煤制气合成聚合级乙二醇新技术介绍统一版本-课件

目目 录录煤制乙二醇项目的背景及其重要性煤制乙二醇项目的背景及其重要性1煤制乙二醇技术路线及原理煤制乙二醇技术路线及原理2 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展3煤制乙二醇的经济性分析煤制乙二醇的经济性分析5煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果41 煤制乙二醇项目的背景及重要性煤制乙二醇项目的背景及重要性是一种重要的大宗是一种重要的大宗基本化工原料，是基本化工原料，是世界上消费量最大世界上消费量最大的多元醇。的多元醇。乙二醇用途乙二醇用途国内国内95的乙二醇的乙二醇用于聚酯，并可进用于聚酯，并可进一步生产涤纶、饮一步生产涤纶、饮料瓶、薄膜等。料瓶、薄膜等。还可用于生产炸药、还可用于生产炸药、乙二醛、防冻液、乙二醛、防冻液、增塑剂等。增塑剂等。1.1 乙二醇产品市场乙二醇产品市场乙二醇在生活中的应用涂料聚酯树脂涂料聚酯树脂防冻剂防冻剂涤纶纤维涤纶纤维 包装用聚酯树脂包装用聚酯树脂 1 煤制乙二醇项目的背景及重要性煤制乙二醇项目的背景及重要性 1 煤制乙二醇项目的背景及重要性煤制乙二醇项目的背景及重要性年份产量进口量出口量表观消费量自给率/%20192019201920192019201920192009201991.496.995.4110.1156.0178.8186.8195.0188.1214.6251.6339.1400.0406.0480.0521.6582.8664.63.22.32.61.22.00.22.90.70.5302.0346.2432.1508.9560.0659.0705.5777.1852.530.228.022.121.627.827.926.525.122.1v乙二醇国内市场乙二醇国内市场v需求量大需求量大:2019年国内消费852.5万吨,是全球第一大消费国;v增长快增长快:2000年至2019年国内表观消费量平均增长15.7%;v进口依存度高进口依存度高:近几年进口依存度始终高达70%以上。表表1.1 我国乙二醇的产能及消费量我国乙二醇的产能及消费量 （万吨（万吨/年）年）1 煤制乙二醇项目的重要性及背景煤制乙二醇项目的重要性及背景表表1.2 我国聚酯产能增长我国聚酯产能增长 （万吨（万吨/年）年）年份年份产能产能比上年增幅比上年增幅（%）200057520198805320191100252019126414.92019165030.52019205724.7201921213.1201923068.7201925008.4200927008.0年均增幅年均增幅17.61 煤制乙二醇项目的背景及重要性煤制乙二醇项目的背景及重要性v1.2 乙二醇传统生产工艺乙二醇传统生产工艺 环氧乙烷水合法是目前国内外普遍采用的传统生产工艺，即石油路线；环氧乙烷水合法是目前国内外普遍采用的传统生产工艺，即石油路线；其工艺路线长、设备多、能耗高、成本高且必须依托乙烯工厂建设；其工艺路线长、设备多、能耗高、成本高且必须依托乙烯工厂建设；环氧乙烯装置及乙二醇装置工艺技术需进口；环氧乙烯装置及乙二醇装置工艺技术需进口；随着全球石油资源日益匮乏及石油价格快速上涨，资源与成本的矛盾将随着全球石油资源日益匮乏及石油价格快速上涨，资源与成本的矛盾将日益突出。日益突出。1 煤制乙二醇项目的背景及重要性煤制乙二醇项目的背景及重要性v1.3 煤制乙二醇项目背景煤制乙二醇项目背景v乙二醇产品市场容量大，前景广阔。乙二醇产品市场容量大，前景广阔。v目前乙二醇完全依赖石油乙烯路线，成本高，开发煤基路目前乙二醇完全依赖石油乙烯路线，成本高，开发煤基路线具有很强的成本竞争优势。线具有很强的成本竞争优势。v符合我国缺油、少气、富煤的资源特点，具有明显的经济符合我国缺油、少气、富煤的资源特点，具有明显的经济效益和社会效益。效益和社会效益。2 煤制乙二醇技术原理和技术路线煤制乙二醇技术原理和技术路线v技术方案：羰化、加氢两步法间接合成乙二醇技术方案：羰化、加氢两步法间接合成乙二醇v两步间接法：两步间接法：第一步：第一步：CO与亚硝酸甲酯羰基化反应生成草酸二甲酯；与亚硝酸甲酯羰基化反应生成草酸二甲酯；第二步：草酸二甲酯加氢合成乙二醇第二步：草酸二甲酯加氢合成乙二醇 2 煤制乙二醇技术原理和技术路线煤制乙二醇技术原理和技术路线 草酸酯法反应式：草酸酯法反应式：国内外研究最为深入，已有工业试验装置。