高化學聯(lián)合體合成氣制乙二醇技術展示匯總

1、高化學聯(lián)合體合成氣制乙二醇技術展示2015.2作為現(xiàn)代煤化工五大路徑之一，煤制乙二醇的發(fā)展一直受到業(yè)內(nèi)關注。為了更好地交流合成氣制乙二醇技術，推動煤制乙二醇技術產(chǎn)業(yè)化進程，從本期起，本刊將陸續(xù)介紹國內(nèi)主流合成氣制乙二醇技術，從工藝技術、工藝指標參數(shù)、經(jīng)濟效益、應用案例等方面，全面地展示合成氣制乙二醇技術的特點與應用情況。此次合成氣制乙二醇技術展示的所有材料，由相關企業(yè)提供，均不代表本刊傾向和觀點。20 世紀 80 年代，日本宇部興產(chǎn)株式會社著手開展合成氣制乙二醇技術的開發(fā)，首次將亞硝酸甲酯引入乙二醇合成，使得采用合成氣制乙二醇技術具有了實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的條件。在日本，宇部興產(chǎn)一直利用亞硝酸酯工藝

2、，用合成氣生產(chǎn)有機化工產(chǎn)品，如草酸、草酸銨、 3,3-二甲氧基丙腈、碳酸二甲酯、草酸二甲酯等，積累了豐富的草酸酯合成經(jīng)驗，并建有年產(chǎn) 15000 噸草酸二甲酯的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，至今已經(jīng)安全、連續(xù)運行了 30 年。此外，宇部興產(chǎn)在 20 世紀 80 年代建成了合成氣制乙二醇的模式裝置（ 1 噸/月），但由于石油危機結(jié)束，且日本煤和天然氣資源匱乏等因素，合成氣制乙二醇技術的工業(yè)化進程未得到延續(xù)。2009 年，日本高化學株式會社獲得了宇部興產(chǎn)合成氣制乙二醇技術的全權代理權，并與中國東華工程科技股份有限公司、浙江聯(lián)盛化工公司簽訂了聯(lián)合開發(fā)協(xié)議。 2010 年 5 月，該聯(lián)合體共同出資在臺州建成了年產(chǎn)1

3、500 噸乙二醇GB4649-2008 優(yōu)等品標準。 2013 年 1 月 6 日，位于新疆的首套年產(chǎn) 5 萬噸合成氣制乙二醇工業(yè)化裝置一次開車成功。技術概述（一）反應流程合成氣制乙二醇生產(chǎn)分兩部分，第一部分為合成氣氧化羰化制草酸二甲酯，第二部分為草酸酯加氫制乙二醇。具體反應流程為草酸二甲酯與氫氣在催化劑存在下，反應生成乙二醇和甲醇的混合物，經(jīng)過精餾，獲得乙二醇產(chǎn)品，同時副產(chǎn)甲醇，甲醇返回草酸二甲酯裝置循環(huán)利用。目前市場上的主要技術供應商基本采用以上的工藝路線，因此工藝路線相同的情況下，工業(yè)裝置的安全，穩(wěn)定，長周期，滿負荷，產(chǎn)品指標是衡量技術優(yōu)劣的關鍵。其中完善的工藝設計是裝置安全，穩(wěn)定運行提

4、供保障，催化劑的性能（壽命、選擇性、時空產(chǎn)率）是最關鍵的指標。高化學聯(lián)合體合成氣制乙二醇工藝技術經(jīng)工業(yè)化實踐證明是安全、穩(wěn)定、可靠、先進的，在世界上處于領先地位。宇部興產(chǎn)是由亞硝酸甲酯制備草酸二甲酯技術的發(fā)明方，加氫部分的核心技術同樣來源于宇部興產(chǎn)。宇部興產(chǎn) 30 多年來對合成工藝中關鍵的中間組分亞硝酸甲酯做了大量的物理及化學研究，編制了三元爆炸相圖，從而保證了宇部興產(chǎn)在日本的工業(yè)化裝置平穩(wěn)運行30 年無安全事故。30 年的生產(chǎn)歷史，積累30 年的生產(chǎn)歷史，積累（ 1）草酸二甲酯合成裝置在日本宇部興產(chǎn)已有近了豐富的運行經(jīng)驗；2）草酸二甲酯合成催化劑具有活性好、選擇性高的特點，且催化劑壽命長；（

