煤制乙二醇工艺技术

有一定的特殊要求。
4. 与石油法相比，只有当原油价格高于50 美元/ 桶左右时才具备成本优势。
5. 放大到20 万t/ a 的产业化过程中可能存在一定的技术风险（催化剂稳定性），技术成熟度有待考证。
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武汉科技大学 4. 项目进展
技术来源：
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通辽金煤20万t/a煤制乙二醇
气化
煤
合成气
（CO+H2）
直接法
• 缺乏核心催化剂生产技术 及关键环节的处理技术
中间产品
（草酸酯、甲醛）
乙二醇
间接法
• 技术工业化时间短； • 四低：成本低、能耗低、
水耗低、排放低；
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2. 市场环境——国际市场
全球总体供应过剩，中东和亚洲分别成为主要生产区域和消费区域 −据预测2010年全球乙二醇总产能将达2709万t/a，消费量将达2100万t，开工率不足80%； −拥有廉价乙烷原料的中东地区，其生产能力将快速增长，成为全球乙二醇主要出口地区。
−由于该项目刚刚投产，实际的生产、能耗数据需要待生产稳定后进一步确定。
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4. 经济性分析
20万t/a煤制乙二醇能耗、设备及经济性参考数据 通辽金煤乙二醇项目刚刚投产，实际的生产、能耗数据需要待生产稳定后进一步确定； 据不可靠消息来源，20万t/a煤制乙二醇能耗设备及经济性参考数据如下,这个每吨乙二醇成本约3800元：
2)上述工艺原料和公用工程价格采用 2005年相关的国内市场价格计算。
结论：上述两个版本的乙二醇成本均在 3800元/吨左右。
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武汉科技大学 4. 经济性分析
国内石油法制乙二醇的生产成本 以上海石化2005年5.6/23万t/a环氧乙烷/乙二醇 装置为例，其生产成本大致如下：
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近年来，美国、欧洲和日本等国家和地区因经济不景气导致生产成本上升、需求下降，因此 关闭了部分装置；亚洲将成为未来乙二醇的主要消费和进口地区。
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数据来源：《中国石油和化工经济分析》2007/12
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2. 市场环境——中国市场
国内产能不足，供需缺口大
中东石油制乙二醇生产成本 根据亚化咨询的估算,中东目前（2009年7月）使用 乙烷为原料生产乙二醇的成本仅为250～300美元/吨。
数据来源：“环氧乙烷乙二醇行业调研报告”网络
数据来源：“中东与东南亚地区主要石化产品成本竞争力分析”《中国石 化》2009.11.20
进口关税税率5.5%，增值税税率17%，2009年美元/人民币平均汇率6.83.
价格与油价密切相关，国内价格-进口价格差距大
石油法乙二醇生产成本与石油价格联动，我国进口乙二醇主要来自原料价格低廉的中东地区，对国内乙二醇市场造 成了相当的冲击。
数据来源：2005~2007国内价格《参数与数据》2008 2008~2009国内价格《中国石油和化工经济分析》 2005~2009进口价格《中国石油和化工经济分析》 进口关税税率5.5%，增值税税率17%，国内运费平均150元/t
Follow-Up
技术进展 −现有装置运行稳定性 −生产成本及经济性 −物耗/能耗
乙二醇产品市场 −价格 −中东/国内新建装置动向
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国内： −始于20世纪80年代； −草酸酯合成法是目前研究较为成熟的间接合成技术； −中科院、天津大学等
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草酸酯合成法原理：
煤炭气化
氧化
NH3
气 化
合成气CO+H2
催化脱氢净化
预 备
氨氧化物
氧化酯化
CH3OH O2
CO
CH3ONO 亚硝酸甲酯
偶联
2CO + 2CH3ONO = (COOCH3) 2 + 2NO
草酸二甲酯 第
一 步
再生
2NO + 2CH3OH + 1/ 2O2 = 2CH3ONO + H2O
催化循环 2CO + 1/ 2O2 + 2CH3OH = (COOCH3) 2 + H2O
第 二
加氢
(COOCH3) 2 + 4H2 = (CH2OH) 2 + 2CH3OH
步
精馏分离
乙二醇
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武汉科技大学 4. 经济性分析
草酸酯合成乙二醇的经济性
CO偶联羰化技术来源日本宇部兴产，加氢技术来源美国ARCO公司； 产能40万t/a，装置总投资17.82亿元，项目经济性如下：