国内外研究最为深入，已有工业试验装置。总反应式：总反应式：加氢：加氢：羰化：羰化：酯化再生：酯化再生：2 煤制乙二醇技术原理和技术路线煤制乙二醇技术原理和技术路线v工艺流程工艺流程PSA脱氢脱氢羰化羰化再生再生精馏精馏加氢加氢吸收吸收分离分离DMCDMODMO聚合级聚合级MEG合成气合成气H2H2COCONONOMNMNO2O2小试阶段研究过程及成果小试阶段研究过程及成果v经过四年潜心研究煤制乙二醇经过四年潜心研究煤制乙二醇3项关键催化剂，成效显著，项关键催化剂，成效显著，催化剂性能明显优于国内先进样品。催化剂性能明显优于国内先进样品。v2009年年9月通过湖北省科技厅组织的科技成果鉴定。月通过湖北省科技厅组织的科技成果鉴定。v获得煤制乙二醇获得煤制乙二醇3项催化剂与项催化剂与1项工艺共项工艺共4项授权专利。项授权专利。3 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展催化剂评价装置催化剂评价装置数数据据分分析析气气气气相相相相液液液液相相相相色色色色谱谱谱谱气气气气质质质质等等等等大大大大型型型型仪仪仪仪器器器器小试相关图片小试相关图片3 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展小试结果小试结果小试结果小试结果 ：1、TH-5选择性脱氢催化剂选择性脱氢催化剂 实验室研究结果表明该催化剂脱氢选择性好，在工实验室研究结果表明该催化剂脱氢选择性好，在工业粒度业粒度3-4mm，气源组成，气源组成97.5%CO、1.5%H2、0.9%O2，空速，空速3000h-1，150200条件下，出口条件下，出口H210010-6（vol），），CO损失量（即损失量（即CO2增量）增量）0.3%（vol），超过国内外文献报道的水平），超过国内外文献报道的水平。3 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展小试结果：小试结果：小试结果：小试结果：2、HDMO-1草酸二甲酯合成催化剂草酸二甲酯合成催化剂 实验室研究结果表明该催化剂低温活性好，与当时实验室研究结果表明该催化剂低温活性好，与当时文献报道的工业粒度文献报道的工业粒度3-4mm、130时草酸二甲酯合成时草酸二甲酯合成催化剂最高时空收率相比，催化剂最高时空收率相比，HDMO-1催化剂在催化剂在115时时的时空收率，的时空收率，比其高比其高6%，且反应温度降低，且反应温度降低15。3 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展小试结果：小试结果：小试结果：小试结果：3、HEG-1草酸二甲酯加氢催化剂草酸二甲酯加氢催化剂 实验室研究结果表明该催化剂的低温活性好，工业粒实验室研究结果表明该催化剂的低温活性好，工业粒度度189与与193时，时，DMO转化率分别为转化率分别为98%、99%，EG选择性分别为选择性分别为93%、95%，超过当时国内外文献报超过当时国内外文献报道的道的 Cu-Si系、系、Cu-Cr系的草酸二甲酯加氢催化剂工业粒系的草酸二甲酯加氢催化剂工业粒度数据水平度数据水平。3 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展3 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展小试成果鉴定意见：小试成果鉴定意见：小试成果鉴定意见：小试成果鉴定意见：鉴定委员会一致认为：鉴定委员会一致认为：成果完成单位集成果完成单位集30余年来多种类型工余年来多种类型工业催化剂的应用研究及其使用技术的研究经验，紧紧抓住上述三项业催化剂的应用研究及其使用技术的研究经验，紧紧抓住上述三项关键催化剂进行创新探索，是我国又一家对该三项关键催化剂进行关键催化剂进行创新探索，是我国又一家对该三项关键催化剂进行全面研究的单位。全面研究的单位。该三项关键催化剂成果具有创新性，总体上达到国际先进水平。该三项关键催化剂成果具有创新性，总体上达到国际先进水平。其中，催化剂选择性、低温活性主要指标处于国际领先水平。其中，催化剂选择性、低温活性主要指标处于国际领先水平。同意同意通过成果鉴定。通过成果鉴定。建议：建议：尽快进行尽快进行3001000吨乙二醇吨乙二醇/年全流程的工业化试年全流程的工业化试验以加快实现工业装置的生产验以加快实现工业装置的生产。