1、項目建議書合成氣制乙二醇第一章 總論1.1 項目概況乙二醇在經濟中有著極其重要的地位。用于生產聚酯纖維、薄 膜、容器瓶類等系列產品和汽車防凍劑， 還可用于除冰劑、 表面涂料、 表面活性劑、增塑劑等化工產品的原料。 其生產的聚酯碳纖維強度高、 耐腐化，是世界公認的無危害高新工程材料。因此，發展和技術改造 乙二醇工藝設計對我國經濟發展有著重要的意義。本項目是為一綜合化工企業設計一座采用清潔生產工藝制取乙 二醇分廠。要求利用煤和水制取的 CO 和氫氣，采用合成氣間接法工 藝合成乙二醇。1.2 調研依據1)化工建設項目可行性研究報告內容和深度規定 2005 年 10 月2) 2015年三井杯大賽相關指

2、導意見書1.3 項目背景乙二醇產業狀況目前，我國乙二醇生產技術主要為石油路線，即以乙烯為原料，經環氧乙烷生產乙二醇， 該技術全部為引進裝置， 主要集中在中石化、 中石油及中海油等大型國有企業中，引進技術包括英荷殼牌公司（Shell）、美國科學設計公司（SD）以及美國DOW化學公司（原 UCC 公司）的技術。非石油路線是以合成氣為原料，可采用多種方 法合成乙二醇，在我國已經實現產業化的主要是我國自主研究開發的 以煤或者天然氣制備乙二醇的生產技術。由煤制合成氣（CO+H :）生產EG的新技術發展很快，而傳統用 石油基乙烯生產 EG 工藝受到以煤為原料的合成氣路線挑戰， 尤其是 最近幾年國內已有多套

3、以煤基合成氣生產 EG 的工業裝置實現運行， 煤制EG新增產能遠咼于石油基乙烯路線 EG,以合成氣為基礎的EG 生產新工藝引起業內普遍關注。合成氣制 EG 技術發展現狀合成氣可來源于石油、煤、 天然氣等化石原料以及生物質資源，獲取 途徑十分廣泛，合成氣生產工藝在國內已經十分成熟。合成氣制 EG 分為間接法和直接法 2 種，直接法是合成氣通過咼溫咼壓和貴金屬催 化劑直接合成EG,目前此法仍處于研究階段；間接法是利用合成氣 先合成出某些中間產品 （例如草酸二甲酯 ），再通過催化加氫制得 EG， 這是目前及今后 EG 生產工藝發展的重點。煤制乙二醇發展前景傳統的乙二醇生產方法是走石油化工路線, 即由

4、石油加工得到乙 烯,乙烯氧化生成環氧乙烷,環氧乙烷進一步水合生產乙二醇,隨著 世界石油資源的日漸短缺， 開辟新的工藝路線已成為當務之急，考 慮到我國的能結構是煤多油少， 發展以煤炭為原料制取乙二醇的路線， 對于我國能源的合理利用、 減少對石油的依賴、 緩解乙烯供應量不足 都具有極其深遠的意義。 煤制乙二醇以煤為原料， 特別是新引進的國 外先進的技術 （日本宇部 ），通過羰化、加氫兩步間接合成乙二醇，該 工藝的實施對推動我國煤制乙二醇規模發展、 自主創新具有積極的意 義。1可節約大量石油資源，符合國家煤代油的能源戰略與以石油 為原料的傳統工藝相比，煤制乙二醇技術的主要特點是以煤為原料， 如果全世

5、界當前所產的近 2500 萬噸年乙二醇全部運用本技術生產 的，據測算每年可節約石油 5000 萬噸左右，這相當于每年新開發一 個 5000 萬噸以上的大油田， 這將是個驚人的創舉 ! 如果目前國內乙二 醇市場缺口 800 萬噸年全部采用本技術生產，可為國家每年節約 1600萬噸石油資源。從表 52 里我們可以看出，國內煤制乙二醇的 廠家還很少， 每年油頭制乙二醇的產量也有所增加， 不利于我國煤資 源的開發利用， 也不符合我國產業政策的調整， 不能很好發揮我國的 資源優勢，這對于我國來說是至關重要的，在國際化市場競爭中，我 們也很難處于優勝地位， 利用好我國豐富的煤炭資源， 就地發展煤制 乙二醇

