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:
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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该成套技术在实施地江苏省丹阳通过中国科学院组织的成果鉴定。鉴定委员会专家认为,此项成果标志着我国在世界上率先实现了全套“煤制乙二醇”技术路线和工业化应用,是一项拥有自主知识产权的世界首创技术。
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三原则,经鉴定委员会专家现场考察。
福建物构所自1982年起经过多年前期研究获得一系列完全自主产权专利技术和催化剂技术秘密。2005年起,该所与江苏丹化集团有限责任公司、上海金煤化工新技术有限公司强强联手,正式启动了“CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇”的产业化项目。该项研发得到科技部、中科院和福建省的大力支持。经过3年多的努力,成功完成了“万吨级煤制乙二醇”工业示范装置的设计和建设,成功开车打通全流程并稳定运行1000小时以上。
中国科学院“世界首创万吨级煤制乙二醇工业化示范”新闻发布会在北京人民大会堂隆重举行。全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥出席会议。科学技术部、工业和信息化部、国土资源部、自然科学基金委、中国石油化工协会等相关部门领导,福建省人民政府领导、江苏省人民政府领导、内蒙古自治区领导以及技术成果鉴定专家组组长何鸣元院士等共同出席了发布会。
鉴定委员会专家一致认为,此项成果标志着我国领先于世界实现了全套“煤制乙二醇”技术路线和工业化应用,是一项拥有完全自主知识产权的世界首创技术。该技术的推广应用将有效缓解我国乙二醇产品供需矛盾,对国家的能源和化工产业产生重要积极影响,具有重要的科学意义、突出的技术创新性和显著的社会经济效益。
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近日,据《中国石化报》报道,“十四五”末,中国石化将力争建成一到两个世界级炼油中心。截至2020年底,中国石化千万吨级炼厂产能占比达70.9%,比3年前提高6.7个百分点,炼厂平均规模由862万吨/年升至946万吨/年。新炼厂投用和老炼厂调整,使中国石化千万吨级炼厂数量从2015年的12家增加到目前的14家。
“十四五”期间,还有海南石化、古雷石化、中科炼化二期、天津南港项目等一批大型炼化一体化项目计划投产。在民营企业加速抢滩炼化一体化市场的当下,中石化也致力于实现传统炼化的蜕变。
福建漳州
古雷炼化一体化二期120万吨乙烯
2020年10月,中石化宣布将投入千亿推动古雷炼化一体化二期项目。福建古雷炼化一体化工程二期项目包括 1600万吨/年炼油、120万吨/年乙烯、320万吨/年芳烃联合装置、60万吨/年己内酰胺 及配套炼化一体化下游生产装置和公用工程系统及辅助设施、配套码头及码头库区等。 古雷炼化一体化项目是漳州古雷石化工业园区的龙头项目,于2016年1月经福建省发改委核准。项目总投资为 345.7 亿元 (其中外汇70061万美元)。其中资本金115.2亿元,约占项目总投资的三分之一,由 福 建炼油化工有限公司和旭腾投资有限公司 按各50%出资;其余部分由银行贷款解决。该项目将建设 百万吨级乙烯及下游配套深加工装置 ,分别为 80万吨/年乙烯蒸汽裂解、30万吨/年裂解汽油加氢、25万吨/年芳烃抽提、9万吨/年丁二烯抽提、30万吨/年乙烯—醋酸乙烯树脂(EVA)、27/50万吨/年环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)、60万吨/年苯乙烯(EBSM)、 35 万吨 / 年聚丙烯 (PP) 等 化工装置以及配套的公用辅助工程,项目总投资概算为278.38亿元,计划2020年底建成投产。
2018年12月,项目一期工程变更,总投资230.7亿元,由16套主体装置减少为11套,包括:80万吨/年蒸汽裂解、55万吨/年裂解汽油加氢、35万吨/年芳烃抽提、13万吨/年丁二烯抽提、30万吨/年乙烯-醋酸乙烯树脂(EVA)、10/70万吨环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)、60万吨/年苯乙烯(SM)、35万吨/年聚丙烯(PP)和10万吨/年热塑料性弹性体(SBS)、26万吨/年双氧水和20万吨/年环氧丙烷。
2020年12月26日, 古雷石化 35 万吨 / 年聚丙烯装置竣工及挤压造粒系统投料试车 , 该聚丙烯装置选用ST III工艺技术。
广东湛江
中科炼化二期120万吨乙烯
中石化的中科炼化一体化项目位于东海岛石化产业园内,园区总规划面积37平方公里,目前中科仅占用9平方公里,剩余大片土地基本是尚未开发的处女地,后发潜力巨大。
中科合资广东炼化一体项目二期包括 1500万吨/年炼油、120万吨/年乙烯工程,包括70万吨/年聚丙烯,45万吨/年聚乙烯。 规划主体工程如下:
中科炼化一体化项目一期规模后调整为1000万吨/年炼油能力,80万吨/年乙烯生产能力。
海南洋浦
海南炼化100万吨乙烯及衍生物