5、 3）由于有亞硝酸甲酯存在，草酸二甲酯生產(chǎn)的過程危險性大，宇部興產(chǎn)對安全管理有獨到的控制方法和處理經(jīng)驗，從未發(fā)生過亞硝酸甲酯爆炸等安全事故，至今保持安全事故零紀錄；（ 4）采用宇部興產(chǎn)專利的補氮方法，不會因殘余物進入系統(tǒng)引起催化劑中毒；（ 5）草酸二甲酯加氫催化劑活性好、選擇性高，保證了乙二醇產(chǎn)品的高收率，降低了產(chǎn)品的單位消耗；（ 6）通過加氫單元的乙二醇精餾系統(tǒng)，可直接獲得符合國標GB/4649-2008 規(guī)定的優(yōu)等品乙二醇；（ 7）采用等溫反應器，工業(yè)化放大相對容易，降低了工業(yè)化風險。（三）最新進展通過新疆地區(qū) 5 萬噸工業(yè)化裝置兩年以來平穩(wěn)、高負荷運行的經(jīng)驗，高化學聯(lián)合體的技術研發(fā)團隊正

6、在組織專家團隊開發(fā)更大規(guī)模的反應器，以此來降低大型規(guī)模的設備投資及運行成本，同時更加突出該技術的競爭優(yōu)勢。（ 1）反應器規(guī)模放大的開發(fā)工作羰化反應器單臺最大規(guī)模：10 萬噸，單系列最大規(guī)模：20 萬噸；加氫反應器單臺最大規(guī)模：10 萬噸，單系列最大規(guī)模：20 萬噸。（ 2）新一代催化劑的研發(fā)工作合成草酸二甲酯催化劑及加氫催化劑都已實現(xiàn)了國產(chǎn)化，其中合成草酸二甲酯催化劑已運行14個月無明顯提溫現(xiàn)象，加氫催化劑已運行 12個月無明顯 提溫現(xiàn)象。目前新型催化劑已經(jīng)研制成功，正在工業(yè)裝置上試用。（四）市場轉(zhuǎn)讓業(yè)績表/市場轉(zhuǎn)讓業(yè)榻衰項目地點規(guī)模c萬噸）一開車時間一新疆項目5+20S萬噸（2012年12月

7、）_20萬噸預計20受年月）貴州項目3。預計2015年9月一山西東目40力計2015年10月 一內(nèi)一古項目20ftS內(nèi)蒙舌項目60預計2。6年9岳內(nèi)蒙古項目1。在建（五）服務范圍高化學聯(lián)合體不僅提供先進成熟的合成氣制乙二醇工藝技術，還提供相關的技術咨詢與培訓、催化劑生產(chǎn)與回收、產(chǎn)品銷售與物流等服務。（1）高化學聯(lián)合體通過技術交流等方式，提供前期項目咨詢服務，讓客戶 深入了解相關技術及解決方案。（2）高化學聯(lián)合體致力于成為高性能催化劑綜合供應商，向客戶提供催化 劑生產(chǎn)與回收服務。（3）為了實現(xiàn)產(chǎn)銷一體化模式，高化學聯(lián)合體完善了產(chǎn)品銷售物流體系，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速銷售。（4）高化學聯(lián)合組織專業(yè)開車技術

