煤制乙二醇现状及其在聚酯领域的应用

吨级工业化示范阶段）
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5）上海焦化：已经完成了万吨级工业化示范装臵运行工作（万吨级工
业化示范阶段）
6）中石化上海研究院：千吨级中试中试（中试阶段） 7）天津大学：开展了大量系统的研究工作，近几年在河北和云南开展 了中试工作（中试阶段） 8）中科院成都有机所、西南化工研究院、南开大学、浙江大学等：实
3） Redox法：以甲醇和甲醛为原料（Redox和Celanese） 4）甲醛缩合法：以甲醛为原料
5）CO氧化偶联法：以CO和低碳醇为原料
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经过40多年的研究，最有工业化前景的煤制乙二醇技术是CO氧化 偶联法（两步间接合成法），国内外的研究最为广泛和深入！
给率为92%。
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从乙二醇下游应用领域来看，大约93%的乙二醇用于聚酯领域，3%用
于生产聚氨酯，3%用于生产防冻液，1%用于其他领域的生产。快速发展的
聚酯工业极大地拉动了乙二醇的需求增长。国内乙二醇供应市场在自身产
能增速有限、表观消费量增幅明显的局势下，市场供应缺口较大。
高、灰分高、挥发分高、热值低，常被当作低质燃料煤使用。加上这些
煤易分化和自燃，不宜长途运输，也难以异地加工利用。对其进行深加 工转化，制取高附加值的煤化工产品，是低质煤清洁高效利用的有效途 径。
丰富而廉价的煤炭资源奠定了我国大力发展煤制乙二醇工艺的 基础。发展煤（尤褐煤）制乙二醇产业符合我国缺油、少气、煤炭 资源相对丰富的能源现状。
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中国乙二醇受制于石油原料的不足和煤制乙二醇工艺的进展曲折，产
能迟迟未能大幅增长。 “十二五”阶段将是我国乙二醇自给率不断提高的时期，目前，国内乙 二醇装臵基本均为石油路线，在我国石油对外依存度屡创新高及国际油价持 续高位运行的情况下，石油路线乙二醇成本领域不具备任何优势， 依靠石 油法大量扩产解决对外依存问题是不现实的。因此， 国要实现乙二醇自给， 必须依靠煤制乙二醇工艺的发展。
2009年12月7日打通了全流程，试车成功并生产出合格的乙二醇产品；
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年产300吨草酸酯中试装臵
年产100吨乙二醇的 加氢装臵
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万吨级装臵外景，1.5亿元，2007年8月建成
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2014年1-9月国内累计进口647.34万吨，较去年同期（624.35万吨）增长
3.68%，可以看出，2014年国内乙二醇进口数量仍然呈现明显的增长态势。
其中1月乙二醇进口93.6万吨，比去年同期增加30.7%，比去年12月大幅增加
45.6%，这也是我国首次月度进口总量超过90万吨。
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通辽金煤20万吨/年煤制乙二醇发展历程：
2005年8月，江苏丹化集团、中科院福建物构所和上海金煤化工新技
术有限公司合作进行技术攻关，先后完成了年产300吨中试装臵和万吨工业
试验装臵； 2009年3月18日，万吨级“煤制乙二醇”成套工艺技术通过了由中科院
1） DuPont甲醛羰化法：以甲醛和甲醇为原料
2） UCC直接合成法：以CO和H2为原料
催化剂主要为铑和钌催化剂两大类，230 ℃ ，50MPa条件下，钌-Cat，EG选择性达 到70% 以上，铑-Cat， EG选择性达57％，产率达 259g／(L· h)。虽未工业化，如有 突破，将非常有竞争力。
2CO + 2ROH +
羰化合成 催化剂 O2 酯加氢 催化剂
(COOR)2 + H2O
(COOR)2 + 4H2
(CH2OH)2 + 2ROH
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CO氧化偶联技术国内外研究进展
国外研究概况： 日本ube兴产开发成功了CO高压液相催化法合成草酸二丁酯技 术，并于1978年建成了6000吨/年高压液相合成草酸二丁酯的中试装 臵。 其后，日本ube 和美国UCC等相继开发成功了CO常压气相合成 草酸二酯新工艺，有大量专利报导。完成了常压气相催化合成草酸 二酯的模试和百吨级中试，但至今尚未规模化工业生产报导。
1965年, Fenton, 醇类氧化羰化生成草酸酯.