6、，提高新型煤化工技術， 延長產業鏈，才應該是我國最終選擇。2具有低能耗、環保等特點，還可大幅降低乙二醇生產成本煤 制乙二醇技術以煤為主原料，采用羰化、加氫兩步法，工藝流程短， 利用高效的催化劑，進行低壓合成，能耗低，充分發揮我國富煤資源， 因此其生產成本比石油環氧乙烷水合法低 1500左右元 t 左右，該工 藝可實現CO資源綜合利用，可充分利用廢棄的CO資源（如合成氨回 收CO、煉鋼轉爐尾氣等），有助于減少資源消耗，減輕環境污染，符 合節約能源、發展循環經濟的政策，對于廢液的處理，采用了兩級膜 滲透和蒸發，達標排放，實現綠色環保，建設一個企業，造福一方百 姓，保持一片藍天。3提高國內乙二醇自給

7、能力，緩解短缺局面近年來，隨著我國 工業的大力發展，出口創匯逐年增加，國內的加工行業不斷壯大，對 于聚酯的需求量很大， 乙二醇需求急劇增加， 已超過美國成為世界第 一大乙二醇消費國，由于國內乙二醇產 量不足，或者說是受國際石油價格的影響， 油頭生產乙二醇利潤空間 小，使得國內乙二醇嚴重依賴進口， 如能在富煤地區的省份大力發展 煤制乙二醇生產， 利用先進的煤制乙二醇技術將為我國開辟一條低成 本、環保的生產路線，能有效地提高國內乙二醇自給能力，緩解短缺 局面，也可以使我國從一個乙二醇生產技術落后的國家變為技術領先 的國家。新型煤化工技術， 更是世界上的先進技術，把固態煤轉化為 石油替代化工產品和清

8、潔能源， 可在很大程度上提高能源利用率， 減 少碳化物、硫化物和氮化物的排放，有利于環保。煤制油、煤制天然 氣、煤制烯烴、煤制乙二醇等為代表的新型煤化工產業發展前景良好。1.4 市場分析世界市場分析2013年國際乙二醇分布概況截止到2013年底，據統計全球歐洲南美亞洲以及中東地區北美乙二醇產能達到2922.1萬噸。其中全球71.55%的產能主要集 中在亞洲以及中東地區，亞洲及 中東乙二醇產能為2090.8萬噸。 其次北美地區乙二醇產能537萬噸，占全球乙二醇總產能的18.38%;第三位的是歐洲地區，歐洲地區乙二醇產能為226.7萬噸，約占全球總產能的7.76%。南美乙二 醇產能為67.6萬噸，

9、僅占全球總產能的2.31%。至V 2013年底，全球 二乙醇總產能達到2922.1萬噸/年，全球平均開工率在78%左右，預 計今后幾年，世界二乙醇的生產能力將以年均約6.0%的速度增長，到2014年總產能將達到3100萬噸/年，世界范圍內乙二醇已呈現供 應過剩的局面。由于美國、歐洲等地需求減少，生產商將亞洲作為主 要出口對象，中國乙二醇生產能力和產量不能滿足國內聚酯等日益增 長的市場需求，每年都需大量進口，且進口量呈逐年增長態勢，中國 進 口 的 乙 二醇主 要來 自 中東。二二6¥建量帀噸我國近年乙：醉進II量國內市場分析雖然我國乙二醇生產能力和產量增長較快，但仍不能滿足國內聚酯等

