N2O3 •N2O3 +2ROH 2RONO+H2O •2ROH+2CO+1/2O2 (COOR)2+H2O
煤制乙二醇的工艺及市场分析
影响因素
•不同载体对催 化性能影响
•载体（负载量 1.5% ）
•反应管度加热温•空(反速应：条•6催0件0，：化总C剂度O空空床速速3层0900温00)，N2空•速D：M•O1（时500g空，）收CH率3ONO
酸酯中试装置 （投资1000万 •2006年7月，年元产）100吨乙 二醇的草酸酯加氢装置
煤制乙二醇的工艺及市场分析
煤制乙二醇工艺流程
•脱 氢 •催化剂
•CO
•羰基合成 •催化剂
•加 氢 •催化剂
•乙二醇
变
•CO
压
•纯
吸 •造 气 附
分
•煤
离
草
精
酸 酯
馏
• •
•
•乙二醇
•H2
•（聚酯级）
煤制乙二醇的工艺及市场分析
煤制乙二醇的工艺及市场分析
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再见，see you again
2020/11/21
煤制乙二醇的工艺及市场分析
7.70
76.68 11.94 3.52
7.86
76.60 11.30 3.90
8.20
76.70 10.44 3.89
8.98
煤制乙二醇的工艺及市场分析
•我国能源消费情况
年份
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
CO + 3 H2 ——CH4 + H2O
煤制乙二醇的工艺及市场分析
对比
•H2 •CO
•脱氢净化催化 剂
•H2 •CO
•工业CO含有1.5%氢气
•净化后，氢气≤100 ppm
煤制乙二醇的工艺及市场分析
CO催化氧化偶联合成草酸酯催化剂
•———实现C转化的核心步骤
•CO催化偶联合成草酸酯的反应原理：
6.69
66.68 22.87 2.55
7.9
66.32 23.41 2.56
7.71
68.38 22.21 2.58
6.83
67.99 22.33 2.6
7.08
69.1
21
2.8
7.1
69.4 20.4 3.03
7.2
69.5 19.7
3.5
7.3
68.67 18.68 3.77
8.89
70.1 18.7 3.85
104844 107256 111059 118729 129034 132616 132410 124250 125935 128978 137445 143810 163842 187341 205876 221056 235415 260000
•我国的能源生产情况
占能源生产总量的比重 （%）
煤炭
能源消费总量 （万吨标准煤
）
103783 109170 115993 122737 131176 138948 137798 132214 133831 138553 143199 151797 174990 203227 224682 246270 265583 285000 305000
占能源消费总量的比重 （%）
•加氢反应区 •乙二醇精馏区
•甲醇精馏循环区
•脱氢反应区 •恩德炉 •变压吸附装置 •煤堆场
•制氧工作区 •气体储罐区 •乙二醇成品区
•20万吨级煤制乙二醇工业示范装置设计示意图 煤制乙二醇的工艺及市场分析
•技术特点
•1 •氨氧化技术制备NO
•Your
•2 •工业CO气体中H2的选择氧化消除
•Slogan •3 •独特的氮氧化物氧化酯化技术 •here
7.35
煤制乙二醇的工艺及市场分析
•乙二醇
•甘醇 •1,2-亚乙基二醇
•简称：EG
•分子式：(HOCH2)₂
•无色无臭 •有甜味液体 •对动物有毒性
•结构式
•球棍模型
•填充模型
煤制乙二醇的工艺及市场分析
•聚酯树脂
•吸湿剂
•增塑剂
•制聚酯涤纶
•合成树脂 •PET
•乙二醇
•表面活性剂 •合成纤维
•气体脱水剂 •抗冻剂
•化妆品 •炸药
煤制乙二醇的工艺及市场分析
煤制乙二醇的工艺及市场分析
•乙二醇的制法：环氧乙烷水合法
•技术成熟，应用广；
•水耗大、成本高；
•副产品多；
•产品总收率：88%
•主
产 •乙二醇
物
•石油 脑
•裂 解
•乙稀
•氧 化
•环氧乙烷 •2.23MPa •+水 •190~200 ℃
•
副
产
物
•一缩二乙二醇 •二缩三乙二醇 •多缩聚乙二醇
煤炭
石油
天然气
水电、核电、 风电
76.1 17.1
2
4.8
75.7 17.5
1.9
4.9
74.7 18.2
Biblioteka Baidu
1.9
5.2
75
17.4
1.9
5.7
74.6 17.5
1.8
6.1
74.7
18
1.8
5.5
71.7 20.4
1.7
6.2
69.6 21.5
2.2
6.7
69.09 22.57 2.14
6.2
67.75 23.21 2.35
丁二醇、1,4丁二醇、丁内酯、丙二醇等。
煤制乙二醇的工艺及市场分析
草酸酯催化加氢催化剂
•原催化剂：转化率 98.5％选择性 81％
•加氢产物 分析以及新 旧催化剂对 比
•新催化剂：转化率 99.9％选择性 大于 90％
•组分
•时间(分) •新Cat. •原Cat.
