煤制乙二醇分析

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1、煤制乙二醇 煤的簡單介紹 煤是我們日 常生活中常見的 一種能源！ 乙二醇 甘醇 1,2-亞乙基二醇 簡稱： EG 分子式： (HOCH2) 無色無臭 有甜味液體 對動物有 毒性 結構式 球棍模型 填充模型 聚酯樹脂 制聚酯滌綸 合成樹脂 PET 氣體脫水劑 抗凍劑 化妝品 炸藥 合成纖維 表面活性劑 增塑劑 吸濕劑 乙二醇 乙二醇 一縮二乙二醇 二縮三乙二醇 多縮聚乙二醇 副 產 物 乙二醇的制法：環氧乙烷水合法 這是以往化工生產中的工業化生產的唯一方法！ 主 產 物 190200 環氧乙烷 +水 2.23MPa 乙稀 石油腦 裂解 氧化 技術成熟，應用廣； 水耗大、成本高； 副產品多； 產品

2、總收率： 88% 煤制乙二醇研發 國內外同類技術 未能 實現工業化的原因： 1） 核心催化劑技術 2） 工業 CO深度脫氫凈化等系列關鍵技術 3） 技術集成 福建物構所 近 30年 3個關鍵技術 聯合企業工程化 煤制乙二醇技術的工業化 實現 煤制乙二醇研發 模 試 1991-1995 基礎研究 1982-1991 中試努力 1995-2004 工業化實施 2004-2009 2009： 20萬噸級工業示范成功開車 2006年 7月，年產 100噸乙 二醇的草酸酯加氫裝置 2005年 12月， 年產 300噸草 酸酯中試裝置 （投資 1000萬 元） 2007年 8月建成的萬噸級煤制 乙二醇工業

3、性試驗裝置 煤制乙二醇工藝流程 CO CO 純 H2 草 酸 酯 煤 乙二醇 乙二醇 （聚酯級） 造 氣 變 壓 吸 附 分 離 精 餾 脫 氫 催化劑 羰基合成 催化劑 加 氫 催化劑 煤制乙二醇工藝之催化劑 我們需要什么樣的催化劑呢？ 更高的選擇性 更高的轉化率 更長的壽命 符合工業生產要求 CO脫氫催化劑： 效率更高，降低了飛 溫的危險性 CO羰基合成催化劑： 有效地降低了催化 劑中貴金屬的負載量 草酸酯加氫的催化劑： 乙二醇的選擇 性從 80% 提高到 90% CO脫氫催化劑 工業上由合成氣體變壓吸附制得的 CO， 原料氣體中都含有少量 H2，成為 CO偶聯 合成草酸脂技術工業化的最大

4、障礙之一 障礙： 煤制乙二醇中 CO深度脫氫凈化技術： H2選擇性氧化和 CO催化脫氫凈化反應： 主反應： 2H2 + O2 2H2O 副反應： 2CO + O2 2CO2 CO + 3 H2 CH4 + H2O 對比 H2 CO CO H2 工業 CO含有 1.5%氫氣 凈化后，氫氣 100 ppm 脫氫凈化催化劑 CO催化氧化偶聯合成草酸酯催化劑 CO催化偶聯合成草酸酯的反應原理： 2RONO+2CO(COOR)2+2NO 2NO+1/2O2 N2O3 N2O3 +2ROH 2RONO+H2O 2ROH+2CO+1/2O2 (COOR)2+H2O 實現 C轉化的核心步驟 影響因素 (反應條

5、件： CO空速 900， N2空速： 1500， CH3ONO空 速： 600，總空速 3000) 載體的孔結構對 催化性能影響 不同載體對催 化性能影響 900 165 90 載體 VI 800 145 105 載體 V 950 150 85 載體 IV 970 150 95 載體 III 950 138 105 載體 II 1050 155 90 載體 I DMO時空收率 （ g） 催化劑床層溫度 反應管加熱溫度 載體（負載量 1.5% ） 使用改進的合成催化劑，貴金屬負載量顯著降低 時空產率 500g 時空產率 750g 中試羰基合成催化劑貴金 屬負載量 1.8 萬噸級羰基合成催化劑貴金

