煤制乙二醇技术
一、乙二醇介绍
乙二醇俗称甘醇,英文名称ethyleneglycol,简称EG;分子式C2H6O2,其结构简式 HO-CH2-CH2-OH,是生产聚酯涤纶,聚酯树脂、合成纤维、增塑剂、表面活性剂等有机产品的主要原料。乙二醇是最简单的二元醇,具有醇的通性,可与无机酸或有机酸发生酯化反应,与多元酸发生聚合反应生成聚酯。随着聚酯纤维、聚酯塑料等的市场需求量增大,对乙二醇产品的质量指标要求也越来越严格,目前国标优级品指标要求必须达到,醛质量分数≤0.0008%,紫外透光率,220nm≥75%、275nm≥92%、350nm≥99%,才能满足下游产品的需要。
二、中国煤制乙二醇行业市场现状
我国能源结构为煤多油少,因此煤制乙二醇的方法逐渐被广泛使用。煤制乙二醇是以煤制得合成气,再经催化反应生产草酸二甲酯,再以催化剂进行DMO的低压加氢制取乙二醇。这种生产方法涉及到原油、乙烷、煤等原材料。
近五年我国乙二醇生产能力呈逐年增长态势,据统计,截至2021年我国乙二醇产能为2145万吨,同比增长32.8%,产量为1180万吨,同比增长21.6%;我国多年以来持续进口乙二醇的产品,并且年进口量维持在750-1060万吨之间,2021年我国乙二醇进口量为842.64万吨,同比下降20.1%;随着煤质乙二醇技术的发展,产能必然会有很大的提升,未来会减少对于乙二醇进口的依赖程度,让供应水平得到提升。
作为新兴的煤制乙二醇工艺,提纯精制的关键环节直接决定了产品的品质。因为市场上不同企业的煤制乙二醇精制工艺方案不同,所以产出的乙二醇杂质组成也不尽相同,品质参差不齐,这直接影响了煤制乙二醇工业的发展。
研究表明影响煤基乙二醇品质的主要是酯类和醛类等杂质,微量酯类如草酸二乙酯、草酸二甲酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、乙醇酸甲酯、1,4-丁内酯等在催化剂的催化作用下发生叠合、烷基化、酯交换、内水解等反应, 一部分酯类转化为极性较大的物质被相关催化剂吸附,一部分酯类转化对乙二醇UV没有影响的物质,入乙二醇产品中。醛类如乙醛、丙烯醛等在催化剂的作用下与乙二醇发生下列缩醛化反应,生成高沸点的缩醛,该产物一部分被催化剂吸附,其余进入乙二醇产品中,该产物不会对乙二醇产品指标产生不利影响,从而达到脱酯、脱醛,降低醛含量、提高UV值的目的。装置运行周期内,没有多余废酸、废碱等污染物产生。
三、蓝晓科技煤制乙二醇树脂介绍
煤制乙二醇精制工艺路线图
针对煤制乙二醇工业的提纯精制难题,蓝晓科技发挥自身在吸附分离领域雄厚实力和多年技术积累优势,组织研发人员进行技术攻关,成功研发出了两款乙二醇精制专用树脂:
seplite®LXC-20是乙二醇脱醛专用树脂,是在苯乙烯—二乙烯苯的共聚骨架上引入磺酸活性基团,形成含有适当孔结构的专用树脂。该树脂具有催化活性高、交换容量高、使用寿命长等特点,主要技术性能指标均达国际先进水平。
seplite®LXC-30树脂是乙二醇提高紫外透过率专用树脂,是苯乙烯—二乙烯苯共聚物。主要用于乙二醇行业中提高产品紫外透过率。该树脂具有催化活性高、使用寿命长等特点,主要技术性能指标均达国际先进水平。
通过两种树脂搭配可以让煤制乙二醇达到优等品。
四、案例展示
内蒙古某企业使用蓝晓乙二醇精制树脂后,数据如下:
