合成氣制乙二醇規(guī)劃項(xiàng)目建議書

1、-!項(xiàng)目建議書合成氣制乙二醇第一章總論1.1項(xiàng)目概況乙二醇在經(jīng)濟(jì)中有著極其重要的地位。用于生產(chǎn)聚酯纖維、薄膜、容器瓶類等系列產(chǎn)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(chǎn)品的原料。其生產(chǎn)的聚酯碳纖維強(qiáng)度高、 耐腐化，是世界公認(rèn)的無(wú)危害高新工程材料。因此，發(fā)展和技術(shù)改造 乙二醇工藝設(shè)計(jì)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。本項(xiàng)目是為一綜合化工企業(yè)設(shè)計(jì)一座采用清潔生產(chǎn)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(diào)研依據(jù)1) 化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告內(nèi)容和深度規(guī)定2005年10月2) 2015年三井杯大賽相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)書1.3項(xiàng)目背

2、景乙二醇產(chǎn)業(yè)狀況目前，我國(guó)乙二醇生產(chǎn)技術(shù)主要為石油路線，即以乙烯為原料，經(jīng)環(huán)氧乙烷生產(chǎn)乙二醇，該技術(shù)全部為引進(jìn)裝置，主要集中在中石化、 中石油及中海油等大型國(guó)有企業(yè)中，引進(jìn)技術(shù)包括英荷殼牌公司（Shell）、美國(guó)科學(xué)設(shè)計(jì)公司（SD）以及美國(guó)DOW化學(xué)公司（原 UCC公司）的技術(shù)。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(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要是我國(guó)自主研究開(kāi)發(fā)的 以煤或者天然氣制備乙二醇的生產(chǎn)技術(shù)。由煤制合成氣（CO+H :）生產(chǎn)EG的新技術(shù)發(fā)展很快，而傳統(tǒng)用 石油基乙烯生產(chǎn)EG工藝受到以煤為原料的合成氣路線挑戰(zhàn)，尤其是 最近幾年國(guó)內(nèi)已有多套以煤基合成氣生產(chǎn) EG的工業(yè)裝置實(shí)

3、現(xiàn)運(yùn)行， 煤制EG新增產(chǎn)能遠(yuǎn)咼于石油基乙烯路線 EG,以合成氣為基礎(chǔ)的EG 生產(chǎn)新工藝引起業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注。合成氣制EG技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀合成氣可來(lái)源于石油、煤、天然氣等化石原料以及生物質(zhì)資源，獲取 途徑十分廣泛，合成氣生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)已經(jīng)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(guò)高溫高壓和貴金屬催 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(chǎn)品（例如草酸二甲酯），再通過(guò)催化加氫制得EG, 這是目前及今后EG生產(chǎn)工藝發(fā)展的重點(diǎn)。煤制乙二醇發(fā)展前景傳統(tǒng)的乙二醇生產(chǎn)方法是走石油化工路線，即由石油加工得到乙 烯，乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷，環(huán)氧乙烷進(jìn)一步水合生

4、產(chǎn)乙二醇，隨著世界石油資源的日漸短缺，開(kāi)辟新的工藝路線已成為當(dāng)務(wù)之急，考慮到我國(guó)的能結(jié)構(gòu)是煤多油少，發(fā)展以煤炭為原料制取乙二醇的路線， 對(duì)于我國(guó)能源的合理利用、減少對(duì)石油的依賴、緩解乙烯供應(yīng)量不足 都具有極其深遠(yuǎn)的意義。煤制乙二醇以煤為原料，特別是新引進(jìn)的國(guó) 外先進(jìn)的技術(shù)（日本宇部），通過(guò)羰化、加氫兩步間接合成乙二醇，該 工藝的實(shí)施對(duì)推動(dòng)我國(guó)煤制乙二醇規(guī)模發(fā)展、自主創(chuàng)新具有積極的意 義。1. 可節(jié)約大量石油資源，符合國(guó)家煤代油的能源戰(zhàn)略與以石油 為原料的傳統(tǒng)工藝相比，煤制乙二醇技術(shù)的主要特點(diǎn)是以煤為原料， 如果全世界當(dāng)前所產(chǎn)的近 2500萬(wàn)噸/年乙二醇全部運(yùn)用本技術(shù)生產(chǎn) 的，據(jù)測(cè)算每年可節(jié)約石

