華爍科技股份有限公司煤制聚合級乙二醇新技術實現重大突破
作者/來源:華爍科技股份有限公司 日期:2011-11-22 點擊量:2276
熱烈慶祝華爍科技股份有限公司聯合中國五環工程公司與鶴壁寶馬（集團）實業有限公司開發的煤制聚合級乙二醇技術中試項目取得成功！我公司歷經4年開發的“選擇性脫氫、草酸二甲酯合成和草酸二甲酯加氫”三項關鍵催化劑于2009年通過湖北省科技廳組織的專家鑒定。在此基礎上，中國五環工程公司、華爍科技股份有限公司、鶴壁寶馬（集團）實業有限公司合作三方于2011年3~10月經過7個月的艱苦奮戰，現已順利完成300噸乙二醇/年中試任務。中試生產的乙二醇產品通過國家石油石化產品質量監督檢驗中心（廣東）的測定，12項指標均達到GB/T4649-2008優等品（即聚合級）的要求，同時達到美國ASTM E 2470－2007聚合級要求。本項目開發的煤制乙二醇系列催化劑的規模化應用技術，已經取得煤制聚合級乙二醇（300噸/年）工藝包的各種參數，可以進行5萬噸/年、20萬噸/年乙二醇工業生產裝置的設計。目前已有一批用戶正在商談采用該新技術建設5、10、20萬噸乙二醇/年的工業裝置。
煤制聚合級乙二醇新技術以煤制合成氣為原料，通過羰基合成草酸二甲酯再加氫制得聚合級乙二醇。該技術工藝先進，具有自主知識產權，成本優勢明顯，節能環保，綜合盈利能力強。華爍科技作為2011年湖北省企業上市重點后備企業中的重點輔導扶持類企業，該項目的成功將有助于公司持續提高創新能力，加快產品和技術的升級，增強市場競爭力，增加新的利潤增長點，為公司將來的上市工作提供了寶貴的資源儲備。
如果您想了解本公司煤制聚合級乙二醇的更多信息，請與公司氣體凈化事業部聯系。聯系方式：王先厚總經理13908653278或孔渝華總工程師13995682846。
煤制乙二醇項目背景
乙二醇是重要的大宗化工產品，用途十分廣泛，主要用于生產聚酯纖維、防凍劑、不飽和聚酯樹脂、潤滑劑、增塑劑等。以石油為原料的乙烯法生產乙二醇是目前國內外普遍采用的傳統路線，其工藝路線長、設備多、能耗高、成本高且生產裝置必須依托乙烯工廠建設；環氧乙烷裝置及乙二醇裝置工藝技術需進口，主要由英荷殼牌、美國Halcon-SD以及美國聯碳三家公司所壟斷。隨著全球石油資源日益匱乏及石油價格快速上漲，資源與成本的矛盾將日益突出，且我國的能源結構為“多煤、少氣、貧油”。2011年國內乙烯法乙二醇產量約200萬噸，進口量高達665萬噸，國內乙二醇的供需缺口極大，具有廣闊的市場前景。
煤制乙二醇技術開辟了以煤為原料制取乙二醇的非石油路線，以代替、補充石油路線生產乙二醇的短缺，完成了乙二醇工藝路線的創新變革，具有重要的戰略意義和經濟意義。為國家節約大量石油資源，符合國家煤代油的能源戰略；另外，煤制聚合級乙二醇同乙烯法相比，生產成本每噸低約2000元，具有很強的市場競爭力。
隨著我國乙二醇消費量的逐年增加，煤制乙二醇成為煤化工領域的熱點，也取得了很大的進展，但在工程放大至20萬噸乙二醇/年的大裝置中，遇到很多難題，其中催化劑存在著壽命短、強度差、反應過程中熱點難以控制等問題。煤制乙二醇技術先進與否，很大程度上取決于是否能開發出高轉化率、高選擇性、低成本、長壽命的催化劑以及與之配套的穩定可靠的反應器。
煤制乙二醇工藝路線簡述
煤制乙二醇可分為直接合成法和間接合成法。其中，直接合成法是將合成氣中的CO 及H2一步合成為乙二醇，該方法簡單有效，也最符合原子經濟性，是理論價值最高的一條工藝路線，但該工藝需采用昂貴的銠或釕作為催化劑，且反應壓力高、乙二醇選擇性較低；間接合成法則包括甲醇甲醛合成法以及草酸酯加氫法。相對而言，前者的研究還不深入，離工業化距離遠；而草酸酯加氫合成法的實用性較強，適宜進行工業生產。目前我國已投產及規劃中的煤制乙二醇均采用此法。
草酸酯加氫合成法的主要步驟：
（1）煤制合成氣及其凈化：煤制合成氣氣經變換和凈化后獲得合格的合成氣（CO+H2）；
（2）變壓吸附分離工序：采用變壓吸附（PSA）分離獲得工業CO 和H2原料；
（3）脫氫工序：脫除工業CO 中仍含有的H2；
（4）酯化工序：發生氮氧化物NxOy，并與甲醇合成亞硝酸甲酯以滿足羰化反應需要；
