年产20万吨煤制乙二醇项目可行性实施报告

20万吨/年煤制乙二醇项目可行性研究报告一、市场现状及预测(一)市场状况目前，我国乙二醇产品主要用于生产聚酯、防冻液、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂和聚酯多元醇等。

其中聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，其消费量约占国总消费量的94.0%，另外约6.0%用于防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等。

近年来，我国聚酯（包括聚酯纤维、聚酯树脂和薄膜等）的生产发展很快，2000年生产能力只有595万吨，2006年已经增加到约2150万吨。

据中国聚酯协会预测，2008年我国聚酯的产量将达到约1730万吨，对乙二醇的需求量将达到约605万吨；2010年聚酯的产量将达到约1900万吨，届时对乙二醇的需求量将达到约665万吨。

加上在防冻剂以及其他方面的消费量，预计我国乙二醇的总需求量，2008年将达约636万吨，2010年将达到约710万吨。

（二）进出口及表观消费量1、表观消费量近10年来，由于聚酯工业需求强劲，国市场对乙二醇的需求保持快速增长态势。

1995年我国乙二醇的表观消费量只有65.69万吨，2000年达到195.71万吨，年均增长率高达24.40%。

进入21世纪以来，乙二醇的表观消费量继续大幅增长，2002年突破300万吨大关，达到301.99万吨，成为超过美国的世界第一大乙二醇消费国，2006年更是达到562.04万吨，2001～2006年的年均增长率达到18.53%。

近年来我国乙二醇的供需情况见表1。

2、进出口虽然我国乙二醇生产能力和产量增长较快，但仍不能满足国聚酯等日益增长的市场需求，每年都得大量进口，且进口量呈逐年增长态势。

1995年我国乙二醇进口量只有20.54万吨，2000年进口量突破100万吨达到104.97万吨，2006年更是增加到406.13万吨，进口依存度高达72.26%。

表1 近年来我国乙二醇的供需情况单位：万吨/年年份产量进口量出口量表观消费量自给率/%1997 70.74 19.93 2.36 88.31 80.10 1998 74.97 30.82 0.52 105.27 71.22 1999 84.38 56.69 0.013 141.06 59.82 2000 90.75 104.97 0.015 195.71 46.37 2001 80.75 159.71 0.23 240.23 33.612002 90.61 214.57 3.19 301.99 30.00 2003 96.93 251.61 2.34 346.20 28.00 2004 94.91 339.10 2.58 431.43 22.00 2005 110.08 400.03 1.28 508.83 21.63 2006 156.00 406.13 0.09 562.04 27.76 （三）生产能力及生产厂家表2 乙二醇生产厂家一览表单位：万吨/年序号生产厂家名称生产能力技术来源备注1 北京燕山石油化工股份有限公司8.0 SD氧气法1998年7月扩产2 中石油石化分公司 6.0 UCC氧气法1989年技改3 中石油石化分公司 6.0 Shell氧气法2000年扩产4 中石油石化分公司15.9 SD氧气法1996年投产，2002年扩产5 北京东方石油化工有限公司4.0 SD氧气法1996年投产6 某石油化工股份有限公司30.0 SD氧气法1999年扩产7 上海石油化工股份有限公司22.5 SD氧气法2002年扩产8 茂名石油化工公司10.0 Shell氧气法1996年投产9 天津石油化工公司 4.2 Shell氧气法1996年投产10 中石油独山子石化分公司5.0 SD氧气法1996年投产，2002年扩产11 某—某有限公司30.0 2005年投产12 中海—壳牌石油化工有限公司32.0 2006年2月投产13 上海石油化工公司38.0 2007年3月投产合计211.6注明：全部为石油乙烯－环氧乙烷路线，SD为美国科学设计公司，UCC为美国联合碳化物公司，Shell为荷兰皇家/壳牌集团公司,简称壳牌公司。

2005年某有限公司新建的一套30万吨/年乙二醇装置建成投产。

2006年2月中海-壳牌石油化工有限公司新建的一套32万吨/年乙二醇生产装置建成投产。

2007年3月上海石油化工公司新建的38万吨/年乙二醇装置建成投产。

这些新项目使我国乙二醇的生产能力大增，截至2007年5月，我国乙二醇的生产厂家达到13家，总生产能力为211.6万吨/年。

乙二醇生产厂家见表2。

随着我国乙二醇生产能力的不断增加，产量也不断增加。

1995年我国乙二醇的产量只有45.61万吨，2000年达到90.75万吨，年均增长率达到14.8%；2006年进一步增加到156.0万吨，同比增长约41.69%，2001～2006年产量的年均增长率约为14.08%。

（四）乙二醇价格乙二醇价格近几年稳中有升，2002年每吨价格约为4965元，但随着2004年原油价格的大幅攀升和中国等国家需求量的迅速增长，2004年每吨价格约为9685元，随后进入市场调整期，世界上和国近两年乙二醇生产厂家新建和扩建的陆续投产，乙二醇价格稍有下滑，2005年每吨价格约为8947元，2006年每吨价格约为8942元，（2002～2006年价格为国家统计局数据），2007年乙二醇价格稍有回升，约10000元/吨（网上平均价）。

二、产品方案及生产规模本项目产品方案及生产规模为20万吨/年乙二醇，年生产时间按8000小时计。

三、乙二醇生产技术简介目前乙二醇工艺路线主要分为石油路线和非石油路线，工业合成乙二醇的主要方法是先经石油路线生产乙烯，再氧化乙烯生产环氧乙烷，最后由环氧乙烷非催化水合反应得到乙二醇。