8、團隊，現(xiàn)場指導項目開車，并實施理論知識培訓。（六）催化劑供應能力高化學株式會社旗下催化劑工廠在 2013 年于通正式投產(chǎn)，生產(chǎn)能力為3000 噸/年（鈀催化劑 1500 噸/年，銅催化劑1500 噸/年）規(guī)模，能夠滿足300 萬噸 / 年以上合成氣制乙二醇生產(chǎn)過程中所需要的催化劑供應，全面實現(xiàn)催化劑的國產(chǎn)化，大大降低了催化劑成本。從高化學國產(chǎn)催化劑在工業(yè)化裝置的運行結(jié)果看，鈀催化劑運行14 個月僅微幅提溫，預計壽命2 年以上，正常運行可達3 年；銅催化劑運行12 個月無明顯提溫現(xiàn)象，預計壽命1.5 年以上，正常運行可達2 年以上。銅催化劑在加氫工藝過程中溫度維持在180185度之間，選擇性穩(wěn)定

9、在98%左右，達到中試時期的最高水平。每噸乙二醇消耗的草酸二甲酯單耗已經(jīng)低于 2 噸大關。預計將來每噸乙二醇的催化劑成本能控制在100 元以下。工藝指標（一）工藝描述草酸二甲酯的合成是在貴金屬鈀系催化劑的作用下，由一氧化碳和亞硝酸甲酯制得，同時生成一氧化氮。在亞硝酸甲酯合成反應中，由一氧化氮與甲醇及氧氣反應生成亞硝酸甲酯，亞硝酸甲酯再用于草酸二甲酯的合成。新補入的一氧化碳與含有亞硝酸甲酯的循環(huán)氣壓縮機出口氣體混合和預熱，進入垂直的反應器 （草酸二甲酯反應器） 。在草酸二甲酯合成后，反應產(chǎn)物進入草酸二甲酯吸收單元，草酸二甲酯和碳酸二甲酯被甲醇冷卻和洗滌下來，洗滌下來的草酸二甲酯粗液進入精制塔，此

10、甲醇溶液進入草酸二甲酯精餾單元，合成氣循環(huán)進入亞硝酸甲酯再生單元和硝酸還原單元。草酸二甲酯與預熱后的新鮮氫氣及循環(huán)氣進行混合，經(jīng)換熱后進入乙二醇合成塔。在溫度180240C,壓力3.5MPag,銅系催化劑的作用下，草酸二甲酯與氫氣進行氣相加氫反應，生成氣態(tài)乙二醇、甲醇和少量副產(chǎn)物如乙醇、乙醇酸甲酯、 1,2-丁二醇等。反應產(chǎn)物經(jīng)過與氫氣換熱回收熱量后，通過冷卻器冷卻到 40 ，進入高壓分離器。為了維持反應系統(tǒng)的惰性氣平衡未反應的氫氣從分離器頂部出來后分成兩部分，一部分進入循環(huán)氫氣壓縮機，加壓后返回反應進料系統(tǒng)，少量作為馳放氣送出系統(tǒng)，維持系統(tǒng)惰性氣平衡。乙二醇和副產(chǎn)物乙醇等產(chǎn)品從分離器底部排出

11、，進入低壓閃蒸槽進一步釋放溶解氣后進入乙二醇精餾系統(tǒng)。（二）乙二醇合成工藝包各參數(shù)一覽表工藝描述我/乙二合成工藝包各總一就表工藝包參數(shù)實除運行參數(shù)大運行加模萬也年（按乙二靜 折算）草*二甲翻合成催化劑常化駟%97979s30草澳二甲酶合成催化劑選擇性/%9989930草酸二甲酯合成催化劑耗空產(chǎn)率 kDMO/lcata.h60066030乙二鼻合成催化劑轉(zhuǎn)化率/%99.5乙二除合成催化劑選擇性/%96979834)乙二靜合成催化劑時生產(chǎn)率 應 DMOJlcatwA244k-25025tt270)一氧化法用量州m381S3079000勃氧，用今州m31600560氧氣用/Nm321。19050甲，

