乙二醇生产工艺

乙二醇是上海石化公司的主要产品之一。公司环氧乙烷/乙二醇装置的设计能力为52.5万吨。2021年乙二醇产量为15.07万吨，较2020年的23.67万吨下降了36.33%，而销量为4.14万吨，较2020年的12.73万吨下降了67.48%。2022年，上海石化公司计划生产10.3万吨乙二醇。上海石化公司乙二醇产能为1#22.5万吨和2#38万吨。此前1#机组主要生产环氧，2#机组开工负荷在30%左右。停建的38万吨装置约占国内乙二醇行业总产能的1.73%。

据了解，生产乙二醇不需要甲醇，不过甲醇装置的存在是为了降低乙二醇的生产成本。

1吨乙烯需要3吨甲醇

1吨醋酸需要0.54吨甲醇

1吨甲醛需要0.47吨甲醇。

其它几种产品就不清楚了。

①CH3CH2OH――(加入浓硫酸,快速加热到170度维持）―→CH2=CH2↑+H2O；

②CH2=CH2+Br2―（加热）→CH2BrCH2Br；

③CH2BrCH2Br+2H2O―(NaOH+加热）→CH2OHCH2OH+2HBr

乙醇（Ethanol）俗称酒精，是一种有机物，结构简式CH₃CH₂OH或C₂H₅OH，分子式C₂H₆O，是最常见的一元醇。

乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，低毒性，纯液体不可直接饮用；具有特殊香味，并略带刺激；微甘，并伴有刺激的辛辣滋味。

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：

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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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。

根据煤制乙二醇投资方披露的项目评估数据，

建设的20 万吨用褐煤生产乙二醇工厂，投资约21亿元，项目达产后每年的营业收入约15.3 亿元，利润总额约8.94 亿元，总投资收益率为40.89 %。以此推算，每吨煤制乙二醇的生产成本约为人民币3200元。 与中东产品相比，并不具备任何优势。 另外，对于煤制乙二醇项目，从市场容量来看，国内目前乙二醇总消费量在700万吨左右，中国海关总署的数据显示，2007年我国进口乙二醇480万吨，2008年进口522万吨。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投资的关注。以目前的市场价格估算，总市场规模为人民币350亿左右。尽管产品对外依存度的相对值较高，但产品市场容量的绝对值仍然不大。因此，就对石油和天然气替代的战略意义而言，煤制乙二醇明显不如煤制油(ctl)与煤制烯烃(cto)以及煤制合成天然气(sng)。

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1.乙二醇的业化生产方法

目前，国内外乙二醇的工业生产方法主要是环氧乙烷直接水合法，虽然它工艺成熟，但水比大，能耗高，生产成本较高，为此人们又相继开发出环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法以及由合成气合成乙二醇等各种新的生产方法，其中环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法被认为是今后乙二醇最有发展前景的工业化生产方法，是目前国内外研究开发的热点。

2.乙二醇工业化生产方法的研究进展

⑴环氧乙烷直接水合法

环氧乙烷直接水合法是目前国内外工业化生产乙二醇的主要方法，该工艺是将环氧乙烷(E0)和水按1∶20-22(摩尔比)配成混合水溶液，在管式反应器中于190-220℃、1.0-2.5MPa下反应，环氧乙烷全部转化为混合醇，生成的乙二醇水溶液含量大约在10%(质量分数)左右，然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到乙二醇及副产物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)等。混合醇中乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的摩尔比约为100∶10∶1，产品总收率为88%。不足之处是生产工艺流程长、设备多、能耗高，直接影响乙二醇的生产成本。