3 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展鉴鉴鉴鉴定定定定意意意意见见见见扫扫扫扫描描描描件件件件3 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇煤制乙二醇4项专利：项专利：vCN101543776A 一氧化碳原料气脱氢催化剂及其制备和应用方法一氧化碳原料气脱氢催化剂及其制备和应用方法vCN101543784A一种气相合成草酸酯催化剂的制备方法一种气相合成草酸酯催化剂的制备方法vCN101607205A一种草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂及其制备方法一种草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂及其制备方法vCN101544539A一种生产聚合级乙二醇并联产乙醇酸甲酯的方法一种生产聚合级乙二醇并联产乙醇酸甲酯的方法3 煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展煤制乙二醇小试开发及关键技术研究进展4.1 4.1 技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍中国五环工程有限公司：中国五环工程有限公司：中国五环工程有限公司：中国五环工程有限公司：中国五环工程有限公司前身是创建于中国五环工程有限公司前身是创建于1958年的化学工业部第四年的化学工业部第四设计院，现为国务院国资委直接管理的中国化学工程集团公司的全资设计院，现为国务院国资委直接管理的中国化学工程集团公司的全资子公司和化学工业领域重点骨干科技型企业。子公司和化学工业领域重点骨干科技型企业。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4.1 4.1 技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍中国五环工程有限公司：中国五环工程有限公司：中国五环工程有限公司：中国五环工程有限公司：五环工程是具有工程建设项目全过程承包和管理功能的国际型工五环工程是具有工程建设项目全过程承包和管理功能的国际型工程公司。公司拥有程公司。公司拥有工程设计综合甲级资质工程设计综合甲级资质和工程咨询、工程监理、工和工程咨询、工程监理、工程造价咨询、建设项目环境影响评价等多项甲级资质，并享有对外工程造价咨询、建设项目环境影响评价等多项甲级资质，并享有对外工程咨询、工程设计及工程承包经营权，是首批获得全国程咨询、工程设计及工程承包经营权，是首批获得全国AAA级信用企级信用企业资格的工程公司。五十多年来，五环工程为中国化学工业的发展和业资格的工程公司。五十多年来，五环工程为中国化学工业的发展和腾飞做出了杰出贡献，在工程科技领域硕果累累。累计完成境内外腾飞做出了杰出贡献，在工程科技领域硕果累累。累计完成境内外1700余项大中型设计项目和余项大中型设计项目和60多项工程总承包项目，业务遍及国内多项工程总承包项目，业务遍及国内31个省、直辖市和全球个省、直辖市和全球20多个国家和地区。多个国家和地区。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4.1 4.1 技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍 华烁公司：华烁公司：华烁公司：华烁公司：国家国家CO变换催化剂与气体净化剂重点工业基地变换催化剂与气体净化剂重点工业基地 湖北省工业气体净化与精制重点实验室湖北省工业气体净化与精制重点实验室4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4.1 4.1 技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍 华烁科技股份有限公司华烁科技股份有限公司华烁科技股份有限公司华烁科技股份有限公司是经湖北省人民政府批准，由湖北省化学研究院是经湖北省人民政府批准，由湖北省化学研究院整体转改制而设立的股份制公司，承继了湖北省化学研究院全部资产、权整体转改制而设立的股份制公司，承继了湖北省化学研究院全部资产、权益和人才资源，省科技厅代表国家持有益和人才资源，省科技厅代表国家持有20%的股份。的股份。