ROH + CO
Pd or Cu 催化剂
RO-CO CO-OR
-
D. M. Fenton, P. J. Steinwand, US Patent: 3393136, 1968, filed 1965. D. M. Fenton and P. J. Steinwand, J. Org. Chem., 39, 1974 , 701
煤制乙二醇现状及其在聚酯领域的应用
江苏金聚合金材料有限公司 2014 年 10 月 丹 阳
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报 告 内 容
1 煤制乙二醇产生的背景 2 煤制乙二醇技术原理及发展历程
3 煤制乙二醇与石油制乙二醇比较
4 通辽金煤煤制乙二醇产业化现状 5 煤制乙二醇关键技术瓶颈 6 煤制乙二醇在聚酯领域应用
锅炉
蒸汽循环发电
余热锅炉 燃气轮机 循环发电
电
力
汽 油 柴 油 润滑油、石蜡 甲 醇
余热回收
弛放气
热
解
合 成
煤
气源自文库
化
气
新型气化
净 化 、 变 换 及 分 离
FT合成 甲醇合成 甲醇转化
一步制二甲醚
烯烃,芳烃,甲醛 醋酸,三聚甲醛, 二甲醚
CO氧化偶联
乙二醇、混合
醇 H2
热流 物流
甲烷化
SNG
CO2
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“煤制乙二醇”技术所涉及的主要化学反应如下：
氨氧化和合成气的制备：
4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O
C + H2O
CO + H2
羰基合成反应和NO循环利用的氧化酯化反应：
2CO + 2RONO 2NO + O2 N2O3 + 2ROH
(COOR)2 + 2NO N2O3 (NO由氨高温燃烧制备) 2RONO + H2O
2007年8月，通辽金煤正式奠基，开始了15万吨乙二醇项目的建设（总投 资30多亿，占地1000亩），2009年10月完成。
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2009年03月 18日中国科学院在江苏丹阳主持召开了《万吨级 “煤制乙二醇”成套工业工艺技术》成果鉴定会。 鉴定意见：该成套技术符合循环经济三原则，完全拥有自 主知识产权，全部采用工业CO、NO、H2、O2和醇类为原 料，反应条件温和，技术指标达到了设计要求，万吨级工
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公开资料显示，2013年国内乙二醇表观消费量高达1171万吨，其中进口
824.1万吨，比2012年（796.5万吨）增长3.5%左右， 而2013年中国乙二醇产 量为374万吨，其中乙烯路线乙二醇自产量仅为340万吨附近 ，对外依存度 近70%，稳居国内液体化工进口依存度最高产品的榜首。
CO催化偶联合成草酸酯的总反应：
2CO + 2ROH + O2
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(COOR)2 + H2O
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草酸酯加氢制乙二醇:
(COOR)2 + 4H2
(CH2OH)2 + 2ROH
“煤制乙二醇”的总反应：
2C + 2H2 + H2O +
技术路线总反应示意：
O2
(CH2OH)2
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报 告 内 容
1 煤制乙二醇产生的背景 2 煤制乙二醇技术原理及发展历程
3 煤制乙二醇与石油制乙二醇比较
4 通辽金煤煤制乙二醇产业化现状 5 煤制乙二醇关键技术瓶颈 6 煤制乙二醇在聚酯领域应用
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焦 油
煤化工 总体技 术路线
半 焦
业试验装臵运行稳定，具备了进一步建设大规模工业化生
产装臵的条件。该技术的推广应用可替代传统的石油路线 制备乙二醇，符合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的
资源特点，将有效缓解我国乙二醇产品供需矛盾，对国家
煤炭 + 空气 + 水
乙二醇
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CO催化偶联合成草酸酯的反应机理：