6、 屬負載量 1.5 對 比 草酸酯催化加氫催化劑 草酸二甲酯加氫反應： (COOCH3)2+4H2 (CH2OH)2+2CH3OH 反應特點： 催化劑種類多： Cu/SiO2 、 Cu-Cr、其他多金屬催化劑。 反應復雜，副產物多： 乙醇、乙二醇甲醚、碳酸二甲酯、 1,2丁 二醇、 1,4丁二醇、丁內酯、丙二醇等。 草酸酯催化加氫催化劑 原催化劑： 轉化率 98.5選擇性 81 新催化劑： 轉化率 99.9選擇性 大于 90 加氫產物分 析以及新舊 催化劑對比 12.730 11.622 8.688 8.530 6.238 3.580 3.304 時間 (分 ) 0.78 66.0 1.21

7、25.66 新 Cat. 0.89 26.39 0.77 3.71 1.53 0.70 65.80 原 Cat. 丁二醇 乙二醇 草酸 二甲酯 碳酸 二甲酯 乙二醇 甲醚 乙醇 甲醇 組分 分 新 原 丁二醇乙二醇 二甲酯二甲酯 乙二醇 甲醇精餾循環區 脫氫反應區 氨氧化和酯化裝置 合成反應區 加氫反應區 恩德爐 煤堆場 制氧工作區 變壓吸附裝置 氣體儲罐區 20萬噸級煤制乙二醇工業示范裝置設計示意圖 乙二醇成品區 乙二醇精餾區 技術特點 1 氨氧化技術制備 NO 2 工業 CO氣體中 H2的選擇氧化消除 3 獨特的氮氧化物氧化酯化技術 4 工藝流程短、溫度、壓力要求低 ,能耗低 5 合成草酸

8、酯催化技術達到國內外的先進水平 市場分析 石油 煤 能耗 (KJ/噸 ) 28025 22320 水耗 (m3/噸 ) 55 25 原料 (噸產品 ) 2.5噸 石油 5.66噸 褐煤 成本 4882元 （ 50美元 /桶） 2625元， 30 （ 130元 /噸褐煤） 經濟效益（與石油路線比較） 當原油價格降至 20美元桶時，“煤制乙二醇”技術 路線生產乙二醇的成本與石油路線相當。 我國自主知識產權的世 界第一套大工業裝置 有效緩解我國乙二醇產 品的供需矛盾 對我國的能源、化 工產業產生重要積 極的影響 市場分析 市場分析 通遼金煤化工有限公司與河南煤業化工集團有限 公司簽署了建設 300萬

9、噸煤制乙二醇項目的投資 合同，河南煤業 5套 20萬噸工程項目也開始投入 建設。 通遼金煤化工已開始二期 40萬噸 /年煤制乙二醇 工程項目的建設， 2009.10，建成投產的通遼金煤 20萬噸 /年煤制乙二醇工業基地場景 “煤制乙二醇 ” 工程布 局 上海金煤： 投資 1.8億元 用于試驗 。 通遼金煤： 120萬噸乙二醇 項目 。 首期 20萬噸工業 。 江蘇丹化集團： 300噸中試 ， 萬 噸級工業化試驗 。 09年 3月完成 技術鑒定 。 河南煤業 ： 規劃 300萬噸乙二醇 福建物構所： 技術源頭 小試技術和催化劑研發。 市場分析 2 0 0 0 2 0 1 5 年中 國 乙二醇供需

10、情 況 0 200 400 600 800 1000 1200 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 E 2 0 1 5 E 單 位：萬 噸 0% 10% 20% 30% 40% 50% 產 量 表 觀 消 費 量 自 給 率 數 據 來 源： 20002006年 數 據 中 國 石油和化工 經濟 分析 2007/12 20072008年 數 據 中 國 化工信息周刊 2009/12 20092015年 數 據 中 國 化工信息周刊 2010/9 預計： 2015年乙二 醇產能將達 550萬 t/a ， 消費量 11001150 萬 t/a 。 煤的分類 等等。 無煙煤 褐煤 泥煤 煙煤 半無煙煤 當然，煤的種類不同，其成分組成與質量不同，發熱量也不相同