•甲醇
•3.304 •25.66 •65.80
CO脱氢催化剂
•障碍：•工业上由合成气体变压吸附制得的CO，
原料气体中都含有少量H2，成为CO偶联 合成草酸脂技术工业化的最大障碍之一
•煤制乙二醇中CO深度脱氢净化技术：
•H2选择性氧化和CO催化脱氢净化反应：
•主反应：2H2 + O2 —— 2H2O •副反应：2CO + O2 —— 2CO2
•
•乙醇 •3.580 •0.70
•乙二醇 •甲醚 •6.238
•1.21 •1.53
•碳酸 •二甲酯 •8.530
•3.71
•草酸 •二甲酯 •8.688
•0.77
•乙二醇
•11.622 •66.0 •26.39
•丁二醇
•12.730 •0.78 •0.89
煤制乙二醇的工艺及市场分析
•氨氧化和酯化装置 •合成反应区
•泥煤
•烟煤
•半无烟煤
•当然，煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同
煤制乙二醇的工艺及市场分析
年份
能源消费总量 （万吨标准煤
）
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
•时空产率 750g
•
对 比
•中试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％
煤制乙二醇的工艺及市场分析
草酸酯催化加氢催化剂
•草酸二甲酯加氢反应：
•(COOCH3)2+4H2 (CH2OH)2+2CH3OH
反应特点：
➢催化剂种类多：Cu/SiO2 、Cu-Cr、其他多金属催化剂。 ➢反应复杂，副产物多： 乙醇、乙二醇甲醚、碳酸二甲酯、1,2
•载体•的载孔体I结构对 •90
•155
•1050
催化性•载能体影II响
•105
•138
•950
•载体III
•95
•150
•970
•载体IV
•85
•150
•950
•载体V
•105
•145
•800
•载体VI
•90
•165
•900
煤制乙二醇的工艺及市场分析
•使用改进的合成催化剂，贵金属负载量显著降低
•时空产率500g
•4 工艺流程短、温度、压力要求低,能耗低
•5 •合成草酸酯催化技术达到国内外的先进水平 •
煤制乙二醇的工艺及市场分析
市场分析
•经济效益（与石油路线比较）
石油
煤
能耗(KJ/吨)
28025
22320
水耗(m3/吨) 原料(吨产品)
成本
55
25
2.5吨 石油
5.66吨 褐煤
4882元 2625元，－30％ （50美元/桶） （130元/吨褐煤）
煤制乙二醇的工艺及市 场分析
2020/11/21
煤制乙二醇的工艺及市场分析
主讲内容
•一 •二 •三
•煤和乙二醇的简介
•煤制乙二醇的市场分析
•煤制乙二醇的工艺
煤制乙二醇的工艺及市场分析
煤的简单介绍
• 煤是我们日 常生活中常见的 一种能源！
煤制乙二醇的工艺及市场分析
• 无烟煤 •等等。。
•褐煤
•煤的分类
•上 海 金 煤 ： 投 资 1.8 亿 元 用于试验。
程
布
•河南煤业：规划300万吨乙二醇
局
•福建物构所：技术源头 •小试技术和催化剂研发。
煤制乙二醇的工艺及市场分析
市场分析
•预计：2015年乙
二醇产能将达550万 t/a ，消费量 1100~1150万t/a 。
•数据来源：2000~2006年数据 《中国石油和化工经济 分析》 2007/12 •2007~2008年数据《中国化工信 息周刊》2009/12 •2009~2015年数据《中国化工信
•这是以往化工生产中的工业化生产的唯一方法！
煤制乙二醇的工艺及市场分析
煤制乙二醇研发
国内外同类技术未能实现工业化的原因：
•福建物构所 近30年 3个关键技 1术）核心催化联剂合技企业术工程化煤制乙二醇技术 2的）工工业业C化O深度脱氢净化等系列关键技术
3）技术集成
• 实现
煤制乙二醇的工艺及市场分析
6.50
71.90 18.50 2.50
7.10
72.60 18.15 2.66
6.59
71.95 18.05 2.80
7.19
71.80 17.04 2.93
8.23
72.25 16.59 3.02
8.14
75.07 14.79 2.84
7.30
75.96 13.41 2.94
7.68
76.50 12.62 3.20
煤制乙二醇研发
•基础研究 •1982-1991
•模 试 •1991-1995
•工业化实施 •2004-2009
•中试努力 •1995-2004
•2009：20万吨级工业示范成功开车
煤制乙二醇的工艺及市场分析
•2007年8月建成的万吨级煤 制乙二醇工业性试验装置
•2005年12月， 年产300吨草
u 通辽金煤化工已开始二期40万吨/年煤制乙二醇 工程项目的建设，
•2009.10，建成投产的通辽金煤20万吨/年煤制乙二醇工业基地场景
煤制乙二醇的工艺及市场分析
•“
煤
制
•通辽金煤：120万吨乙二醇
乙
项目。首期20万吨工业。
二
醇 ” 工
•江 苏 丹 化 集 团 ： 300 吨 中 试 ， 万吨级工业化试验。09年3月完 成技术鉴定。