煤制乙二醇？
煤制乙二醇的竞技 2010-2-4 近年来，我国聚酯产业的迅猛发展大大提升了对主要原料精对苯二甲酸 (pta) 和乙二醇的需求。乙二醇生产远远不能满足国内聚酯产业的需求，需大量进口。但同时期乙二醇的产量没有太大的增长。 2008 年国内乙二醇的供需缺口为 520 万吨，自给率不足 30% ，只能通过大量进口以满足下游需求。 亚化咨询的最新数据显示， 2009 年中国的乙二醇进口量超过 580 万吨，比 2008 年增加 12% 。从 2000 年到 2008 年期间，我国乙二醇消费量年均增长率为 18.4% ；同期国内乙二醇供给量年均增长率为 12.3% ，国内产量增长远不足以满足需求增长。正是由于国内乙二醇的供需缺口引发了对业界煤制乙二醇的关注。 亚化咨询认为，由于多家研究机构与工程公司的参与，将使我国煤制乙二醇技术开发与工程化迎来多家竞技的局面。参与者包括生产企业、工程公司和科研机构。 中科院福建物构所经过近 30 年的不懈努力，研究了合成气制乙二醇核心催化剂关键技术。该工艺采用 co 、 no 、 h2 、 o2 和甲醇等作为原料，采用草酸酯氧化偶联法制取乙二醇，开发了偶联和加氢催化剂，探索了煤制乙二醇产业化新的路线，并先后进行了 300 吨级和万吨级的合成工艺试验。 2009 年 12 月，采用中科院物构所技术的全球首个煤制乙二醇工业示范项目——通辽金煤 20 万吨 / 年煤制乙二醇工业示范项目打通全流程，完成一周的试运行并产出合格产品。预计该项目将于 2010 年进一步调试以实现商业运营。 2009 年 9 月，湖北省化学研究院完成了“煤制气合成聚合级乙二醇新技术”中三项关键催化剂的研究。并通过了小试成果鉴定。三项关键催化剂包括选择性脱氢、草酸二甲酯合成和草酸二甲酯加氢。 2010 年 1 月，由中国五环工程有限公司、湖北省化学研究院、鹤壁宝马集团三方合作的煤制合成气生产乙二醇中试基地项目开工仪式在鹤壁市山城区宝马集团举行。将依托宝马集团现有的甲醇装置和工程设施，建设年产 300 吨乙二醇中试装置和 20 万吨级工业装置。 此外，华谊集团上海焦化公司联合有关的高校和研究机构也进行了煤制乙二醇核心技术的研发，并在筹建万吨级中试装置。天津大学等高校和其他工程公司也在进行煤制乙二醇的技术研发工作。 煤制乙二醇开创了乙二醇生产新的原料来源，其工业示范于 2009 年被列入石化振兴规划。由于乙二醇市场成熟，价格较高，煤制乙二醇盈利前景良好，将成为我国 2010 年煤化工产业新亮点。首届煤制乙二醇技术经济研讨会将于 2010 年第二季度召开。 亚化咨询的研究报告显示，到 2012 年，我国乙二醇的总产能为 460 万吨 / 年，按照开工率 75% 计算，产量应该在 345 万吨左右。而需求方面，预计到 2012 年，我国乙二醇的消费将超为 1050 万吨。供需缺口将达到 705 万吨。我国煤制乙二醇有巨大的市场空间。 亚化咨询认为，我国煤制乙二醇的竞争对手不仅包括国内的一体化石化企业，也包括中东地区以低价乙烷或者石脑油生产乙二醇的企业。未来几年里，我国对乙二醇的市场需求将稳步上升，煤制乙二醇的生产成本，工艺技术的可靠性，以及装置能否实现稳定运行将是决定其竞争力的关键。
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这项技术的前景很可观，因为中国作为煤炭资源丰富的国家，一直在研发煤炭路线的制乙二醇技术。作为现代煤化工五大示范之一，煤制乙二醇已在2009年被列入国家石化产业振兴与发展规划。 从国内的需求来说，我国的乙二醇缺口很大，严重依赖进口。据煤化工机构亚化咨询数据，2010年，中国的乙二醇生产能力约400万吨，产量为240万吨，表观消费量为904万吨，净进口量达664万吨，供应严重不足。相应地，乙二醇的市场价格也从2010年7月的6000元/吨，强劲回升到2011年3月最高达10000元/吨。 从发展的速度来说，煤制乙二醇发展可能是最快的。其一，相关技术相对成熟，可以推广；其二，在煤化工项目中，煤制乙二醇属于小项目，适宜推广。 同时国内也已经有大约5条生产线在做煤制乙二醇，大多数煤化工企业也支持这一技术的推广。其中惠生工程就认为，相比起煤质油、煤制烯烃方面动辄百亿的投资，现在1个20万吨级煤制乙二醇项目项目的整体投入在20-25亿元，相对于煤质油、煤制烯烃的投入金额要小的多。产业链也比后两者短，市场需求明确，推广起来会更容易。煤制乙二醇产业的发展，除了可以提升我国乙二醇的自给率，还将为煤化工行业的配套供应商如煤气化、空分、环保设备和水处理、泵/阀和仪表设备供应商等提供新的业务增长点。
据不完全统计，目前规划中的煤制乙二醇项目产能超过300万吨，总投资超过500亿元。
中国是乙二醇的最大消费国和主要生产国。近年来，随着国内煤制乙二醇产业的快速发展，国内乙二醇产能和产量快速增长，但进口依存度仍维持在较高水平。2020年，我国乙二醇产能大幅扩张。到2020年，我国乙二醇产能达到1570万吨，同比增长20.4%。其中，新增产能主要包括恒力大连、浙江石化(一期)、中科炼化、中化泉州等炼化一体化乙二醇装置。、合成气制乙二醇装置，如兖矿融信、陕西沃能、河南龙宇(二期)、新疆天业(四期)。
