煤制乙二醇技术升级 大型化发展
- 2014-12-05 14:34:172039
煤制乙二醇产能规划千万吨
煤制乙二醇与煤制油、煤制气和煤制烯烃项目相比投资规模小，更适合氮肥甲醇企业进行转型升级的改联产考虑。由于我国煤炭资源丰富，成本优势明显，加之技术的日益成熟，煤质乙二醇项目近几年成为各大企业投资的新宠儿，近几年煤质乙二醇产能增速加快。
据金银岛统计，2014年底我国确定开车的煤质乙二醇装置共有3套，包括河南永金洛阳煤化有限公司20万吨/年乙二醇装置和鄂尔多斯新航能源有限公司30万吨/年乙二醇装置及新疆天辰有限公司20万吨/年乙二醇装置，总计年产能达70万吨。而据统计，仅在2015年计划投产项目就有7个，产能合计122万吨。按此数据推算，截止到2015年底，我国煤质乙二醇产能将达到302万吨，占到国内总产能的40%，将撑起国内供应的半边天。
*，中国乙二醇自给率*不足30%，进口量逐年扩大，2013年中国乙二醇消费量为1185万吨，进口量达到824万吨。面对迅猛发展的下游聚酯需求，国内乙二醇供应市场在自身产能增速有限、表观消费量增幅明显的局势下，市场供应缺口较大，从上图可以看出，过去8年市场的进口依存度一直维持在70%附近，乙二醇稳居国内液体化工进口依存度高产品的。
煤制乙二醇技术更新换代
中科院福建物质结构研究所较早开展煤制乙二醇技术的研发并得到了政府的肯定。2009年3月18日*在江苏丹阳主持召开了《万吨级“煤制乙二醇”成套工业工艺技术》成果鉴定会。鉴定意见是：该成套技术符合循环经济三原则，完全拥有自主知识产权，该技术的推广应用可替代传统的石油路线制备乙二醇，符合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的资源特点，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。该成套技术处于水平。
2012年6月召开的两院院士大会上，在讲话中肯定了两年来我国科技工作围绕国家发展重大战略需求取得的“天宫一号与神舟八号交会对接成功……煤制乙二醇和甲醇制烯烃实现工业化应用……”等一系列新成就、新进展。
经过百吨级中试，万吨级工业试验，2007年8月，通辽金煤正式奠基，开始了20万吨煤制乙二醇的工业示范装置建设(总投资达32亿，占地1500亩)，2009年12月试车成功，其中工业试验和示范均为世界首套装置。经过3年持续的技术改造，到2012年，通辽金煤生产乙二醇12万吨，草酸5万吨，实现负荷90%，乙二醇产品90%达到优级品标准，年销售12.5亿元。
但即便如此，代煤制乙二醇技术从2009年成功试车到现在发展了将近5年的时间，技术面临的挑战是非常多的。首先是这套20万吨工业示范装置是国家支持立项的工业示范装置，还没有达到满负荷，没有拿到路条；另外这几年出现了很多的同类技术竞争，国内外都有，我们代技术的优势正慢慢被追赶。
煤制乙二醇大型化有望再升级
催化剂寿命，羰化、加氢工段不能合理配置制约着合成气制乙二醇大型化。合成气制乙二醇加氢工段常规压力为2.0～3.5MPa，比较容易实现大型化；羰化工段常规工艺压力为0.3～0.5MPa，压力比较低，而配套的产量比加氢工段又多了一倍。以规模为年产20万吨乙二醇为例，羰化工段需要每小时产出约50吨的草酸二甲酯才能满足加氢工段每小时产出25吨乙二醇的工艺需求。如采用常规的管式反应器，羰化工段必须采用多条线或多个管式反应器并联完成，会导致动力压缩设备及管道规格超限。要实现羰化工段大型化，就必须改变原来的工艺条件，进行二次开发。
据戊正公司技术人员介绍，为了突破煤制乙二醇大型化面临的瓶颈，他们从提高羰化反应压力、改变催化剂性能入手，解决研发及工程问题，使羰化反应压力从原0.3～0.5MPa提高到2.0～3.0MPa，主要设备及管道直径缩至之前的0.4～0.5倍，单元设备投资费用降低25%以上。他们还开发了大型板式反应器，使单套反应器生产能力扩大到30万吨/年，传热强度提高一倍，催化剂装填系数大于60%，从而避免了多台反应器并联使用时的偏流飞温现象，设备投资可比现有的多套串、并联管式反应器减少25%，降低系统压缩功耗20%以上。
与大型板式反应器配套的是戊正已开发成功的第三代高压羰化工艺催化剂及第三代加氢催化剂，其选择性比原来提高1%～2%，使用寿命由同类催化剂的一年延长至两年，吨催化剂费用150～170元，仅为市场上同类催化剂的一半。其中，高压羰化工艺单位催化剂产率比低压羰化工艺提高了一倍以上，使之与加氢工段有了比较合理的配置，使煤制乙二醇的大型化难题迎刃而解。加氢催化剂寿命延长，可以解决目前已投产的煤制乙二醇装置开工率低、不能长周期稳定运行的问题。