12、Kg909030硝藪用量/Kfi按68%計算703034)ftA783電/KWh750650冽循環(huán)水A750和瓠30草酸二甲,催化劑使用壽如年1.5130熱氫催化劑使用知初年1L530（三）工業(yè)化運行概況表/技術工業(yè)化運行概況首次開車到產(chǎn)出優(yōu)等品時間7天最長平穩(wěn)生產(chǎn)運行周期24個月總產(chǎn)量及利洞5萬噸裝置201 3年產(chǎn)% 4萬噸，利潤1.32億。傕化劑壽命合成草酸二甲酯(DMO)的鋁催化劑二2年 合成乙二碑(EG)的 銅催化劑二L 5年裝置平均負荷2013年92九2014年97*裝置最大負荷11Q12Qy裝置安全性3 0年工業(yè)運行無安全事故貴金屬鋁傕化劑的購買.使用業(yè)主負責買牝.技術和廢牝催化劑

13、回收過程才可以回收傕化劑最大單臺單峻二甲酯合成反應1Q萬地器生產(chǎn)能力萬噸/年最大單套系列草峻二甲殖合成2。萬噸生產(chǎn)能力萬噸/年最大單臺草峻二甲酯合成反應直徑4. 2米察設備尺寸最大單合草酸二甲席合成反應24蕓裝填催化劑數(shù)量立方米最大單套乙二醉合成反應裝生1。萬噸產(chǎn)能力萬噸/年最大單套系列草酸二甲酯合成2。萬噸生產(chǎn)能力萬噸/年最大單臺乙二醉合成反應騫設直徑九2米備尺寸最大單臺乙二醇合成反應器裝52填傕化劑裁量立方米表/裝型兩年實際運行鯨濟效豌表運行年份201342014 年計劃產(chǎn)量（萬噸）3.54. 5實際產(chǎn)量（萬噸）4_ 34. 3楮售收入（億元）3. 33.75年總成本（億元）L %2.25

14、年利潤（億元）1. 32t. 5產(chǎn)品下游應用（一）應用領域高化學株式會社在引入合成氣制乙二醇技術之前，就啟動乙二醇貿(mào)易的相關工作，為后期技術推廣打下了堅實的基礎。自新疆首套5萬噸裝置于2012年12月27日順利開車，2013年1月6日產(chǎn)出優(yōu)等品之后，高化學打通貿(mào)易渠 道，快速地將產(chǎn)品銷往江浙一帶。通過兩年的合成氣制乙二醇產(chǎn)品的貿(mào)易工 作，高化學在聚酯應用領域取得了良好的成績與進展。（1）紡絲應用（FDY長絲）：在紡絲企業(yè)連續(xù)應用一個月，可 100%獨立 應用于紡織行業(yè)，需混合使用。（2）瓶片應用：在瓶片生產(chǎn)企業(yè)可 100%獨立應用于瓶片行業(yè)，無需混合 使用。（3）醫(yī)藥行業(yè)應用：已100%獨立應

15、用于醫(yī)藥行業(yè)，無需混合使用。高化學聯(lián)合體合成氣制乙二醇技術特點以及反應機理決定其產(chǎn)品中二甘 醇、三甘醇、醛類含量極少，下游的聚酯應用均可單獨使用，無需與乙烯路線 的乙二醇（MEG）混合使用。目前，煤制乙二醇下游的應用都是大有光級聚酯 （PET）、高仿絲、高仿棉等高端產(chǎn)品，能完全取代乙烯路線的乙二醇，還能有新的應用開發(fā)（二）具體案例新疆地區(qū)某年產(chǎn) 5 萬噸合成氣制乙二醇裝置于2012 年 12 月 27 日投料，2013 年 1 月 6 日一次性產(chǎn)出符合國標優(yōu)等品的乙二醇產(chǎn)品，在2013 年全年生產(chǎn) 4.3 萬噸產(chǎn)品， 2014 年全年達標達產(chǎn)，在2014 年生產(chǎn)最大負荷達120% ，并實現(xiàn)穩(wěn)定