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注：1）上述草酸工艺文献来源：Harold W Scheeline, Dilip K Chandwani. Ethylene glycol via oxalate esters[R].PEP Review No81-21.1982:8.与中科院物构所研发的技 术有所不同，仅供参考。
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武汉科技大学 1. 概述
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乙二醇（Ethylene Glycol，简称EG）是大宗化工产品和基础有机原料，
主要用于生产聚酯和防冻液等。 目前主要工艺 传统的石油工艺：
裂解
石脑油
乙烯
现代煤化工工艺：
氧化
水解
环氧乙烷
乙二醇
*环氧乙烷直接水合法
石油法
• 技术成熟，应用广； • 水耗大、成本高； • 副产品多； • 产品总收率：88%
−2009年中国乙二醇对外依存度达到50%； −据预测，2010年中国乙二醇产能将达到380万t/a，消费量将
达810~820万t/a，2015年乙二醇产能将达550万t/a ，消费量 1100~1150万t/a 。
生产集中度高，中石化、中石油是主要供应商
−90%以上采用的是环氧乙烷直接水合法（石油法）； −产能主要集中在中石化（59.43%）、中石油（19.23%）； −09年化工市场低迷，进口乙二醇对市场的冲击导致开工率降低。
与国内传统石油法乙二醇工艺相比，煤制乙二醇工艺一旦成熟，将具有一
定成本优势；
但与中东乙烷等为原料的乙二醇相比，成本不占优势，竞争力较大。12
武汉科技大学 5. 结论
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中国乙二醇需求量大，潜力巨大； 煤制乙二醇技术尚未完全商业化，技术风险仍然存在； 与中东以乙烷为原料的乙二醇相比，煤制乙二醇在成本上不具有优势。
消费结构单一，受制严重
−中国乙二醇95%以上用于聚酯生产； −2008年以来，聚酯受纺织业出口锐减和贸易摩擦影响，
大幅减产，乙二醇需求受到严重影响；
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数据来源：“乙二醇的国内外供需现状及发展前景”《中国石油和化工经济分析》2007/12
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3. 技术进展
煤制乙二醇的主要技术和研究机构
国外： −始于20世纪80年代； −合成气-草酸酯-乙二醇路线具有工业化优势； −日本宇部兴产、美国联碳
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《中国化工信息周刊》2010/9
数据来源：《中国化工信息周刊》2010/9
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2. 市场环境——产品价格
存在问题
1. 催化剂成本过高,占整个产品成本的10 %～15 %;还需要进一步开发价格低廉、运行周期长的新型催化剂。
2. 在制备草酸酯的过程中, CO 纯度要求太高,原料气中的H2 要低到PPM 级别,在工艺上有一定难度。
3. 合成气反应生产草酸酯技术基本上能够成熟, 但是该过程中的NO 在空气和有水的条件下生产腐蚀性的酸,因此对设备
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3. 技术进展
煤制乙二醇工艺总体处于商业化生产前期，技术尚未完全成熟，仍需经过进一步商业化运行的检验。
技术特点
1. 草酸二乙酯平均转化率可达99.18 % ,乙二醇平均选择性可达95.13 % 2. 相比石油法工艺流程短、温度、压力要求低,能耗低； 3. 新型催化剂能有效抵抗各种杂质的影响； 4. 生产连续反应，达到清洁生产的工艺要求，污染少; 5. 原料价格低，流程短，设备投入少，各项消耗低，生产成本较石油路线降低。
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中国煤制乙二醇现状及发展
化工2014级
化学工程与技术学院
程正载
博士 教授
2017 年 09 月
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主要内容
1. 乙二醇概述 2. 乙二醇市场环境 3. 煤制乙二醇技术进展 4. 经济性分析 5. 结论
−2009年12月，中国国内首个自主研发的20万吨/年煤制乙二醇装置投产，该项目总投资21亿人民币，可转化褐煤130万吨/ 年（煤耗约6.5吨/吨产品）；预计年收入15.3亿元，利润总额8.94亿元，总投资收益率40.89%。
−据项目主体——通辽金煤化工有限公司介绍，该项目采用中科院福建物构所研发的CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化 加氢合成乙二醇技术，当原料褐煤130元/吨时，完全生产成本(财务费用除外)约为2625元/吨，相当于以石油路线生产乙 二醇原油价格在25美元/桶时的生产成本。