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煤制乙二醇產業工藝路線之爭

瀏覽次數: 日期:2019-01-31
煤制乙二醇產業(ye)工藝路線之爭(zheng)


煤制乙二醇產業工藝路線之爭


以煤為原料生產乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)目前(qian)主要有(you)兩(liang)種工藝(yi)路線。一是煤基甲(jia)醇(chun)制烯(xi)烴(同時生產乙(yi)(yi)烯(xi)和(he)丙(bing)烯(xi)),由乙(yi)(yi)烯(xi)氧化(hua)制環氧乙(yi)(yi)烷(wan),最后環氧乙(yi)(yi)烷(wan)水合(he)法制乙(yi)(yi)二(er)醇(chun);二(er)是煤氣化(hua)制取合(he)成(cheng)氣(CO+H2),由CO催化(hua)偶聯合(he)成(cheng)草酸酯再加(jia)氫生成(cheng)乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)。

這兩條路線目前(qian)都(dou)已實現規模化(hua)生產,如何選擇需要(yao)從(cong)技(ji)術成熟度、投資(zi)門檻、成本(ben)、碳排放以及水耗等方面進行了對比分析(xi)。

技(ji)術成(cheng)熟度
從技術(shu)成(cheng)熟度看,煤(mei)基(ji)路線典型的甲(jia)醇制(zhi)烯(xi)烴技術(shu),每3噸(dun)(dun)甲(jia)醇可產1噸(dun)(dun)烯(xi)烴(乙(yi)烯(xi)/丙烯(xi)),再由乙(yi)烯(xi)制(zhi)乙(yi)二醇,工藝(yi)穩定可靠。如寧波富德能源有(you)限公司外購180萬噸(dun)(dun)/年甲(jia)醇制(zhi)烯(xi)烴項目,用其中30萬噸(dun)(dun)/年乙(yi)烯(xi)制(zhi)50萬噸(dun)(dun)/年乙(yi)二醇,據悉該項目自2013年初投(tou)產以來,產品在長三(san)角市場銷售良好(hao)。

同時(shi)國內(nei)煤合成氣草酸酯路線的(de)乙(yi)二醇工(gong)藝,在各方努力下不斷(duan)完(wan)善并實現(xian)工(gong)業化應用,采用該路線生產(chan)的(de)乙(yi)二醇產(chan)品質(zhi)量獲得在下游聚酯客(ke)戶認可,其(qi)中(zhong)新疆天業5萬噸級示范項目,去(qu)年達到(dao)近90%的(de)開(kai)工(gong)率。

投資門檻  

從項(xiang)目投資門檻看(kan),國家發改委(wei)已明令禁止建設50萬(wan)噸/年及以(yi)(yi)下煤(mei)經甲醇(chun)制(zhi)烯(xi)烴項(xiang)目,50萬(wan)噸/年以(yi)(yi)上的(de)煤(mei)制(zhi)烯(xi)烴項(xiang)目投資額巨大,典型的(de)180萬(wan)噸/年煤(mei)基甲醇(chun)制(zhi)烯(xi)烴項(xiang)目投資額在(zai)200億元左右;如果以(yi)(yi)外購(gou)甲醇(chun)為原料,投資雖然可以(yi)(yi)降低很(hen)多,但原料成(cheng)本難以(yi)(yi)控制(zhi)。

與(yu)之相(xiang)比,同規模(mo)的(de)草酸(suan)酯(zhi)路(lu)線(xian)制乙二(er)醇(chun)項目(mu)投(tou)(tou)資(zi)優勢明顯(xian),30萬噸(dun)/年合成氣草酸(suan)酯(zhi)路(lu)線(xian)制乙二(er)醇(chun)項目(mu)投(tou)(tou)資(zi)僅(jin)為(wei)45億元,投(tou)(tou)資(zi)門檻(jian)降(jiang)低很(hen)多;如果以工業(ye)尾(wei)氣為(wei)原料,不需要昂貴的(de)煤氣化和空分裝置,則(ze)經(jing)濟規模(mo)可以降(jiang)低到(dao)6萬-10萬噸(dun)/年,投(tou)(tou)資(zi)門檻(jian)進(jin)一步降(jiang)低。

產品成(cheng)本(ben)

從乙(yi)二醇(chun)(chun)產(chan)品成(cheng)(cheng)本(ben)看,2013年新疆(jiang)準東(dong)、內蒙古鄂爾多斯和安徽(hui)地(di)區(qu)(qu)5600千卡(ka)煙煤(mei)平(ping)(ping)均(jun)噸(dun)價(jia)分別(bie)為120元(yuan)、350元(yuan)和600元(yuan),而華(hua)東(dong)地(di)區(qu)(qu)乙(yi)二醇(chun)(chun)平(ping)(ping)均(jun)市(shi)場價(jia)7780元(yuan)/噸(dun)。以此計算兩種路線(xian)乙(yi)二醇(chun)(chun)送到華(hua)東(dong)地(di)區(qu)(qu)的完(wan)全成(cheng)(cheng)本(ben)(含稅),草酸酯路線(xian)因(yin)煤(mei)的費用在成(cheng)(cheng)本(ben)結構中占比較低,在低煤(mei)價(jia)條件(jian)下,其成(cheng)(cheng)本(ben)略高(gao)于甲醇(chun)(chun)烯(xi)烴(jing)路線(xian);但(dan)隨著煤(mei)價(jia)的上升,煤(mei)基甲醇(chun)(chun)烯(xi)烴(jing)路線(xian)成(cheng)(cheng)本(ben)開始反(fan)超,且煤(mei)價(jia)越高(gao)與草酸酯路線(xian)的成(cheng)(cheng)本(ben)差距也越大。