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万吨级煤制乙二醇技术主要工艺步骤：
（1）煤制合成气及其净化：煤制合成气气经变换和净化后获得合格的
合成气（CO+H2）；
（2）变压吸附分离工序：采用变压吸附（PSA）分离获得工业CO 和 H2原料； （3）脱氢工序：脱除工业CO 中仍含有的H2； （4）酯化工序：发生氮氧化物NxOy，并与甲醇合成亚硝酸甲酯以满 足羰化反应需要；
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报 告 内 容
1 煤制乙二醇产生的背景 2 煤制乙二醇技术原理及发展历程
3 煤制乙二醇与石油制乙二醇比较
4 通辽金煤煤制乙二醇产业化现状 5 煤制乙二醇关键技术瓶颈 6 煤制乙二醇在聚酯领域应用
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1.1 中国对乙二醇巨大需求
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截止至2014年6月底，国内乙二醇产能561万吨/年，上半年累计产量为 179.5万吨左右（包含煤制及甲醇制及合成气制），较去年增加1.8万吨左 右，增幅仅为1%。下半年还有几套煤制及福建炼化一套乙烯制MEG装臵将 投产，产能增速将明显大于去年。 截至2014年6月，中国已建成7套合成气经草酸酯路线制乙二醇项目，产 能共计110万吨/年。其中，2014年上半年新增中石化湖北化肥20万吨/年产 能，项目于3月试车成功，首批优等品乙二醇销往仪征化纤。
组
织得技术鉴定； 在万吨级工业试验技术的基础上，从2007年8月开始，金煤化工在内蒙古
通辽建设20万吨“煤制乙二醇”生产基地；
此项技术的成功投产标志着我国在世界上率先实现了“煤制乙二 醇”成套技术的工业化应用。该技术利用我国相对丰富的煤炭资源 2010年10月完成了全部的工程建设计划，并打通所有流程生产出世界上 替代目前的石油路线生产乙二醇，经济效益高，切合我国资源实际， 第一批可以满足用户需求的“煤制乙二醇”产品。 将对我国的能源和化工产业产生重要积极的影响。
巨大的供需缺口、石化路线乙二醇产能增长缓慢和高油价 下的乙二醇市场行情，为煤制乙二醇带来了极佳的发展机遇。
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1.2 煤制乙二醇符合中国能源现状
我国能源现状为 “富煤、少气、缺油”，煤炭资源储量相对丰富，
资
源总量为5.6万亿吨，占世界储11.60%，为世界上第一产煤大国。但优质 煤资源仅占一半左右，其余为褐煤等劣质煤炭资源。这些煤种的水分
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国内研究概况:
1）福建物构所--丹化集团：合作建成20万吨/年工业化装臵（工业化阶段）
2）华烁科技股份有限公司（湖北省化学研究院）--中国五环--鹤壁宝马集
团：合作建成5万吨工业化示范装臵（万吨级工业化示范阶段） 3）上海戊正--华鲁恒升：合作建成5万吨工业化示范装臵（万吨级工业化 示范阶段） 4）华东理工--上海浦景--淮化集团：合作建成千吨级工业化示范装臵（千
验室或中试研究阶段
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目前国内宣布掌握煤制乙二醇技术的集合体主要包括：福建物 构所--丹化集团--河南煤业集合体；天津大学--惠生工程--华本能源集 合体；华东理工大学--上海浦景--淮化集团集合体；华谊集团等，此外
还有日本高化学代理的宇部兴产、东华工程集合体。
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万吨级煤制乙二醇技术主要工艺步骤：
（5）羰化工序：脱氢后的CO 与亚硝酸甲酯进行羰化反应，生
成草酸二甲酯，同时反应生成NO，与甲醇反应后再生亚硝酸甲
酯； （6）加氢工序：草酸二甲酯催化加氢制得乙二醇，反应同时生 成甲醇可回用于酯化工序； （7）精馏分离与精制工序：将乙二醇的粗产品分离精制得到聚 合级乙二醇产品。
据公开资料报道，近年来，国内PTA、PET和涤纶产能迅速扩增，国产 化进程全速推进。截止2013年年底，中国聚酯产能达4350万吨，2014年，我 国新增聚酯产能约有500万吨，产能增速约为10%。 截止到2013年底，国内PTA产能达3635万吨/年。2013年国内PTA企业 开工率平均在75%左右，年产量预计约2700万t，全年进口PTA约210万t，自