乙二醇生产工艺

中国科学院福建物质结构研究所经过30多年研发，形成第一代煤制乙二醇技术，并率先在国际上实现工业化，2009年建成世界首套20万吨级煤制乙二醇工业示范装置，引领了世界煤制乙二醇技术的发展方向。

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。

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：

所以在本期中，让我们详细梳理一下煤基乙二醇的风波。

什么是乙二醇？

1.乙二醇是一种重要的有机化工原料，广泛用于下游，主要用于生产聚酯和防冻剂，也用于生产不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、表面活性剂和炸药等。

2.世界上一半的乙二醇(约占中国乙二醇的90%)用于中国的聚酯生产。在中国，85%的聚酯用于化纤行业的聚酯纤维生产。聚酯作为化学纤维中最重要的产品，与中国国内生产总值相比，已基本实现同比增长。化纤企业主要集中在江浙两省，而恒易、荣盛等大型化纤企业都位于此，因此需要大量的乙二醇来满足聚酯纤维的生产。

3.乙二醇的生产技术主要是石油路线，即以乙烯为原料，通过环氧乙烷生产乙二醇；此外，还有从煤和天然气制备乙二醇的生产技术。然而，目标油路的能力不能满足缺口，乙二醇曾经是中国进口的最大的化工产品。

在前几年需求量大、工艺路线成本低、油价高的背景下，与传统的石油路线生产乙二醇相比，煤制乙二醇工艺可以充分发挥其成本优势。因此，一批项目相继启动。

煤制乙二醇项目是十一五期间的示范项目。第一个年产20万吨的项目于2009年底投产。

2014年

中国有25家主要的乙二醇生产企业，总生产能力为583.3万吨。其中，石油乙烯法约占64.9%，合成气制乙二醇(包括煤制乙二醇)占26.6%。

2016-2016年

井喷阶段。

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2017

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据悉，到2020年，中国将建设41个煤基乙二醇项目，总生产能力为1026万吨。前景似乎是光明的.

但是.化纤巨头企业说：我不需要煤乙二醇企业说我质量好，如果价格合理，其他企业会用。

那么谁是对的，支持他们态度的因素是什么？

煤制乙二醇的分析

技术是帮凶吗？

乙二醇下游企业习惯于使用石油路线产品，但他们对煤制乙二醇产品的质量稍有评论。主要原因是石油路线工艺在国内外已运行多年，且工艺中产生的杂质很少。分离杂质的工艺成熟，产品能满足聚酯聚合的要求。在化学工业中，聚合是一个困难的过程，它要求严格的操作条件，尤其是原料的纯度。

据有关专家介绍，乙二醇工艺包括两个部分：乙二醇的合成和分离。起初，科学研究更注重综合而忽视分离。示范项目建立时，分离过程并不完善，因为科研深度不够，科研没有进行到底，没有进行严格的聚合实验。虽然该产品符合目前的工业乙二醇标准，但不符合聚乙二醇的要求。

目前，聚酯企业在实际使用煤制乙二醇时存在掺混现象，掺混比例一般为20-30%。

煤制乙二醇的分析

还是因为价格？

八家聚酯企业(同坤、恒易石化、江苏洪升、新凤鸣、江苏项英、浙江双吐、东南新材料和浙江嘉宝)联合向中国证监会提交了一封信，信中称

乙二醇期货上市引发动荡的另一个重要原因是下游企业担心乙二醇价格飙升。当乙二醇期货即将上市的消息传出后，许多国内供应商开始大量囤积，国外供应商也纷纷增加库存，从而减少了市场供应量。由此可见，一旦上市，价格将不再对下游企业有吸引力。

煤制乙二醇的分析

兴趣因素是关键？

从乙二醇厂建设权限分散的地方来看，新项目不需要国家发改委的批准，煤基乙二醇项目建设蓬勃发展。只要一个项目是好的，它很快就会导致供需失衡。这是没有统一规划和无序竞争的结果。煤中大量的乙二醇与低煤价有关。当煤炭价格较低时，煤炭的深加工变得更加重要。技术成熟度不再是需要考虑的关键因素，经济效益是最重要的目标。

作为一条新的路线，技术水平、设备安全、环境保护和产品纯度等问题需要逐步解决。

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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

以惠生工程和天大共同研发的合成气制乙二醇技术为例，合成气制乙二醇技术主要包括以下特点：

⑴ 拥有完善的合成气制乙二醇物性数据库；

⑵ 草酸酯合成工艺实现封闭循环，亚硝酸酯回收率高，物耗低；

⑶ 新型CO偶联催化剂体系开发，适应更宽工艺条件、催化剂成本大幅降低；

⑷ 绿色、高效、长寿命草酸酯加氢催化剂的成功开发；

⑸ 草酸酯合成、草酸酯加氢反应器及其工艺；

⑹ 独有的低能耗聚酯级乙二醇产品分离方案；

⑺ 草酸酯合成工艺路线产品多元化及草酸酯下游产品开发（煤制燃料乙醇、碳酸二甲酯及碳酸二苯酯等）。

http://wenku.baidu.com/view/1613d4dba58da0116c174938.html

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。