公司的前身公司的前身湖北省化学研究院湖北省化学研究院，成立于，成立于1973年，出身于中国科学院，拥年，出身于中国科学院，拥有应用化学、工业催化、高分子物理与化学和物理化学四个硕士点。有应用化学、工业催化、高分子物理与化学和物理化学四个硕士点。华烁科技股份有限公司华烁科技股份有限公司集近集近40年来氨合成催化剂、耐硫变换催化剂、精年来氨合成催化剂、耐硫变换催化剂、精脱硫剂和贵金属脱氢、脱氧、脱烃等催化剂等多种类型工业催化剂的应用脱硫剂和贵金属脱氢、脱氧、脱烃等催化剂等多种类型工业催化剂的应用研究及其使用技术的研究经验，紧紧抓住上述三项关键催化剂的主要指标研究及其使用技术的研究经验，紧紧抓住上述三项关键催化剂的主要指标进行开发，取得了显著成绩。同时，进行开发，取得了显著成绩。同时，国家气体净化剂重点工业生产基地国家气体净化剂重点工业生产基地现现有贵金属催化剂生产线，催化剂生产质量稳定，可随时进行新型催化剂的有贵金属催化剂生产线，催化剂生产质量稳定，可随时进行新型催化剂的大规模生产。大规模生产。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4.1 4.1 技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍技术研发单位介绍鹤壁宝马（集团）有限公司：鹤壁宝马（集团）有限公司：鹤壁宝马（集团）有限公司：鹤壁宝马（集团）有限公司：鹤壁宝马(集团)有限公司是一家集新能源开发、煤化工、煤炭物资运销、融资担保、酒店餐饮服务业及进出口业务六大产业为一体的多元化、复合型集团公司。主要化工产品有年产化工产品有年产15万吨万吨甲醇及年产甲醇及年产15万吨二甲醚万吨二甲醚，在册员工2000余人，是创新型、科技型企业集团。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果300t/a中试阶段研发过程及成果中试阶段研发过程及成果v中国五环、华烁公司、宝马集团紧密合作，从设计、建设中国五环、华烁公司、宝马集团紧密合作，从设计、建设到中试试验历时近到中试试验历时近2年，胜利完成年，胜利完成300t/a煤制乙二醇中试任煤制乙二醇中试任务。务。v煤制乙二醇中试取得煤制乙二醇中试取得9大成绩。大成绩。v5万吨煤制乙二醇工业示范装置已全面启动。万吨煤制乙二醇工业示范装置已全面启动。中中中中试试试试装装装装置置置置图图图图片片片片4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试中试9项成绩：项成绩：、三项关键催化剂的活性与选择性总体上达到或超过小试水、三项关键催化剂的活性与选择性总体上达到或超过小试水平：平：vTH-5选择性脱氢催化剂的出口氢含量选择性脱氢催化剂的出口氢含量100ppm，二氧化碳增，二氧化碳增量量0.20.4%，其选择性超过国内外文献报道水平；，其选择性超过国内外文献报道水平；vHDMO-1草酸二甲酯（草酸二甲酯（DMO）合成催化剂的选择性）合成催化剂的选择性9799%，时空产率，时空产率600650g/L.h，达到国内最先进水平之一；，达到国内最先进水平之一；vHEG-1草酸二甲酯加氢催化剂的草酸二甲酯加氢催化剂的DMO转化率转化率99.9%，乙二，乙二醇（醇（EG）的选择性）的选择性9395%，时空产率，时空产率280370g/L.h，达，达到国内最先进水平之一。到国内最先进水平之一。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试中试9项成绩：项成绩：、脱氢、合成及加氢催化剂已分别累计运行、脱氢、合成及加氢催化剂已分别累计运行122、66和和68天（最短时间已超过天（最短时间已超过1500小时，最长时间达到小时，最长时间达到2900小时）小时），在各种复杂工况条件和频繁开停车的不利情况下，催，在各种复杂工况条件和频繁开停车的不利情况下，催化剂活性温度仅提高化剂活性温度仅提高25，预计在比较稳定的条件下，预计在比较稳定的条件下催化剂使用寿命可以达到催化剂使用寿命可以达到2年或年或2年以上，能满足工业生年以上，能满足工业生产的要求。产的要求。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试中试9项成绩：项成绩：v、一氧化氮酯化再生反应采用专有酯化再生反应、一氧化氮酯化再生反应采用专有酯化再生反应器，反应生成亚硝酸甲酯循环使用，实现了草酸二器，反应生成亚硝酸甲酯循环使用，实现了草酸二甲酯反应和甲酯反应和NO再生反应的循环。