乙二醇是重要的化工原料和战略物资,用于制造聚酯(可进一步生产涤纶、饮料瓶、薄膜)、炸药、乙二醛,并可作防冻剂、增塑剂、水力流体和溶剂等。“煤制乙二醇”即以煤代替石油乙烯生产乙二醇。专家指出,此类技术路线符合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的资源特点。中国科学院福建物质结构研究所通过长期基础研究、应用研究和产业化获得的该项成果,拥有多项技术专利和自主知识产权;该成套技术符合循环经济 “减量化、再利用、资源化”三原则,其显著特点还在于全部采用工业级的CO、NO、H2、O2和醇类为原料,对形成规模化产业极为有利。鉴定委员会专家在现场考察后认为,万吨级工业试验装置运行稳定,具备了进一步建设大规模工业化生产装置的条件。据专家测算,用石油乙烯路线每生产一吨乙二醇约耗2.5吨石油。全世界用石油乙烯生产的2000多万吨乙二醇,若都以煤为原料进行生产,那么,节省下来的石油相当于新开发一个年产5000万吨石油的大庆油田。
乙二醇的用途也非常广泛,主要用于聚酯产品、防冻液、同时还可用于润滑剂、增塑剂、表面活性剂、涂料、炸药、油墨等等。其中聚酯类产品(包括聚酯纤维、聚酯薄膜、聚酯塑料及其他)约占乙二醇消费量的90%。而85%左右的聚酯又用于涤纶的生产,而涤纶又主要用于纺织服装。
乙二醇的另一个重要消费领域是防冻液,防冻液需求跟汽车消费紧密相关。
产方法
乙二醇生产路线主要分为:乙烯法和煤基合成气草酸酯法。
乙烯法根据乙烯来源不同又可以分为石脑油裂解制乙烯、乙烷裂解制乙烯和MTO法制甲醇再制取乙烯,而合成气草酸酯法多用于中国,绝大部分厂家采用煤质合成气,少数厂家提纯电石炉尾气中的co作为合成气。
以2017年的数据来看,我国乙烯法制乙二醇占比70%左右,煤基合成气草酸酯法则占30%左右。因为我国资源结构是贫油少气多煤,所以,煤基合成气法,算是中国特色的乙二醇生产方法,相对而言,这种方法环境污染较严重。
(2)氧化铜和一氧化碳在加热的条件下生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式:CO+CuO
| ||
(3)合成制取乙二醇的化学反应方程式为:2CO+3H2
| 催化剂 |
(4)根据对(2)与(3)的分析,一氧化碳具有还原性,有时也具有氧化性;
(5)根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变,合成气(CO和H2)在不同催化剂的作用下,合成的物质含有碳元素、氢元素和氧元素,不可能含有氮元素,不可能得到的物质是尿素,同样HOOCCOOH 的C:O=1:2,而 CO中 C:O=1:1,不可能出现1:2,所以也不可能合成.
故答案为:(1)不可再生;(2)CO+CuO
| ||
(2)氧化铜和一氧化碳在加热的条件下生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:CO+CuO
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(3)醇类物质具有相似的化学性质,因为乙醇具有可燃性,可以判断出乙二醇具有可燃性.故填:具有可燃性.
(4)因为反应物中含有碳元素、氢元素和氧元素,根据质量守恒定律可知,生成物中也应该含有碳元素、氢元素和氧元素,生成物不可能是尿素;
根据质量守恒定律可知,如果反应物是一氧化碳和氢气,生成物只有草酸,则不可能合成.
故填:ac.
(5)从煤直接作燃料到用煤制取乙二醇,可以得到的启示是化学对资源的开发利用具有重要作用.故填:化学对资源的开发利用具有重要作用.