5、油 5000萬(wàn)噸左右，這相當(dāng)于每年新開(kāi)發(fā)一 個(gè)5000萬(wàn)噸以上的大油田，這將是個(gè)驚人的創(chuàng)舉！如果目前國(guó)內(nèi)乙二 醇市場(chǎng)缺口 800萬(wàn)噸/年全部采用本技術(shù)生產(chǎn)，可為國(guó)家每年節(jié)約 1600萬(wàn)噸石油資源。從表52里我們可以看出，國(guó)內(nèi)煤制乙二醇的 廠家還很少，每年油頭制乙二醇的產(chǎn)量也有所增加， 不利于我國(guó)煤資 源的開(kāi)發(fā)利用，也不符合我國(guó)產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，不能很好發(fā)揮我國(guó)的 資源優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，在國(guó)際化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，我 們也很難處于優(yōu)勝地位，利用好我國(guó)豐富的煤炭資源，就地發(fā)展煤制 乙二醇，提高新型煤化工技術(shù)，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，才應(yīng)該是我國(guó)最終選擇。2. 具有低能耗、環(huán)保等特點(diǎn)，還可大幅降低乙二醇生

6、產(chǎn)成本煤 制乙二醇技術(shù)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(jìn)行低壓合成，能耗低，充分發(fā)揮我國(guó)富煤資源， 因此其生產(chǎn)成本比石油環(huán)氧乙烷水合法低 1500左右元/ t左右，該工 藝可實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)爐尾氣等），有助于減少資源消耗，減輕環(huán)境污染，符 合節(jié)約能源、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策，對(duì)于廢液的處理，采用了兩級(jí)膜 滲透和蒸發(fā)，達(dá)標(biāo)排放，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保，建設(shè)一個(gè)企業(yè)，造福一方百 姓，保持一片藍(lán)天。3. 提高國(guó)內(nèi)乙二醇自給能力，緩解短缺局面近年來(lái)，隨著我國(guó) 工業(yè)的大力發(fā)展，出口創(chuàng)匯逐年增加，國(guó)內(nèi)的加工行業(yè)不斷壯大，對(duì) 于

7、聚酯的需求量很大，乙二醇需求急劇增加，已超過(guò)美國(guó)成為世界第 一大乙二醇消費(fèi)國(guó)，由于國(guó)內(nèi)乙二醇產(chǎn) 量不足，或者說(shuō)是受國(guó)際石油價(jià)格的影響，油頭生產(chǎn)乙二醇利潤(rùn)空間 小，使得國(guó)內(nèi)乙二醇嚴(yán)重依賴進(jìn)口，如能在富煤地區(qū)的省份大力發(fā)展 煤制乙二醇生產(chǎn)，利用先進(jìn)的煤制乙二醇技術(shù)將為我國(guó)開(kāi)辟一條低成 本、環(huán)保的生產(chǎn)路線，能有效地提高國(guó)內(nèi)乙二醇自給能力，緩解短缺 局面，也可以使我國(guó)從一個(gè)乙二醇生產(chǎn)技術(shù)落后的國(guó)家變?yōu)榧夹g(shù)領(lǐng)先 的國(guó)家。新型煤化工技術(shù)，更是世界上的先進(jìn)技術(shù)，把固態(tài)煤轉(zhuǎn)化為 石油替代化工產(chǎn)品和清潔能源，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(huán)保。煤制油、煤制天然 氣、煤制

8、烯烴、煤制乙二醇等為代表的新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景良好。1.4市場(chǎng)分析世界市場(chǎng)分析2013年國(guó)際乙二醇分布概況萬(wàn)噸，占全球乙二醇總產(chǎn)能的截止到2013年底，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球 乙二醇產(chǎn)能達(dá)到2922.1萬(wàn)噸。 其中全球71.55%的產(chǎn)能主要集 中在亞洲以及中東地區(qū)，亞洲及 中東乙二醇產(chǎn)能為2090.8萬(wàn)噸。 其次北美地區(qū)乙二醇產(chǎn)能537%;第三位的是歐洲地區(qū)，歐洲 地區(qū)乙二醇產(chǎn)能為226.7萬(wàn)噸，約占全球總產(chǎn)能的7.76%。南美乙二醇產(chǎn)能為67.6萬(wàn)噸，僅占全球總產(chǎn)能的2.31%。至V 2013年底，全球 二乙醇總產(chǎn)能達(dá)到2922.1萬(wàn)噸/年，全球平均開(kāi)工率在78%左右，預(yù) 計(jì)今后幾年，世界二乙醇的生產(chǎn)