16、的優(yōu)等品產(chǎn)出。在 2013 年 5 月，在經(jīng)過了充分的前期試驗和中試后，該裝置產(chǎn)品送至寧波聚酯工廠進行第一次工業(yè)化生產(chǎn)，本次生產(chǎn)從50% 的摻混量開始進行試用，經(jīng)過 15 天的使用，效果良好；第二次生產(chǎn)直接將比例提升至 100% 合成氣制乙二醇，使用 20 天，生產(chǎn)過程中沒有專門進行聚酯生產(chǎn)工藝的調(diào)整，基本沿用傳統(tǒng)路線乙二醇產(chǎn)品相同的工藝參數(shù)，生產(chǎn)過程無任何不良現(xiàn)象，下游紡絲未出現(xiàn)色相波動，斷頭率、毛絲率升高等不良現(xiàn)象。通過本次的工業(yè)裝置的實際使用證明高化學聯(lián)合體技術生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品完全可以替代傳統(tǒng)路線的乙二醇產(chǎn)品，用于聚酯生產(chǎn)。醫(yī)藥行業(yè)是對原料品質(zhì)要求最高的行業(yè)之一，該裝置生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品也

17、在醫(yī)藥行業(yè)進行了工業(yè)化生產(chǎn)應用，最高使用比例達到 100% ，生產(chǎn)穩(wěn)定無故障，產(chǎn)品品質(zhì)無問題，達到出口品質(zhì)要求。典型經(jīng)濟規(guī)模（如 30 萬噸 / 年）序號工程和費用名稱單位指標值備注工程息投資萬元470610.0S1建設投資萬元4392202建設期貸款利息萬元1390.解固定黃產(chǎn)投貫萬元466610.083鋪底流動資金萬元4m年常售收入萬元220144.6年總成本費用萬元B0942.1年經(jīng)營成本費用萬元101728.829213.3四年利稅總項萬元五年精售利潤萬元年稅后利澗萬兀15O.S未扣除貸款利息七投資回報年限年年稅后,含建設期，貸款70%八:總投責收益率%r資本金凈利渴率%+貸改善還年限

18、外匯年人民幣年.十一盈虧平衡點%十二凈現(xiàn)值（FNPV）萬元凈現(xiàn)值（FNPV）萬元十三全部投費內(nèi)部收益率（FIRR）%全雌HI內(nèi)部收注率（HRR）%15.5WS裝置的投資、經(jīng)濟指標教典型焦?jié)迥＃ㄈ?萬考）差工成本分析單位年耗單飾（元不含稅）年成本 萬元）單位成本1濠輔材料L0$0.94原料爆f43140434L8814745.72一%甲醇t2700017M.4046153S170.94硝酸齦%t1290012A2.051653JM6E25氧化納tmo11犯杷103K473&46催化劑C13100041mijorr21937工藝氨，um3 9900000U4396.(H)1W2動力燃料直138X

19、63新鮮水3110298001003508.以12155電kwh37 帕 KMMJ04315931.50590.06燃料煤t53J1M)341.8818225,62675.02II汽t2460000色00O.M循環(huán)水t 2250000040.00OM純水t4050000.000.00電kwh 2550000000.4MI0.0031產(chǎn)回收.1027.40合格品乙二Hr-500005t28.2l-15384.62-56030atJ9M0W.23-73.447.33兔碳酸二甲酯t-17464)1709.40:皿61-1L0.M |草二甲分t-5291加34S79.132546雜油c51X8045Kg乙二W期分t-40491709.40-10W.S5-M19前怪分t-4321709.40-71S5W74琉電假f-480008M.70410X56-15L95會憎分t-133611709,4042S4.10靠.604工人工資及附加2000700074.10_5制造費用4001400001482.00折舊費3110400001151.00維售費MOOOOOO100.00其他制造費用3SltMMMW