2018 年 12 月 27 日,中国石化集团公司与海南省人民政府在海口签署战略合作协议, 双方将发挥各自优势,拓展合作领域,促进双方在乙烯项目及销售网络建设、能源贸易、军民融合、油气勘探开发及利用、新能源开发利用等领域的合作,共同推进海南自贸区、自贸港建设。
2018 年 12 月 28 日, 海南炼化100万吨/年乙烯及炼油改扩建工程建设动员会在海南炼化召开,标志着该项目主体工程正式开工。
海南炼化100万吨/年乙烯及炼油改扩建工程是列入国家石化产业规划的重点项目,更是中国石化推进“两个三年、两个十年”发展战略,打造世界一流能源化工公司的支撑项目。海南炼化100 万吨/年乙烯及炼油改扩建工程项目厂址分为两部分,北片区为 100 万吨 / 年乙烯项目;南片区为 500 万吨炼油项目。
海南炼化拥有我国 第一套自主知识产权的芳烃联合装置 ,打破了世界芳烃技术被欧美长期垄断的格局,标志着中国石化成为全球第三家拥有自主知识产权芳烃成套生产技术的企业。2019年9月27日第二套芳烃联合装置建成投产后,海南炼化PX(对二甲苯)总生产能力达到160万吨/年。
天津南港
120万吨大乙烯及高端材料项目
2020年9月,天津市政府与中国石油化工集团有限公司签署了战略合作框架协议。根据协议, “十四五”期间,中国石化将再规划投资700亿元的重点项目,包括天津石化南港120万吨/年乙烯及下游高端新材料产业集群项目、 中国石化天津LNG三期扩建及冷能综合利用项目、中国石化北化院中试基地项目、中国石化润滑油基地项目以及中国石化氢能产业等项目。中石化将以天津为产业发展基地,大力推进最新技术在津中试研发和产业化规模化,把天津南港工业区打造成为世界一流化工新材料基地。
2021年一季度,石化管廊项目前期工作取得重大进展,涉及生态红线的《对永久性保护生态区域生态环境影响论证报告》、《不可避让生态保护红线论证报告》均获得市政府同意意见。
新疆库车
塔河炼化100万吨乙烯项目
2020年3月30日,受中国石化塔河炼化有限责任公司委托,北京飞燕石化环保 科技 发展有限公司承担了顺北原油蒸汽裂解百万吨级乙烯项目的环境影响评价工作。现依据《中华人民共和国环境影响评价法》及《环境影响评价公众参与办法》(生态环境部令第4号)的相关要求,对本项目环境影响评价工作进行公众参与第一次信息公示,向公众公开本项目环境影响评价有关信息,并征求公众意见和建议。
建设地点: 主体装置建设地点位于 新疆维吾尔自治区库车县库车经济技术开发区 ,塔河炼化现厂区以东8公里处。
项目性质: 新建
主要建设内容及规模: 建设以100万吨/年乙烯为龙头的10套化工装置,其他9套装置分别为45万吨/年HDPE装置、40万吨/年LLDPE装置、20万吨/年LDPE装置、20万吨/年1#PP装置、30万吨/年2#PP装置、14万吨/年丁二烯抽提装置、10/4万吨/年MTBE/丁烯-1装置、65万吨/年裂解汽油加氢装置、35万吨/年芳烃抽提装置。
湖南岳阳
1500万吨/年炼油和150万吨/年乙烯
5月6日,湖南省岳阳市人大常委会党组书记、常务副主任向伟雄主持召开岳阳地区炼化一体化项目选址调度会会议。会议提到 中石化在岳阳布局炼油化工一体化项目( 1500 万吨 / 年炼油和 150 万吨 / 年乙烯) ,是中石化实施“建设世界领先清洁能源化工公司”战略和“一基两翼三新”发展布局的重要内容。有利于巴陵石化、长岭炼化两家企业优化资源配置、提高资源利用效率、提高盈利水平,对于带动湖南石化产业转型升级和绿色发展、打造中国重要先进的新材料制造高地、打造世界领先合成材料高地、推动湖南省实施“三高四新”发展战略、加快岳阳省域副中心城市建设,具有十分重要的意义。
布局岳阳炼化一体化,巩固中南地区的市场地位,符合中石化“十四五”期间的发展的战略方向。此次会议意味着中石化1500万吨/年和150万吨/年乙烯炼油化工一体化项目确定落地岳阳。
镇海炼化
形成炼油能力3800万吨、乙烯220万吨
镇海炼化是我国最大的石油化工基地之一,根据中石化整体规划,扩建1500万吨炼油、120万吨乙烯项目已经启动,该项目投资总额500亿元,建成后,镇海炼化将形成年 炼油能力3800万吨、乙烯220万吨,成为世界前五的炼油化工生产基地 。
镇海基地是在镇海炼化现有产能基础上的再扩建,将带动石化深加工、新材料、精细化工等下游产业集约化发展,是持续推动我国石化产业迈向全球价值链中高端,培育具有全球竞争力的世界一流企业而做出的重大布局。
镇海炼化拥有2300万吨/年炼油、100万吨/年乙烯的规模,与4500万吨/年的深水海运码头、超过330万立方米仓储共同构成了“大炼油、大乙烯、大码头、大仓储”的产业格局。
根据《2020年国内外油气行业发展报告》的数据, 2 005 年中石化乙烯产能5 52 . 5 万吨/年,占国内总产能的7 0.3% ;2 019 年产能1 101 . 5 万吨/年,占比3 5 . 9 %;2 020 年产能1 181 . 5 万吨/年,占比3 3 . 6 % 。
全国能源信息平台联系电话:010-65367702,邮箱:hz@people-energy.com.cn,地址:北京市朝阳区金台西路2号人民日报社
中国科学院福建物质结构研究所研究员姚元根向中新网记者介绍,中国科学院福建物质结构研究对煤制乙二醇技术不断创新和突破,开发了全新的三种催化剂体系,建立了全新的工艺技术流程,实现了贵金属的高效利用和有毒金属铬的替代,大幅度降低了催化剂的成本,形成了具有完整知识产权体系的新一代煤制乙二醇技术。相关研究共申请了52项国家发明专利,目前已获得授权专利15项,是目前国内外最为先进的煤制乙二醇技术。