9、能力將以年均約6.0%的速度增長(zhǎng)，到2014年總產(chǎn)能將達(dá)到3100萬(wàn)噸/年，世界范圍內(nèi)乙二醇已呈現(xiàn)供 應(yīng)過(guò)剩的局面。由于美國(guó)、歐洲等地需求減少，生產(chǎn)商將亞洲作為主 要出口對(duì)象，中國(guó)乙二醇生產(chǎn)能力和產(chǎn)量不能滿足國(guó)內(nèi)聚酯等日益增 長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，每年都需大量進(jìn)口，且進(jìn)口量呈逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，中國(guó) 進(jìn) 口 的 乙 二醇主 要來(lái) 自 中東二 6：壓I呈/萬(wàn)噸我國(guó)近年乙：醉進(jìn)II量國(guó)內(nèi)市場(chǎng)分析雖然我國(guó)乙二醇生產(chǎn)能力和產(chǎn)量增長(zhǎng)較快，但仍不能滿足國(guó)內(nèi)聚酯等日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，每年都得大量進(jìn)口，且進(jìn)口量呈逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。年份產(chǎn)量進(jìn)口自給率2007175480Q 26731820081795210. 256308200

10、9170582仇 22664520102506190. 28768720112807270.27805420122908030.26520320134737440. 3887612014514812S 3877752015514931CL 35576HE曲口空*囲札20122013201420135 Off*OKR笳（MA30OCK曲0020 005515 rm10 00旺5WA20 2010 2011O.OTS年旳由上表可知我國(guó)乙二醇生產(chǎn)長(zhǎng)期無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)需求，每年需要大量進(jìn)口，最近10年我國(guó)乙二醇的對(duì)外依存度均大于 70%。我國(guó)是一 個(gè)能源大國(guó)，煤炭?jī)?chǔ)量居世界第三 位，但石油、天然氣等資源卻

11、相 對(duì)貧乏。其中， 煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位。并且我國(guó)超過(guò)95%的乙二醇用于生產(chǎn)PET, 因此，國(guó)內(nèi)乙二醇的發(fā)展與PET工發(fā)展息息相關(guān)。我國(guó)是全球PET 生產(chǎn)大國(guó)，PET產(chǎn)量占全球消費(fèi)總量的比例超 50%，這種PET生 產(chǎn)大國(guó)的地位決定了我國(guó)對(duì)乙二醇有巨大的需求量。但由于我國(guó)乙 二醇原料乙烯價(jià)格較高，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)乙二醇成本高，與進(jìn)口產(chǎn)品相比， 在價(jià)格方面缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，因此，市場(chǎng)缺口非常大。1.5本廠建設(shè)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(chǎn)技術(shù)主要掌握在 S

12、D, Dow和Shel公司手中。煤生產(chǎn)合 成氣的 工藝已經(jīng)工業(yè)化，且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大型化生產(chǎn)。煤制乙二醇合成 氣合成乙二醇技術(shù)，能有效利用我國(guó)豐富的煤炭資源，與油法相比有 一定化學(xué)優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)工藝更清潔。煤制法在我國(guó)已經(jīng)有一定生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)， 乙二醇產(chǎn)量和質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， 可以打破國(guó)外技術(shù)封鎖，有利 于我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展如果要生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)乙二醇，從裝置大型化 的角度 考慮，由合成氣生產(chǎn)甲醇，然后再由甲醇合成氣制備乙二醇，是最易 實(shí)現(xiàn)大型化生產(chǎn)的路線，可以有效的改善我國(guó)石油資源短缺、 過(guò)分依 賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，對(duì)于長(zhǎng)期發(fā)展有裨益。第二章建設(shè)規(guī)模2.1建設(shè)原則1）符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃 我國(guó)的國(guó)情是“富煤少油”，發(fā)展

13、煤工藝 更符合我國(guó)國(guó)情2）市場(chǎng)需求 我國(guó)乙二醇市場(chǎng)供不應(yīng)求，每年需要大量進(jìn)口，且進(jìn)口 量逐年增大3）原料價(jià)格 煤炭相對(duì)進(jìn)口石油較為經(jīng)濟(jì)4）資金來(lái)源化工廠的初期建設(shè)需要投入大量的資金，因此生產(chǎn)規(guī)模 要以能和各種渠道提供的資金數(shù)量相適應(yīng)而又不影響總的經(jīng)濟(jì)效益 為原則來(lái)確定5）其他因素 土地條件、政策支持、人力資源、設(shè)備條件等其他相關(guān) 因素都會(huì)對(duì)生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)生影響，需要綜合考慮。2.2規(guī)模確定目前，國(guó)內(nèi)外草酸酯法制取乙二醇(EG)技術(shù)還處于研究開(kāi)發(fā)和示 范階段，尚未完全達(dá)到商業(yè)化，因此很難保證會(huì)有很大的利潤(rùn)空間。 考慮到建設(shè)投資和生產(chǎn)消耗產(chǎn)生的巨大成本， 以及產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力可能不 足，缺少相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)