（5）羰化工序：脫氫后的CO 與亞硝酸甲酯進行羰化反應，生成草酸二甲酯，同時反應生成NO，與甲醇反應后再生亞硝酸甲酯；
（6）加氫工序：草酸二甲酯催化加氫制得乙二醇，反應同時生成甲醇可回用于酯化工序；
（7）精餾分離與精制工序：將乙二醇的粗產品分離精制得到聚合級乙二醇產品。
五環-華爍-寶馬開發的煤制聚合級乙二醇新技術特點
1、三項關鍵催化劑的活性與選擇性總體上達到或超過小試水平：
TH-5選擇性脫氫催化劑的出口氫含量≤100ppm，二氧化碳增量＜0.5%，其選擇性超過國內外文獻報道水平；HDMO-1草酸二甲酯（DMO）合成催化劑的選擇性98.5～99.5%，時空產率600～690g/L.h，達到國內最先進水平之一；HEG-1草酸二甲酯加氫催化劑的DMO轉化率＞99.9%，乙二醇（EG）的選擇性94～97%，達到國內最先進水平之一。
2、脫氫、合成及加氫催化劑穩定性運行時間均已超過1500小時，最長達2900小時，預計壽命可達≥2年。
3、一氧化氮酯化再生反應采用專有酯化再生反應器，反應生成亞硝酸甲酯循環使用，實現了草酸二甲酯反應和NO再生反應的循環。
4、取得煤制乙二醇（300噸/年）工藝包的各種參數，可以進行5萬噸/年、20萬噸/年乙二醇工業生產裝置的設計。
5、開發了與三項關鍵催化劑配套的專用反應器，反應器均具有軸向溫差小、反應平穩、避免超溫等特點，提高了反應的安全性和可靠性。
6、精餾分離與精制使乙二醇產品通過國家石油石化產品質量監督檢驗中心（廣東）的測定，12項指標同時達到GB/T4649-2008優等品（即聚合級）和美國ASTM E 2470－2007聚合級的要求。
7、開發了一整套乙二醇生產專用的分析檢測技術。
煤制乙二醇項目大事記
1、2009年，華爍科技歷經4年開發的“選擇性脫氫、草酸二甲酯合成和草酸二甲酯加氫”三項關鍵催化劑通過湖北省科技廳組織的專家鑒定，并給予了高度評價：“該三項關鍵催化劑成果具有創新性，總體上達到國際先進水平。其中，催化劑選擇性、低溫活性主要指標處于國際領先水平。”
2、2010年1月，由中國五環工程有限公司、華爍科技、鶴壁寶馬（集團）實業有限公司三方合作的煤制合成氣生產乙二醇中試基地項目開工儀式在鶴壁市山城區寶馬集團舉行。將依托寶馬集團現有的甲醇裝置和工程設施，建設年產300噸乙二醇中試裝置和20萬噸級工業裝置。
3、2011年3~10月，中國五環工程有限公司、華爍科技、鶴壁寶馬（集團）實業有限公司三方經過7個月的艱苦奮戰，順利完成300噸乙二醇/年中試任務。生產的乙二醇產品通過國家石油石化產品質量監督檢驗中心（廣東）的測定，12項指標同時達到GB/T4649-2008優等品（即聚合級）和美國ASTM E 2470－2007聚合級的要求。
煤制聚合級乙二醇新技術以煤制合成氣為原料，通過羰基合成草酸二甲酯再加氫制得聚合級乙二醇。該技術工藝先進，具有自主知識產權，成本優勢明顯，節能環保，綜合盈利能力強。華爍科技作為2011年湖北省企業上市重點后備企業中的重點輔導扶持類企業，該項目的成功將有助于公司持續提高創新能力，加快產品和技術的升級，增強市場競爭力，增加新的利潤增長點，為公司將來的上市工作提供了寶貴的資源儲備。
如果您想了解本公司煤制聚合級乙二醇的更多信息，請與公司氣體凈化事業部聯系。聯系方式：王先厚總經理13908653278或孔渝華總工程師13995682846。
煤制乙二醇項目背景
乙二醇是重要的大宗化工產品，用途十分廣泛，主要用于生產聚酯纖維、防凍劑、不飽和聚酯樹脂、潤滑劑、增塑劑等。以石油為原料的乙烯法生產乙二醇是目前國內外普遍采用的傳統路線，其工藝路線長、設備多、能耗高、成本高且生產裝置必須依托乙烯工廠建設；環氧乙烷裝置及乙二醇裝置工藝技術需進口，主要由英荷殼牌、美國Halcon-SD以及美國聯碳三家公司所壟斷。隨著全球石油資源日益匱乏及石油價格快速上漲，資源與成本的矛盾將日益突出，且我國的能源結構為“多煤、少氣、貧油”。2011年國內乙烯法乙二醇產量約200萬噸，進口量高達665萬噸，國內乙二醇的供需缺口極大，具有廣闊的市場前景。
煤制乙二醇技術開辟了以煤為原料制取乙二醇的非石油路線，以代替、補充石油路線生產乙二醇的短缺，完成了乙二醇工藝路線的創新變革，具有重要的戰略意義和經濟意義。為國家節約大量石油資源，符合國家煤代油的能源戰略；另外，煤制聚合級乙二醇同乙烯法相比，生產成本每噸低約2000元，具有很強的市場競爭力。