10、 日益增長的市場需求，每年都得大量進口，且進口量呈逐年增長態勢。年份產量進口自給率2007175480Q 26731820081795210. 2563082009170582仇 22664520102506190. 28768720112807270.27805420122908030.26520320134737440. 3887612014514812S 3877752015514931CL 3557620® 2010 2011201220132014201S45 00*iCiCNK30OCK曲 0U?k20 0055巧cm自鰭單io咻曹2CLOTS年旳由上表可知我國乙二醇生產

11、長期無法滿足國內需求，每年需要大量進口，最近10年我國乙二醇的對外依存度均大于 70%。我國是一 個能源大國，煤炭儲量居世界第三 位，但石油、天然氣等資源卻相 對貧乏。其中， 煤炭生產和消費量約占世界的50 %左右。這種“富 煤、貧油、少氣”的能源格局，決定了今后很長時間內煤炭在一次能源結構中的主導地位。并且我國超過95%的乙二醇用于生產PET, 因此，國內乙二醇的發展與PET工發展息息相關。我國是全球PET 生產大國，PET產量占全球消費總量的比例超 50%，這種PET生 產大國的地位決定了我國對乙二醇有巨大的需求量。但由于我國乙 二醇原料乙烯價格較高，導致國產乙二醇成本高，與進口產品相比，

12、 在價格方面缺乏競爭力，因此，市場缺口非常大。1.5本廠建設意義目前全球乙二醇力中80%為石油乙烯法，20%以石油伴生氣乙烷為 原料，生產技術主要掌握在 SD, Dow和Shel公司手中。煤生產合 成氣的 工藝已經工業化，且已經實現大型化生產。煤制乙二醇合成氣合成乙二醇技術， 能有效利用我國豐富的煤炭資源， 與油法相比有 一定化學優勢，生產工藝更清潔。煤制法在我國已經有一定生產經驗， 乙二醇產量和質量已經達到國家標準， 可以打破國外技術封鎖， 有利 于我國現代工業發展 .如果要生產優質乙二醇，從裝置大型化 的角度 考慮，由合成氣生產甲醇， 然后再由甲醇合成氣制備乙二醇，是最易 實現大型化生產的

13、路線， 可以有效的改善我國石油資源短缺、 過分依 賴進口的現狀 ,對于長期發展有裨益。第二章 建設規模2.1 建設原則1）符合國家經濟發展計劃 我國的國情是“富煤少油” ，發展煤工藝 更符合我國國情2）市場需求 我國乙二醇市場供不應求， 每年需要大量進口， 且進口 量逐年增大3）原料價格 煤炭相對進口石油較為經濟4）資金來源 化工廠的初期建設需要投入大量的資金， 因此生產規模 要以能和各種渠道提供的資金數量相適應而又不影響總的經濟效益 為原則來確定5）其他因素 土地條件、政策支持、人力資源、設備條件等其他相關 因素都會對生產規模產生影響，需要綜合考慮。2.2規模確定目前，國內外草酸酯法制取乙二

14、醇(EG)技術還處于研究開發和示 范階段，尚未完全達到商業化，因此很難保證會有很大的利潤空間。 考慮到建設投資和生產消耗產生的巨大成本， 以及產品競爭力可能不 足，缺少相關的工業生產經驗，故建設規模不適宜規定的太大。在之 后的研究改進中，如果利潤可觀則可以擴大生產規模。因此本廠生產規模確定為年產 5萬噸乙二醇(EG)。第三章草酸酯法制乙二醇技術方案31合成氣制備乙二醇生產工藝流程 工藝流程概述草酸酯法制乙二醇，分兩步進行，CC與亞硝酸酯氣相催化合成草 酸酯，再由草酸酯加氫得乙二醇。該方法先利用醇類與NC反應生成亞 硝酸酯，在貴金屬催化劑上與CC羰基合成得到草酸二酯，草酸二酯再 經催化加氫制得乙

