合成气制乙二醇工艺 化学

一、EG目前市场及存在的问题

我国聚酯产业的快速发展对EG 产品的需求十分旺盛，加之产品市场缺口量大，从而为EG 产能增长尤其是煤制EG 新增产能释放提供了可观的市场空间，总体市场前景是令人乐观的，但是还存在以下几个不容忽视的问题：

第一，我国EG 装置产能低，产品主要依赖进口，同时石油路线EG 成本高、缺乏市场竞争力。

第二，我国煤制EG 虽然发展较快，但仍处于起步阶段，其核心技术( 主要是草酸酯加氢催化剂) 仍有待长周期工业运行的验证，另外煤制EG还存在煤耗高、水耗高、碳排放量大等缺陷，大规模发展煤制EG 受到资源条件、环境容量等方面因素制约。

第三，国外主要采用乙烷裂解制乙烯，生产成本低，其EG 产品价廉质优，而且主要出口到中国市场，因此无论是国产石油路线EG 还是煤制EG，都仍将受到进口EG 产品的强烈冲击。我国乙二醇供需状况：

二、选择该工艺的理由

与环氧乙烷水化法比较，该新型路线从合成气出发,首先由CO气相催化偶联合成草酸酯,草酸酯再催化加氢制备乙二醇，符合我国煤多油少的国情，通过煤基合成气制乙二醇，对国家经济发展具有战略意义，而且相对于石油化工路线来说，经济效益也较好。该方法工艺流程简单、能耗小、乙二醇的选择性相对较高,成为最有工业应用前景的反应。

煤制乙二醇经济性分析：

名称规格单耗单价成本

原辅材料

一氧化碳≥98.2％800ｍ30.5 400

氢气≥99.5％1600ｍ30.8 1280

氧气≥99％260ｍ30.1 26

亚硝酸甲酯 4.4kg ５22

甲醇≥99％130kg ２260

公用工程

新鲜水5t ５23

循环水440t 0.5 220

电1100kwh 0.6 660

蒸汽 1.7 MPa 3.2t 120 384

蒸汽 1.0 MPa 3.6t 110 396

蒸汽0.5MPa 1.64t 100 164

压缩空气50ｍ3１50

合计3887

三、合成的工艺路线及简要工艺流程

草酸酯加氢制乙二醇工艺

此路线为两个反应过程组成：

首先，CO 与亚硝酸酯发生偶联反应，生成草酸酯和一氧化氮，一氧化氮在醇和氧气条件下发生再生反应，生成亚硝酸酯；其次，生成的草酸酯在催化剂的存在下与氢气发生加氢还原。反应原理及方程式如下：

CO 偶联：2CO+ 2RONO →( COOR) 2+2NO

NO 再生：2NO +2ROH +1/2O2 →2RONO+ H 2O

反应过程中并不消耗NO 与RONO，由CO 制草酸酯的总反应如下：

2CO +2ROH+1/2 O2→ ( COOR) 2+H 2O

草酸酯加氢机理：

首先草酸酯酯跟氢气发生反应生成中间产物烷基醇酸酯，然后中间产物再加氢生成乙二醇。由于醇羟基活泼性较高，在氢气存在下乙二醇可以进一步加氢生成副产物乙醇。方程式如下：

主反应：

( COOR) 2+2H2 →CH2OHCOOR+ROH

CH2OHCOOR+2H2→(CH2OH)2+ROH

总反应：(COOR)2 + 4H2→(CH2OH)2 + 2ROH

烷基R 可为甲基、乙基、丙基、丁基等，RONO可由甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等为原料制得。

副反应：(CH2OH)2+H2→CH3CH2OH+H2O

工艺流程图：

四、催化剂及成功应用实例

草酸酯加氢法生产乙二醇的工艺可分为以Ru等贵金属催化剂为主的液相均相加氢法和以铜基催化剂为主的非均相气相或液相加氢法。前草酸酯加氢反应所采用的催化剂主要为Cu-Cr 催化剂和Cu-SiO2负载型催化剂，并且在催化反应中表现出了良好的催化性能。国内最早从事草酸酯加氢催化剂研发的是中科院福建物质结构所，早在20 世纪80年代，福建结构所就开始进行研究并开发出了早期的铜铬催化剂，该催化剂在反应温度208-230℃、反应压力2.5-3.0 MPa、氢酯比40-60条件下，草酸二甲酯的转化率99.8%，乙二醇的选择性95.3%，催化剂使用寿命1134 h。这是目前国内研究草酸酯加氢催化剂技术最成熟的单位。应用实例：

内蒙古通辽金煤公司以成功投入生产

2009年，安徽淮化集团建设煤基合成气制乙二醇1000吨/年的中试装置。2011年8月，中试成功，产出优等级乙二醇产品，验证了技术的合理性，并取得了进一步放大的数据，为该技术的产业化奠定了坚实的基础。到目前为止，华理技术成果已授权客户6个，达到7套装置总计160万吨/年的规模，各套装置皆在工业化实施过程之中。

五、建议

我国EG 几乎全部用来生产聚酯，EG 消费市场和对苯二甲酸( PTA) 生产企业主要集中在华东、华南地区。煤制EG 虽然较石油基EG 的成本低，但EG 是液体产品，运输困难且成本高( 主要通过公路运输) ，如果将新疆等偏远富煤地区生产的EG 长途运输到我国东南部地区再用来生产聚酯，势必增加生产成本。但如果煤制EG 能与当地大型PX 装置相结合生产聚酯( 固体产品) ，产品运输费相对较低，具有成本竞争力。为此，建议国内富煤地区的相关大型石化企业可与当地煤制EG 企业合作，延伸PX 装置产品产业链，充分利用本企业石油基PX 进一步生产PTA，并外购煤制EG 来发展聚酯产品，通过优势互补实现互利共赢，促进我国聚酯产业的可持续发展。