受资源赋存影响，国内自给的乙二醇主要来自华东、华南的石脑油制乙二醇和华北、西北的煤制乙二醇。2020年，我国乙二醇产量881万吨，同比增长17.05%，年均开工56.08%，同比下降13.83个百分点。产量大幅增长主要受2020年多套新乙二醇装置投产带来的供应能力提升影响。一方面，乙二醇价格低造成的成本压力大，乙二醇装置关停降低负荷(多套煤装置长期关停，油厂乙二醇产量占比降低)；另一方面，由于下半年几套新设备的集中投产导致产能基数的变化。
主要的煤制乙二醇工艺是“草酸酯法”，即以煤为原料，通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H2，其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯，再经与H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇的过程。
以惠生工程和天津大学共同研发的合成气制乙二醇技术为例，国内合成气制乙二醇技术主要包括以下特点及优势： a. 通过实验获得煤制乙二醇中涉及的非常见物质如亚硝酸酯、草酸酯的物化性质、热力学参数、溶解度、交互作用参数等重要物性数据；
b. 在草酸酯、碳酸酯、甲醇以及乙二醇、1,2-丁二醇等分离过程中的二元及多元交互参数； a. 两代草酸酯合成催化剂：
第一代传统颗粒型氧化铝负载的钯系催化剂（工业使用催化剂），钯负载量为0.6%wt左右，草酸酯选择性高达98.5%，催化剂时空收率大于700g/Lcat/h，寿命超过2年；
第二代整体型钯系催化剂，在保证催化剂性能的同时，钯负载量仅为0.15%wt，催化剂床层阻力大幅降低；
b. 草酸酯加氢催化剂：
高活性、高选择性、高稳定性的Cu/SiO2催化剂原粉的工业规模制备；
第一代片状加氢催化剂，具有高强度、高稳定性的特点；
第二代条形加氢催化剂（工业使用催化剂），经过4700小时寿命评价，催化剂草酸酯转化率100%，乙二醇选择性大于95%，时空收率大于300g/Lcat/h，起始温度185℃，平均温升频率在1.5℃/月，最高反应温度可达245℃，预计寿命超过1.5年。
第三代整体型加氢催化剂进一步消除外扩散影响，催化剂活性及稳定性均大幅优于第二代条形加氢催化剂。
c. 上述催化剂均以实现工程放大制备及生产，拥有百吨级催化剂生产线1条； a. 更高的草酸酯合成工艺压力，降低系统体积；草酸酯合成循环过程操作弹性大，亚硝酸酯回收率高达95%，NO补充量低；采用NO直接补充，过程更加稳定，副产硝酸钠，无废水排放；
b. 独有的低能耗聚酯级乙二醇产品分离方案：采用组分切割方式，仅使用4塔精馏即可获得聚酯级乙二醇产品，较传统乙二醇分离方案节能20%以上；
c. 更宽的原理规格要求：对于进料CO和H2要求更宽，浓度超过98%即可，对CO中CO2、CH4、N2，对H2中CO、CO2、CH4、N2均不做要求；
d. 草酸酯合成工艺路线产品多元化及草酸酯下游产品开发：目前正在开发的及已经开发成功的煤制乙二醇相关产品及工艺路线包括煤制燃料乙醇、合成草酸、碳酸二甲酯、碳酸二苯酯等；
e. 完备的分析监测方案：实现在线监测与工艺控制过程相结合，确保工艺稳定性的同时降低操作人员数量，避免人为操作失误带来的潜在危险。 天津大学拥有1批从实验室到中试再到示范工程的工程技术人员，可为企业提供详细而又安全的开车指导及技术支持服务；
惠生工程凭借其在EPCM以及生产方面的丰富经验能够提供业主完善的工程领域相关的服务以及煤气化、净化、分离部分的生产培训；
拥有千吨级及万吨级装置基地作为煤制乙二醇核心技术的培训基地。 自1987年开始长期连续的煤制乙二醇及相关基础研究工作，完备的从实验室小试、吨级模试、百吨级中试到万吨级示范工程的工程放大过程研究；
a. 国家九五科技攻关项目；
b. 国家十一五科技支撑项目；
c. 千吨级黄磷尾气生产草酸酯、草酸、乙醇项目；
d. 万吨级合成气制乙二醇项目； 已经获得的在催化剂、工艺、分离及相关技术方面的授权专利19项，PCT国际专利3项；
由CO气相偶联合成草酸酯的规整催化剂及其制备方法，ZL2010
用于草酸酯加氢制乙二醇的规整结构催化剂及其制备方法，ZL2010
CO低压气相合成草酸酯的催化剂及其制备方法 ，ZL2007
CO偶联制备草酸酯的方法 ZL2007
草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂及其制备方法，ZL 2007
气相法CO偶联再生催化循环制草酸酯 ，ZL96109811.2
用于醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法,ZL2012
醋酸酯加氢制乙醇的方法, ZL2012
用于草酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法与应用，ZL2011
制备甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯的方法，ZL02129213.2
负载型金属氧化物催化合成甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯，ZL02129212.4
以草酸酯和苯酚合成草酸二苯酯的方法，ZL2005