14、驗(yàn)，故建設(shè)規(guī)模不適宜規(guī)定的太大。在之 后的研究改進(jìn)中，如果利潤(rùn)可觀則可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。因此本廠生產(chǎn)規(guī)模確定為年產(chǎn) 5萬(wàn)噸乙二醇(EG)。第三章草酸酯法制乙二醇技術(shù)方案31合成氣制備乙二醇生產(chǎn)工藝流程 3.1.1工藝流程概述草酸酯法制乙二醇，分兩步進(jìn)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(yīng)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(jīng)催化加氫制得乙二醇。主要的反應(yīng)如下：貴金屬催化劑草酸酯合成2CO + 2RONO(COOR) 2 + 2NO反應(yīng)尾氣的再生2NO + 1/2O 2 + 2ROH NO + H2O銅基催化劑

15、草酸酯加氫制乙二醇(COORR + 4H2(CH2OH) + 2ROHCa總反應(yīng)式為：2CO + 4H2 + 1/2O 2(CH2OH) + H 2O流程簡(jiǎn)述：首先有煤轉(zhuǎn)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(gè)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(gè) 催化脫氫過(guò)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(yīng)合成草酸二甲酯過(guò)程的金屬 Pd催化劑的失活中毒， 這是因?yàn)镠2容易吸附在金屬Pd的表面占據(jù)催化劑表面的活性中興， 導(dǎo)致催化劑活性降低甚至中毒。然后是草酸二甲酯的制備過(guò)程。CO與亞硝酸甲

16、酯在負(fù)載型金屬 Pd催化劑上進(jìn)行氣相催化反應(yīng)制備草酸二甲酯。這個(gè)過(guò)程不僅包括 這一步合成反應(yīng)，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(yīng)物之一的亞硝酸甲酯的再生過(guò)程。最后是草酸二甲酯加氫制備目標(biāo)產(chǎn)品乙二醇的過(guò)程。由上一過(guò)程合成制備的草酸二甲酯在催化劑上進(jìn)行氣相催化加氫生成產(chǎn)品乙二 醇，同時(shí)生成甲醇與少量其他副產(chǎn)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 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(guò)程，主要就是草酸二甲酯的制備和乙二醇的制備過(guò)程。 雖然按過(guò) 程的目的人為劃分為兩個(gè)過(guò)程，但它們之間的聯(lián)系很緊密

17、。原因是這 個(gè)合成系統(tǒng)中存在物流的循環(huán)。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(huán)使用；然后是草酸二甲酯加氫后甲醇物流循 環(huán)返回亞硝酸甲酯的再生裝置參與亞硝酸甲酯的再生反應(yīng)；還有草酸二甲酯合成后用甲醇對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷凝吸收， 后面需要將甲醇與副產(chǎn)物 碳酸二甲酯進(jìn)行分離，從而將甲醇循環(huán)用于冷凝吸收。所以由合成氣 -!制備乙二醇的系統(tǒng)是十分復(fù)雜的，流程中帶有多個(gè)循環(huán)，過(guò)程的設(shè)計(jì) 與模擬過(guò)程自然也比較復(fù)雜，對(duì)于具體的問(wèn)題：恪進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化處 理。第四章與社會(huì)及環(huán)境的和諧發(fā)展4.1.與社會(huì)的和諧發(fā)展4.1.1對(duì)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡的影響該項(xiàng)目采用草酸酯加氫合成法生產(chǎn)乙二醇， 比傳統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)出量

18、 高，排放更小，屬于推廣的高新技術(shù)范疇，項(xiàng)目每生產(chǎn) 1噸乙二醇比 傳統(tǒng)方式生產(chǎn)節(jié)約0.5噸左右煤，且排放更少，符合國(guó)家節(jié)能減排的 要求。而且此項(xiàng)合成工藝只有百分之零點(diǎn)幾的副產(chǎn)物，還可以回收利用，所以此項(xiàng)合成工藝對(duì)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡沒(méi)有任何影響。4.1.2對(duì)發(fā)展地區(qū)或部門經(jīng)濟(jì)的影響該項(xiàng)目的建設(shè)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和地區(qū)規(guī)劃要求，是一項(xiàng)利國(guó)利民的技術(shù)，對(duì)當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重大的示范和推動(dòng)作用。 工廠建成之后，將創(chuàng)造近20億的產(chǎn)值和1億以上的財(cái)政稅收入，對(duì) 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事業(yè)的發(fā)展能起到非常積極的作用。4.1.3對(duì)節(jié)約勞動(dòng)力或提供就業(yè)機(jī)會(huì)的影響企業(yè)在遼寧省大連市甘井子工業(yè)園區(qū)落戶， 能直接在大連市招收800名以上員工，為解決群眾就業(yè)，幫助群眾勤勞致富有很大的作用4.1.4對(duì)遠(yuǎn)景發(fā)展的影響乙二醇目前在我國(guó)占70%以上需要進(jìn)口，市場(chǎng)廣闊，我