在石油价格居高不下的经济环境下，寻找一条经济的石油路线改进工艺或者非石油路线乙二醇合成路线已经成为研究热点。

（一）乙二醇石油路线工艺1、环氧乙烷直接水合法环氧乙烷直接水合法是目前国外工业化生产乙二醇的主要方法，该工艺是将环氧乙烷(E0)和水按1:20～22(摩尔比)配成混合水溶液，在管式反应器中于190～220℃、1.0～2.5MPa下反应，环氧乙烷全部转化为混合醇，生成的乙二醇水溶液含量大约在10%(质量分数)左右，然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到乙二醇及副产物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)等。

混合醇中乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的摩尔比约为100:10:1，产品总收率为88%。

不足之处是生产工艺流程长、设备多、能耗高，直接影响乙二醇的生产成本。

2、环氧乙烷催化水合法针对环氧乙烷直接水合法生产乙二醇工艺中存在的不足，为了提高选择性，降低用水量，降低反应温度和能耗，世界上许多公司进行了环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术的研究和开发工作。

其中主要有壳牌公司、联碳公司、莫斯科门捷列夫化工学院、上海石油化工研究院、**工业大学等，其技术的关键是催化剂的生产，生产方法可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两种，其中最有代表性的生产方法是壳牌公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法。

3、通过中间体合成乙二醇该方法又可分为乙二醇和碳酸二甲酯(DMC)联产法和碳酸乙烯酯水解法两种生产方法。

（1）碳酸乙烯酯法碳酸乙烯酯法合成乙二醇是由二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下反应生成碳酸乙烯酯(EC)，碳酸乙烯酯再经水解制得乙二醇。

（2）乙二醇和碳酸二甲酯联产法该方法的主要过程分两步进行，首先是二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下合成碳酸乙烯酯，然后是碳酸乙烯酯和甲醇(MA)反应生成碳酸二甲酯和乙二醇，两步反应都属于原子利用率100%的反应。

（二）乙二醇非石油路线工艺现在人们日益认识到石油资源的有限性，各国纷纷开始研究以煤和天然气为初级原料来生产乙二醇。

目前较有开发前景的方法为草酸酯氧化偶联法、理论价值较高的为直接合成法。

1、草酸酯加氢合成法CO催化偶联合成草酸酯再加氢生成乙二醇是当前C1化工研究的重要课题，也是C1化工中最有前途的研究方向之一。

该工艺具有原料来源丰富、成本低、无污染、反应条件温和、产品纯度高、生产连续化等优点，是洁净生产、环境友好的先进绿色化学工艺。

此方法是利用醇类与NO及氧气反应生成亚硝酸酯,然后在钯（Pd）系催化剂上氧化偶联制得草酸二酯，再经在铜系催化剂上加氢制得乙二醇。

此工艺最早是由美国联合石油公司D.M.Fenton于1966年提出，1978年日本宇部兴产公司进行了改进，选用2%Pd/C催化剂，并通过反应条件下引入亚硝酸酯，解决了原方法的腐蚀等问题，并提高了草酸酯的收率。

该公司建成了一套6000吨/年的草酸二丁酯的工业装置，初步实现了工业化，之后，宇部兴产和美国UCC公司联合开发了常压气相合成草酸酯研究，并完成了模试。

国从20世纪80年代也开始研究CO催化合成草酸酯及其衍生物产品如草酸、乙二醇的研究。

国主要的研究机构为中国科学院、天津大学、华东理工大学、西南研究院，丹阳化工有限公司及上海焦化有限公司。

2、合成气直接合成法合成气直接合成法是一种最为简单和有效的乙二醇合成方法，也最符合原子经济性，是理论价值最高的一条工艺路线。

其方程式如下：此反应属于自由能增加的反应，在热力学上很难进行，需要催化剂和高温高压条件。

此方法最早是由美国杜邦公司于1947年提出来的。

该工艺技术的关键是催化剂的选择。

早期采用的钴催化剂，要求的反应条件苛刻，高温高压下乙二醇的产率也很低。

1971年，美国UCC首先公布用铑催化剂从合成气制乙二醇，其催化活性明显优于钴，但所需压力仍太高（340MPa）。

上世纪80年代以来，确定为合成气直接合成乙二醇的优良催化剂主要分为铑和钌两大类。

UCC采用铑催化活性组分，以烷基膦、胺为配体，配置在四甘醇二甲醚溶剂中，反应压力可降至50Mpa，反应温度为230℃，不过合成气的转化率和选择性仍偏低。

日本研究的铑和钌均相系催化剂，乙二醇选择性达57%。

该法未有工业化装置。

四、草酸酯加氢合成法制乙二醇技术方案（一）草酸酯制备工艺路线选择草酸酯的制备方法有两种：液相法和气相法。

1、液相法日本宇部兴产公司成功地开发了一氧化碳氧化偶联制草酸酯的工艺，并于1978年建成投产了一套年产6000吨的装置。

该工艺是在硝酸存在下，以活性碳为载体的钯为催化剂，在90～100℃、8.106～11.146Kpa下，CO、O2与正丁醇反应，生成草酸二丁酯。

CO、O2和循环回来的未反应的尾气、循环液、62.5～63%（重量）浓度的硝酸、催化剂、丁醇等从反应器底部送入、顶部出料，未反应的原料气经压缩循环使用，液体送脱水工序蒸馏脱水。

所得蒸余物进行过滤，滤出的催化剂经再生处理返回反应器。

滤液组成[%（重量）]：草酸二丁酯45～55、正丁醇25～35、亚硝酸丁酯10～20。