目前，环氧乙烷直接水合法的生产技术基本上由英荷壳牌、美国 Halcon-SD以及美国联碳三家公司所垄断。它们的工艺技术和工艺流程基本上相似，即采用乙烯、氧气为原料，在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷进一步与水以一定物质的量比在管式反应器内进行水合反应生成乙二醇，乙二醇溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到乙二醇及其它副产品。此外，整个工艺还设置了与其生产能力配套的空分装置、碳酸盐的处理以及废气废液处理等系统。三家公司的专利技术主要区别体现在催化剂、反应和吸收工艺以及一些技术细节上。

⑵环氧乙烷催化水合法

针对环氧乙烷直接水合法生产乙二醇工艺中存在的不足，为了提高选择性，降低用水量，降低反应温度和能耗，世界上许多公司进行了环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术的研究和开发工作。其中主要有壳牌公司、联碳公司、莫斯科门捷列夫化工学院、上海石油化工研究院、南京工业大学等，其技术的关键是催化剂的生产，生产方法可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两种，其中最有代表性的生产方法是壳牌公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法。

⑶碳酸乙烯酯法

碳酸乙烯酯法合成乙二醇是由二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下反应生成碳酸乙烯酯(EC)，碳酸乙烯酯再经水解制得乙二醇。该方法又可分为乙二醇和碳酸二甲酯(DMC)联产法和碳酸乙烯酯水解法两种生产方法。

①乙二醇和碳酸二甲酯联产法

该方法的主要过程分两步进行，首先是二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下合成碳酸乙烯酯，第二步是碳酸乙烯酯和甲醇(MA)反应生成碳酸二甲酯和乙二醇，两步反应都属于原子利用率100%的反应。

②碳酸乙烯酯水解合成法

美国Halcon－SD、联碳、日本触媒等公司于20世纪70年代后相继开发出碳酸乙烯酯水解合成乙二醇的工艺技术。Halcon-SD公司工艺首先由乙烯、氧反应生成环氧乙烷，经第一吸收塔和汽提塔后，在第二吸收塔内用含碳酸乙烯酯、乙二醇和碳酸化催化剂的溶液洗涤环氧乙烷蒸气，形成碳酸乙烯酯反应富液，然后进入碳酸化反应器中，通入二氧化碳，使环氧乙烷和二氧化碳在催化剂的作用下，于90℃和6.18MPa 压力下反应生成碳酸乙烯酯。碳酸乙烯酯从反应液中汽提后分层，上层回到第二吸收塔作为洗涤液，在下层的碳酸乙烯酯中加入水，在同一催化剂作用下水解生成乙二醇。Halcon-SD工艺的特点是开发了既适用于碳酸化又适用于水解反应的新型催化剂，乙二醇收率高达99%。另外，Halcon-SD公司在研究中发现，即使环氧乙烷中含有少量水分，仍能保证碳酸乙烯酯的高效中心，这就使环氧乙烷的纯化操作条件不至于过分苛刻，而且加成反应和水解反应可用同一种催化剂，避免了均相反应中催化剂回收难的难题。但由于碳酸乙烯酯水解制乙二醇需要大型的高压反应槽，且生产成本仍然较高，所以至今还没有实现工业化生产。

　

二乙二醇

二乙二醇即二甘醇，是由环氧乙烷与乙二醇作用而制造。 二甘醇主要来自于环氧乙烷(EO)水合生产乙二醇(EG)的副产物，在副产物中二乙二醇(二甘醇)含量约占8～9%、三乙二醇(三甘醇)占～1%、其余为更高分子量的聚乙二醇，而副产物生成量随着环氧乙烷和水的配比的变化而变化。近年来，随着国内大型乙二醇生产装置的相继建成投产，目前我国乙二醇生产能力已高达104～105万吨/年，那么二甘醇的产量增长就很快，估计约可达10万吨/年左右。随着即将建成投产的南海石化的32万吨/年乙二醇装置和不久上海石化的38万吨/年乙二醇装置也将建成，届时全国和上海地区的二甘醇产量将会进一步增长。因此，开发二甘醇的下游产品，做好二甘醇的综合利用，是极具有经济价值和市场潜力的项目。