在聚氨酯注射成型发泡时,在模具内注射物料后,物料开始反应,开始放热发泡,此时对模具进行降温,模具表面的一层物料因为温度低,发泡剂挥发很慢,形成一层几乎没有发泡的硬质表皮。跟使用煤质乙二醇还是石油制乙二醇没有关系。
焦化的主要产品是冶金用焦炭 ,同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃。煤气化,主要产品为城市煤气及各种燃料气 ,以及合成气 ;煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等主要产品为人造石油和液体化学产品。
关于煤化工企业,有道达尔、惠生化工、神华、陕西煤化工等。(注:惠生工程应为惠生化工)
我对惠生工程稍微了解一点,它是业内为数不多的集煤化工装置技术研发、工程设计、建设及项目管理、开车、培训及生产运营管理为一体的专业化工程公司之一。惠生工程采用EPC(设计-采购-施工总承包)、EM+PC(设计管理-采购-施工总承包)、EP(设计-采购总承包)、PC(采购、施工总承包)、PMC(项目管理承包)等多种项目管理模式承接大型煤化工装置的工程建设,如:煤制烯烃(MTO)装置、煤制丙烯(MTP)装置,甲醇、二甲醚及合成气装置等,并提供相应的技术服务。
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问题二:煤化工的主要产品有哪些 甲醇
苯
液化气
氨
尿素
乙烯
问题三:煤化工产品有哪些? 以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。
煤化工开端于18世纪后半叶,19世纪形成了完整的煤化学工业体系。进入20世纪,许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产,煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后,石油化工发展迅速,很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油和天然气为基础,从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。70年代石油大幅度涨价时,煤化工曾一度有所发展(见煤化工发展史)。
煤化学加工过程 煤中有机质的化学结构,是以芳香族为主的稠环为单元核心,由桥键互相连接,并带有各种官能团的大分子结构(见煤化学),通过热加工和催化加工,可以使煤转化为各种燃料和化工产品(见图煤的化工利用方法)。
在煤的各种化学加工过程中,焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法,其主要目的是制取冶金用焦炭,同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃;煤气化在煤化工中也占有很重要的地位,用于生产城市煤气及各种燃料气(广泛用于机械、建材等工业),也用于生产合成气(作为合成氨、合成甲醇等的原料);煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料,在20世纪上半叶曾得到发展,第二次世界大战以后,由于其产品在经济上无法与天然石油相竞争而趋于停顿,当前只有在南非仍有煤的间接液化工厂;煤的其他直接化学加工,则生产褐煤蜡、磺化煤、腐植酸及活性炭等,仍有小规模的应用。
世界煤化工 世界上生产的煤,主要用作电站和工业锅炉燃料;用于煤化工的占一定比例,其中主要是煤的焦化和气化。80年代世界焦炭年产量约340Mt,煤焦油年产量约 16Mt(从中提炼的萘约1Mt)。煤焦油加工的产品广泛用于制取塑料、染料、香料、农药、医药、溶剂、防腐剂、胶粘剂、橡胶、碳素制品等。1981年,世界合成氨总产量95.3Mt,主要来源于石油和天然气。以煤为原料生产的氨只约占10%;自煤制合成甲醇的比例也很小,仅占甲醇总产量约1%。
问题四:煤化工产业链都包括什么 煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体,液体,固体燃料以及化学品的过程,生产出各种化工产品的工业。
煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。煤的焦化、气化、液化,煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等,都属于煤化工的范围。
煤化工利用生产技术中,炼焦是应用最早的工艺,并且至今仍然是没化学工业的重要组成部分。煤的气化在煤化工中占有重要地位绩用于生产各种燃料起,是干净的能源,有利于提高人民生活水平和环境保护煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。
煤直接液化,即煤高压加氢液化,可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时,煤的液化产品将替代目前的天然石油!以上既是在煤化工转化的主要方面。