再生反应的循环。v、取得煤制乙二醇（、取得煤制乙二醇（300吨吨/年）工艺包的各种参数，年）工艺包的各种参数，可以进行可以进行5万吨万吨/年、年、20万吨万吨/年乙二醇工业生产装置年乙二醇工业生产装置的设计。的设计。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试中试9项成绩：项成绩：v、开发了与三项关键催化剂配套的专用反应器，反应、开发了与三项关键催化剂配套的专用反应器，反应器均具有轴向温差小、反应平稳、避免超温等特点，提器均具有轴向温差小、反应平稳、避免超温等特点，提高了反应的安全性和可靠性。高了反应的安全性和可靠性。v、精馏分离工艺已使乙二醇产品、精馏分离工艺已使乙二醇产品12项指标全部达到项指标全部达到GB/T 4649-2019的优等品（聚合级），获得国家国家石的优等品（聚合级），获得国家国家石油石化产品质检中心的检验报告。油石化产品质检中心的检验报告。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试中试9项成绩：项成绩：v、工业试验的核心工序、工业试验的核心工序-脱氢、合成酯化、加氢与脱氢、合成酯化、加氢与精馏分离采用的原料、中间生产过程及产品质量控制所精馏分离采用的原料、中间生产过程及产品质量控制所开发的专有分析检测技术，在试验过程中得到验证，可开发的专有分析检测技术，在试验过程中得到验证，可用于大型乙二醇装置生产过程的监控与指导。用于大型乙二醇装置生产过程的监控与指导。上述专有分析检测技术是针对煤制乙二醇特点，经多上述专有分析检测技术是针对煤制乙二醇特点，经多年努力不断探索积累开发的一系列准确、高效的分析检测年努力不断探索积累开发的一系列准确、高效的分析检测方法，涉及关键数据的在线分析、色谱分析、复杂介质里方法，涉及关键数据的在线分析、色谱分析、复杂介质里的难点组份分析、光谱分析、定量化学分析等的难点组份分析、光谱分析、定量化学分析等20种分析方种分析方法。法。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试中试9项成绩：项成绩：v、编制了适合煤制乙二醇各工序的操作规程、应急预案，、编制了适合煤制乙二醇各工序的操作规程、应急预案，并在中试的基础上修改完善，可以用于大型乙二醇装置生并在中试的基础上修改完善，可以用于大型乙二醇装置生产管理。产管理。v、培养了一批在煤制乙二醇领域中研究、设计、安装、培养了一批在煤制乙二醇领域中研究、设计、安装、调试、生产管理、操作运行、分析化验等专业的技术人员、调试、生产管理、操作运行、分析化验等专业的技术人员、管理人员和职工队伍，为大型煤制乙二醇的推广建设奠定管理人员和职工队伍，为大型煤制乙二醇的推广建设奠定了人员基础。了人员基础。4 煤制乙二醇煤制乙二醇300t/a中试结果中试结果5 煤制乙二醇的经济性分析煤制乙二醇的经济性分析v5.1 经济性比较经济性比较表表4.1 合成合成1t产品理论上耗产品理论上耗CO,H2量量 备注：括号内为以乙二醇为标准计，各产品的原料消耗比例。备注：括号内为以乙二醇为标准计，各产品的原料消耗比例。考虑产品价格，乙二醇是最经济的。考虑产品价格，乙二醇是最经济的。项目项目耗耗CO Kg耗耗H2 Kg煤基乙二醇煤基乙二醇919（1）131（1）煤基甲醇煤基甲醇875（0.95）125（0.94）煤基醋酸煤基醋酸933（1.02）67（0.51）煤基二甲醚煤基二甲醚1217（1.324）174（1.328）MTP（折烯烃）（折烯烃）2292（2.49）327（2.5）5 煤制乙二醇的经济性分析煤制乙二醇的经济性分析v5.2 投资经济性投资经济性v石油路线，生产成本高，受高油价影响其成本很难下降。石油路线，生产成本高，受高油价影响其成本很难下降。当油价在当油价在80$/桶时，乙二醇生产成本超过桶时，乙二醇生产成本超过7000元元/吨；吨；v煤制气路线，当煤价在煤制气路线，当煤价在600元吨时，生产成本约元吨时，生产成本约5000元元/吨。吨。v2019年国内乙二醇市场成交价约年国内乙二醇市场成交价约6000-10000元元/吨波动，煤吨波动，煤制乙二醇具有较好的经济效益和抗风险能力。制乙二醇具有较好的经济效益和抗风险能力。谢谢大家！谢谢大家！docin/sanshengshiyuandoc88/sanshenglu 更多精品资源请访问更多精品资源请访问