15、二醇。主要的反應如下：貴金屬催化劑草酸酯合成2CO + 2RONO(COOR) 2 + 2NO反應尾氣的再生2NO + 1/2O 2 + 2ROH NO + H2O銅基催化劑草酸酯加氫制乙二醇(COORR + 4H2(CH2OH) + 2ROHCa總反應式為：2CO + 4H2 + 1/2O 2(CH2OH) + H 2O流程簡述：首先有煤轉化制的合成氣，然后是合成氣凈化分離，將合成氣分離為CO和H2兩個流股其中CO流股用于草酸二甲酯的制備，H2流股用于草酸二甲酯加氫制的乙二醇。這里的 CO流股有一個 催化脫氫過程，目的是除去 CO流股里面少量的H2防止后面的CO 與亞硝酸甲酯反應合成草酸二甲

16、酯過程的金屬Pd催化劑的失活中毒，這是因為H2容易吸附在金屬Pd的表面占據催化劑表面的活性中興， 導致催化劑活性降低甚至中毒。然后是草酸二甲酯的制備過程。CO與亞硝酸甲酯在負載型金屬 Pd催化劑上進行氣相催化反應制備草酸二甲酯。這個過程不僅包括 這一步合成反應， 還包括合成草酸二甲酯的分離提純以及用于合成草 酸二甲酯的反應物之一的亞硝酸甲酯的再生過程。最后是草酸二甲酯加氫制備目標產品乙二醇的過程。 由上一過程 合成制備的草酸二甲酯在催化劑上進行氣相催化加氫生成產品乙二 醇，同時生成甲醇與少量其他副產物，如乙醇酸甲酯、乙醇、二乙二 醇、三乙二醇以及其他的化合物。 甲醇需要分離用于亞硝酸甲酯的再

17、生。由合成氣制備乙二醇， 除去以上提到的合成氣的制備、 凈化及分 離過程，主要就是草酸二甲酯的制備和乙二醇的制備過程。 雖然按過 程的目的人為劃分為兩個過程， 但它們之間的聯系很緊密。 原因是這 個合成系統中存在物流的循環。 首先是亞硝酸甲酯再生與草酸二甲酯 合成裝置間的NO的循環使用；然后是草酸二甲酯加氫后甲醇物流循 環返回亞硝酸甲酯的再生裝置參與亞硝酸甲酯的再生反應； 還有草酸 二甲酯合成后用甲醇對產品進行冷凝吸收， 后面需要將甲醇與副產物 碳酸二甲酯進行分離， 從而將甲醇循環用于冷凝吸收。 所以由合成氣 制備乙二醇的系統是十分復雜的， 流程中帶有多個循環， 過程的設計 與模擬過程自然也比

18、較復雜， 對于具體的問題： 恪進行合理的簡化處 理。第四章與社會及環境的和諧發展4.1.與社會的和諧發展4.1.1 對環境保護和生態平衡的影響該項目采用草酸酯加氫合成法生產乙二醇， 比傳統技術的產出量 高，排放更小， 屬于推廣的高新技術范疇，項目每生產 1噸乙二醇比 傳統方式生產節約 0.5 噸左右煤，且排放更少，符合國家節能減排的 要求。而且此項合成工藝只有百分之零點幾的副產物， 還可以回收利 用，所以此項合成工藝對環境保護和生態平衡沒有任何影響。4.1.2 對發展地區或部門經濟的影響該項目的建設符合國家產業政策和地區規劃要求， 是一項利國利 民的技術，對當地的產業產品結構調整具有重大的示范和推動作用。 工廠建成之后，將創造近 20億的產值和 1 億以上的財政稅收入，對 經濟和社會事業的發展能起到非常積極的作用。4.1.3 對節約勞動力或提供就業機會的影響企業在遼寧省大連市甘井子工業園區落戶， 能直接在大連市招收800名以上員工，為解決群眾就業，幫助群眾勤勞致富有很大的作用。4.1.4 對遠景發展的影響乙二醇目前在我國占 70%以上需要進口， 市場廣闊，我