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煤制乙二醇 工业化技术大步向前
时间:2019-08-07    来源:河南能源化工集团

要实现煤炭清洁高效利用,就要发展好煤化工。未来,要不断优化催化剂,进一步加强产品产量、产率、纯度等的研究;工艺技术上,强化分离技术、供应技术,聚焦精馏技术及其配套设备的能效等;市场层面上,要考虑成本、煤价、水资源使用情况等因素的综合影响。

“要做好煤炭这篇大文章,实现煤炭清洁高效利用,就要做好这篇文章中的重要章节——煤化工。”在日前召开的中国(山西)国际清洁能源博览会上,中科院福建物质结构研究所应化研究中心主任、研究员、博士生导师姚元根介绍了煤制乙二醇技术的发展方向。

据了解,近年来,国家发改委、工信部等部门出台了一系列文件,提出要利用先进的加工手段,生产替代石化产品的清洁燃料,推动现代煤化工产业的发展。煤制乙二醇技术正契合煤炭工业发展的特点,我国鼓励发展煤制乙二醇技术。

发展煤制乙二醇技术

符合我国煤炭资源的特点

据了解,乙二醇是非常重要的战略性大宗化工基本原材料,主要用于生产聚对苯二甲酸乙二酯、防冻剂、不饱和聚酯树脂以及润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂、炸药等,是聚酯产业链中的重要一环。乙二醇的市场容量仅次于乙烯和丙稀,我国乙二醇消费量占全世界消费量50%以上,2018年已突破1300万吨。不过,我国乙二醇产能有限,长期以来进口依存度较高。

乙二醇有多种生产工艺,在所有生产路线里,石油制乙二醇和煤制乙二醇是工业化生产路线。如今,煤制乙二醇创新生产路线是以煤炭为原料,通过气化生成合成气后再制得乙二醇。主要生产方法有一步合成法、甲醇合成法、甲醛合成法和草酸酯加氢合成法等。

“在生产成本上,煤制乙二醇比石油制乙二醇路线有明显优势。”姚元根表示,“煤制乙二醇跟同类的煤化工路线相比,可以合成天然气、甲醇、乙二醇、烯烃,经济效益好,二氧化碳排放量相对较少。”

近年来,国家发改委、工信部等部门出台了一系列文件,鼓励发展煤制乙二醇等煤化工技术,提出要利用先进的技术加工手段,生产替代石化产品的清洁燃料,推动现代煤化工产业的协调发展。

“如今,煤制乙二醇产业已经在国际上实现了工业化。同时,煤制乙二醇符合我国煤炭资源丰富的特点,而且国内对煤制乙二醇的需求量也大。”姚元根说。

在煤制乙二醇产业发展史上,中科院福建物质结构研究所是一个重要身影。凭借20多年的技术积累和与相关企业合作的经验,该研究所开发了“万吨级CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇”(简称煤制乙二醇)成套技术。

此项成果标志着我国在世界上率先实现了全套煤制乙二醇技术的工业化应用,是一项拥有自主知识产权的世界首创技术。它的推广应用将有效缓解我国乙二醇产品的供需矛盾,对国家的能源和化工产业将产生重要的积极影响。

上下游企业互相配合,

共同解决现实问题

“20世纪80年代,我们进行小试。2005年与相关企业合作。2008年实现了万吨级工业试验。2010年至今,我们已在河南建成了五套装置。2016年年底,装置规模已经达到年产120万吨。2017年,几套装置全部实现了满负荷运行,产出了乙二醇产品。”姚元根说,这项技术引发了煤制乙二醇研发和产业化的热情,市场上开始出现多种煤制乙二醇技术。

2009年以后,煤制乙二醇工业化技术逐步走向成熟。对照新版工业用乙二醇国家标准,煤制乙二醇已经大量地应用于PET聚酯行业,并且涌现出了一批煤制乙二醇配套技术。

不过,煤制乙二醇产业存在很多问题,如产品价格不稳定;煤制乙二醇产能扩张速度非常快,而设备开工率相对较低;煤制乙二醇技术在下游聚酯产业的应用相对较少;上下游企业对新标准认知度不同等。

此外,煤制乙二醇生产技术上也存在着很多问题。来自吉林石化公司乙二醇厂的郭邑曾指出,当前,虽然我国煤制乙二醇的生产已进入发展高峰期,但生产过程中仍存在着一些关键的技术难题,如催化剂的开发、装备制造水平不高,工业化应用不足,煤制乙二醇的纯度不高,缺乏对应的精制技术,重要设备的工程进展受限制。而且,煤制乙二醇的运输成本、产品纯度也会带来很多影响。

“只有不断让技术进步,才能保持我们已有的领先地位。”姚元根表示,如今,他们研发出煤制乙二醇新一代的核心催化剂,具有贵金属含量更低、高效稳定、性能更好、制备成本下降60%等特点,实现氮氧化物等物料的高效利用,有效提高了乙二醇分离效率,工艺流程更加合理,反应物料得到充分利用,实现了较大幅度的节能降耗等。

姚元根指出,作为技术研发方,未来,在煤制乙二醇技术发展方向上,要对技术精益求精,不断优化催化剂,进一步加强产品产量、产率、纯度等的研究。

工艺技术上,强化分离技术、供应技术,聚焦精馏技术及其配套的能效等。

市场层面上,要考虑到当乙二醇销售价格较低时,原料成本、当地煤价、水资源使用成本、到生产厂家的运输距离等因素对产业的影响。

“下一步,要思考如何让厂家从抵制到接受。产业上下游企业要联合起来进一步开展试验,确保煤制乙二醇技术在聚酯行业里应用起来。建议建立应用试验和产品检测的国家级或者行业级的平台,逐个分析煤制乙二醇产品,找出影响产品质量的杂质。围绕上下游企业链条,制定适合煤制乙二醇新的国家标准,或者完善2018年的国家标准。”姚元根说。

“用好煤制乙二醇技术可以服务于我们国家的利益,可以让煤炭替代石油,减少对海外的依存。相信在不久的将来,煤制乙二醇产业上下游企业将互相配合,共同解决好这些问题。”姚元根说。

据《中国煤炭报》

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