新一代煤化工技术是指以煤气化为龙头,以一碳化工技术为基础,合成、制取各种化工产品和燃料油的煤炭洁净利用技术,与电热等联产可以实现煤炭能源效率最高、有效组分最大程度转化、投资运行成本最低和全生命周期污染物排放最少的目标。
问题五:煤化工主要产品有那些?分别使用什么煤种? 任何资料形式都可以 煤化工项目现在非常多,根据12五规划 国家大力发展得有:煤制油,煤制天然气,煤制烯烃,煤制乙二醇,煤制甲醇,还有以煤为原料的大型,中型合成氨等
十二五规划获批的项目有7个煤制天然气 3个煤制烯烃 2个煤制油 2个低质煤综合应用, 1个煤制二甲醚 而且现在大多数煤化工都是煤化电热一体化的项目
现在煤化工项目采用的原料大致为劣质煤,暨优质褐煤。 该煤热值低,性质差,不适合发电和炼焦等,所以作为煤化工原料生产清洁能源加以利用。
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问题六:煤化工厂主要产品是什么 最主要的工艺路线就是不完全氧化生产CO,后面的尿素、甲醇、二甲醚、烯烃、包括甲烷气都是延CO做下去的,这条线就是最火的碳1化学
其他的有焦化路线,煤焦油出芳烃
电石化,出乙炔,然后再深加工
液化-获得成品油
在催化剂下反映制乙二醇
问题七:煤化工下游产品主要包括哪些 煤化工下游产品主要包括哪些
煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学品的过程。煤化工产业正式被确定为河北省重要的战略支撑产业,主要通过建设大型、环保型焦炉和焦炉气制甲醇,生产焦炭、焦油深加工、苯类深加工和甲醇四大主导产品及延伸产品。
随着全国煤化工热的兴起和在建项目的增多,必然需求大量的煤化工技能人才,既懂得理论知识,又能熟练操作煤化工关键设备的技能型人才身价倍增。本专业培养拥护党的基本路线,适应生产、建设、管理、服务第一线的德、智、体、美等方面全面发展、具有高尚职业道德,掌握煤化工专业知识,熟悉煤化工产品生产工艺,能够从事煤化工产品生产操作、设备安装、调试、产品质量检测、生产技术管理和化工产品贸易的高等工程技术应用性人才。
主要课程包括无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验、物理化学及实验、化工原理及实验、化工制图、煤化学、炼焦工艺、炼焦化学产品回收与精制、焦油的分离与精制、煤炭气化工艺、甲醇及下游产品合成、洁净煤技术煤化工安全生产技术等。
问题八:煤化工下游的产品主要包括哪些 最主要的工艺路线就是不完全氧化生产CO,后面的尿素、甲醇、二甲醚、烯烃、包括甲烷气都是延CO做下去的,这条线就是最火的碳1化学 其他的有焦化路线,煤焦油出芳烃 电石化,出乙炔,然后再深加工 液化-获得成品油 在催化剂下反映制乙二醇
所以你说的这三种是属于化石燃料的范畴。
化工原料一般可以分为有机化工原料和无机化工原料。
煤、石油、天然气这三种材料是最普遍的化工原材料,由它们加工出来的产品广泛应用于生活中。
根据国家发改委官员介绍的信息表明,“十二五”期间,中国将在煤炭液化、煤制天然气、煤制烯烃、煤制合成氨—尿素(单系列100万吨/年合成氨)、煤制乙二醇、低阶煤提质、煤制芳烃7大板块安排重大示范项目。通过示范项目建设,到2015年,基本掌握年产100万~180万吨煤间接液化、13 亿~20亿标准立方米煤制天然气、60万~100万吨煤制合成氨、180万吨煤制甲醇、60万~100万吨煤经甲醇制烯烃、20万~30万吨煤制乙二醇,以及100万吨低阶煤提质等大规模成套技术,具备项目设计建设和关键装备制造能力。
中讯认为:
这表明中国煤制芳烃是将继煤制烯烃、煤制天然气、煤制油等新型煤化工项目之后的第五大产品,也是石油化工“十二五”发展指南中重点推广的技术,并将在未来几年成为新型煤化工行业的后期之秀。华电、河南煤化工相继涉足该行业,清华大学、山西煤化工研究所的实验室技术已经走向企业,北京化工大学也在积极开发该技术。
芳烃产品包括纯苯、甲苯、二甲苯(对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯)。由于石油产业链上原料的限制,我国的芳烃特别是对二甲苯目前国内供应不足,还需大量进口。根据海关数据的统计,2010年对二甲苯达到了352万吨。对二甲苯绝大部分用来生产PTA,而PTA的进口量在2010年更是达到了540万吨。由此可见,我国的对二甲苯供需存在着明显的缺口,为煤化工企业进行煤(甲醇)制芳烃提供了契机。
我们“中讯化工信息研究院”,近年来一直在跟踪、关注石化产业链上芳烃的市场供需情况以及煤制芳烃的进展,并成文了系统的行业研究报告。我们希望通过“行业研讨会”的平台,把两个产业链上的相关信息传递给行业内相关客户,大家共同分享最前沿的信息!
因此,我们决定在2012年3月份在北京召开“煤制芳烃市场、经济、技术研讨会”。希望行业人士多多关注!届时我们将邀请来自“煤制芳烃”相关示范生产企业、大学/科研院所、设计院、中国PTA行业协会、国家高层煤化工政策研究部门、碳税制定相关管理部门等嘉宾进行演讲,敬请关注!