隨著我國乙二醇消費量的逐年增加，煤制乙二醇成為煤化工領域的熱點，也取得了很大的進展，但在工程放大至20萬噸乙二醇/年的大裝置中，遇到很多難題，其中催化劑存在著壽命短、強度差、反應過程中熱點難以控制等問題。煤制乙二醇技術先進與否，很大程度上取決于是否能開發出高轉化率、高選擇性、低成本、長壽命的催化劑以及與之配套的穩定可靠的反應器。
煤制乙二醇工藝路線簡述
煤制乙二醇可分為直接合成法和間接合成法。其中，直接合成法是將合成氣中的CO 及H2一步合成為乙二醇，該方法簡單有效，也最符合原子經濟性，是理論價值最高的一條工藝路線，但該工藝需采用昂貴的銠或釕作為催化劑，且反應壓力高、乙二醇選擇性較低；間接合成法則包括甲醇甲醛合成法以及草酸酯加氫法。相對而言，前者的研究還不深入，離工業化距離遠；而草酸酯加氫合成法的實用性較強，適宜進行工業生產。目前我國已投產及規劃中的煤制乙二醇均采用此法。
草酸酯加氫合成法的主要步驟：
（1）煤制合成氣及其凈化：煤制合成氣氣經變換和凈化后獲得合格的合成氣（CO+H2）；
（2）變壓吸附分離工序：采用變壓吸附（PSA）分離獲得工業CO 和H2原料；
（3）脫氫工序：脫除工業CO 中仍含有的H2；
（4）酯化工序：發生氮氧化物NxOy，并與甲醇合成亞硝酸甲酯以滿足羰化反應需要；
（5）羰化工序：脫氫后的CO 與亞硝酸甲酯進行羰化反應，生成草酸二甲酯，同時反應生成NO，與甲醇反應后再生亞硝酸甲酯；
（6）加氫工序：草酸二甲酯催化加氫制得乙二醇，反應同時生成甲醇可回用于酯化工序；
（7）精餾分離與精制工序：將乙二醇的粗產品分離精制得到聚合級乙二醇產品。
五環-華爍-寶馬開發的煤制聚合級乙二醇新技術特點
1、三項關鍵催化劑的活性與選擇性總體上達到或超過小試水平：
TH-5選擇性脫氫催化劑的出口氫含量≤100ppm，二氧化碳增量＜0.5%，其選擇性超過國內外文獻報道水平；HDMO-1草酸二甲酯（DMO）合成催化劑的選擇性98.5～99.5%，時空產率600～690g/L.h，達到國內最先進水平之一；HEG-1草酸二甲酯加氫催化劑的DMO轉化率＞99.9%，乙二醇（EG）的選擇性94～97%，達到國內最先進水平之一。
2、脫氫、合成及加氫催化劑穩定性運行時間均已超過1500小時，最長達2900小時，預計壽命可達≥2年。
3、一氧化氮酯化再生反應采用專有酯化再生反應器，反應生成亞硝酸甲酯循環使用，實現了草酸二甲酯反應和NO再生反應的循環。
4、取得煤制乙二醇（300噸/年）工藝包的各種參數，可以進行5萬噸/年、20萬噸/年乙二醇工業生產裝置的設計。
5、開發了與三項關鍵催化劑配套的專用反應器，反應器均具有軸向溫差小、反應平穩、避免超溫等特點，提高了反應的安全性和可靠性。
6、精餾分離與精制使乙二醇產品通過國家石油石化產品質量監督檢驗中心（廣東）的測定，12項指標同時達到GB/T4649-2008優等品（即聚合級）和美國ASTM E 2470－2007聚合級的要求。
7、開發了一整套乙二醇生產專用的分析檢測技術。
煤制乙二醇項目大事記
1、2009年，華爍科技歷經4年開發的“選擇性脫氫、草酸二甲酯合成和草酸二甲酯加氫”三項關鍵催化劑通過湖北省科技廳組織的專家鑒定，并給予了高度評價：“該三項關鍵催化劑成果具有創新性，總體上達到國際先進水平。其中，催化劑選擇性、低溫活性主要指標處于國際領先水平。”
2、2010年1月，由中國五環工程有限公司、華爍科技、鶴壁寶馬（集團）實業有限公司三方合作的煤制合成氣生產乙二醇中試基地項目開工儀式在鶴壁市山城區寶馬集團舉行。將依托寶馬集團現有的甲醇裝置和工程設施，建設年產300噸乙二醇中試裝置和20萬噸級工業裝置。
3、2011年3~10月，中國五環工程有限公司、華爍科技、鶴壁寶馬（集團）實業有限公司三方經過7個月的艱苦奮戰，順利完成300噸乙二醇/年中試任務。生產的乙二醇產品通過國家石油石化產品質量監督檢驗中心（廣東）的測定，12項指標同時達到GB/T4649-2008優等品（即聚合級）和美國ASTM E 2470－2007聚合級的要求。