環境效(xiao)益

從(cong)環(huan)境效益看,煤化工(gong)(gong)的(de)碳(tan)排放主要來自兩個方面,一是變換工(gong)(gong)段為了獲(huo)得氫氣,以一氧化碳(tan)和水反應,生成氫氣和二氧化碳(tan),二是自備(bei)燃煤電廠為獲(huo)得蒸汽(qi)和電力(li)的(de)碳(tan)排。

草酸酯路線和煤(mei)基(ji)甲醇(chun)(chun)烯烴路線生(sheng)產1噸乙二醇(chun)(chun)的二氧化碳排放分(fen)別(bie)為9.2噸和8噸。

水(shui)耗(hao)(hao)方面,煤制烯烴生產(chan)每噸(dun)(dun)烯烴耗(hao)(hao)水(shui)約30噸(dun)(dun),而且在環氧(yang)乙(yi)烷水(shui)合制乙(yi)二(er)醇過程(cheng)中,也需耗(hao)(hao)水(shui)作為反應原料,以此計算每產(chan)1噸(dun)(dun)乙(yi)二(er)醇耗(hao)(hao)水(shui)為19噸(dun)(dun);而草酸酯(zhi)路(lu)線煤制乙(yi)二(er)醇的水(shui)耗(hao)(hao)為25噸(dun)(dun)。

據悉,目前國內20多個煤(mei)(mei)(mei)(mei)制乙二(er)醇商(shang)業(ye)化(hua)裝置正處(chu)于建設(she)和規劃階(jie)段。其中(zhong)有(you)2011年(nian)開工的(de)貴(gui)州黔希煤(mei)(mei)(mei)(mei)化(hua)工30萬噸/年(nian)項(xiang)(xiang)目,今(jin)年(nian)3月10日啟動的(de)內蒙古(gu)康(kang)乃爾化(hua)學一期(qi)30萬噸/年(nian)項(xiang)(xiang)目;另(ling)有(you)中(zhong)石化(hua)湖北(bei)化(hua)肥和河南煤(mei)(mei)(mei)(mei)化(hua)洛陽兩個20萬噸/年(nian)項(xiang)(xiang)目處(chu)于試車(che)階(jie)段;這些項(xiang)(xiang)目均采用合成氣(qi)草酸(suan)酯(zhi)路(lu)線。據預測,2017年(nian)國內合成氣(qi)草酸(suan)酯(zhi)路(lu)線乙二(er)醇總產(chan)能將達647萬噸,煤(mei)(mei)(mei)(mei)(甲醇)制烯烴路(lu)線乙二(er)醇產(chan)能不超(chao)過150萬噸/年(nian)。

煤(mei)制乙二醇技術路線

直(zhi)接法:以煤氣化制取合成(cheng)(cheng)氣(CO+H2),再由合成(cheng)(cheng)氣一步直(zhi)接合成(cheng)(cheng)乙二醇。此技術(shu)的關鍵是催化劑的選擇,在(zai)相當長(chang)的時期內難以實(shi)現工業化。

烯(xi)烴(jing)法:以(yi)煤為原料,通過氣化、變換(huan)、凈化后得到合(he)成氣,經(jing)甲醇(chun)(chun)合(he)成,甲醇(chun)(chun)制(zhi)烯(xi)烴(jing)(MTO)得到乙(yi)烯(xi),再經(jing)乙(yi)烯(xi)環氧(yang)化、環氧(yang)乙(yi)烷水合(he)及(ji)產品精制(zhi)最(zui)終得到乙(yi)二醇(chun)(chun)。該過程(cheng)將煤制(zhi)烯(xi)烴(jing)與傳統石油路線乙(yi)二醇(chun)(chun)相結合(he),技術較為成熟。

草酸酯(zhi)法:以(yi)煤(mei)為原(yuan)料,通(tong)過(guo)氣化、變(bian)換、凈化及(ji)分離提純后分別得到(dao)CO和H2,其中CO通(tong)過(guo)催化偶聯合成及(ji)精(jing)制生產草酸酯(zhi),再與H2進行加氫反應(ying)并(bing)通(tong)過(guo)精(jing)制得到(dao)聚酯(zhi)級乙二醇(chun)。該工藝流程短,成本(ben)低,是目前(qian)國內關注度最高(gao)的(de)煤(mei)制乙二醇(chun)技術。