通遼20萬噸煤制乙二醇項目

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1、【全析】通遼20萬噸煤制乙二醇項目 2014-03-28 化化網(wǎng)煤化工 ■通遼金煤20萬噸煤制乙二醇項目 [1項目介紹及進展 通遼金煤化工是一家由上海金煤化工新技術有限公司與上海金煤化工控股有限 公司共同投資，以褐煤為原料生產乙二醇的高新技術企業(yè)， 注冊資金4.5億元人 民幣。金煤化工以褐煤為原料，經(jīng)染化加氫生產乙二醇，主要技術具有完全的自 主知識產權。 通遼金煤20萬噸/年煤制乙二醇裝置是目前世界首套采用煤制草酸技術的生產 線，總占地面積3000平方米。規(guī)劃總體投資約100億元人民幣，在通遼市經(jīng)濟 技術開發(fā)區(qū)建設百萬噸級的乙二醇生產基地。一期 20萬t/a煤制乙二醇項目

2、于 2007年8月開工，2009年底建成投產，2009年12月打通流程，產出合格產品。 經(jīng)過聯(lián)動試車，于2010年5月3日試產出合格的草酸產品。2011年11月18 日成功達產。 金煤化工所采用的煤制草酸技術是在借鑒傳統(tǒng)方法的基礎上， 在煤化工生產的后 端將一部分中間產品草酸酯進行水解， 生成草酸和甲醇。其中的甲醇還可以進一 步用于制作亞硝酸甲酯，亞硝酸甲酯用于制作草酸酯，從而達到循環(huán)利用的目的。 采用這種工藝制得的草酸除具有環(huán)保優(yōu)勢外，還具有成本低、純度高等優(yōu)點。 項目進展回顧 中科院福建物構所在1982—1995年研究并形成了一批具有自主知識產權的專 利及成果的基礎上，2005年重新

3、成立了煤制乙二醇技術攻關組，集中全所的技 術力量和條件進一步協(xié)同攻關， 進行 CO 氣相催化合成草酸酯、 草酸酯制備草酸 和乙二醇工藝條件的試驗。 2006 年開始聯(lián)合上海金煤化工新技術有限公司開展技術攻關， 進行 “年產 300 噸 草酸二甲酯及 100 噸乙二醇 ”的中試和 “萬噸級煤制乙二醇 ”的工業(yè)化試驗。至 2008 年 6 月，完成了全部的試驗工作，實現(xiàn)了預期各項技術指標。 2007 年 8 月，一期 20 萬 t/a 煤制乙二醇項目開工。 2009 年 3 月 18 日，萬噸級煤制乙二醇成套工藝技術通過了由中國科學院組織 的技術鑒定。 2009 年 12 月，該成

4、套技術應用于 20 萬噸煤制乙二醇裝置獲得成功，實現(xiàn)了規(guī) 模工業(yè)化生產。 2010 年 6 月 21 日， 內蒙古通遼金煤化工有限公司 10 萬噸 /年煤制草酸項目已實 現(xiàn)聯(lián)動試車，草酸生產線各工序流程全部打通，并順利試產出合格的草酸產品。 工藝裝置成功實現(xiàn)工業(yè)化運行。 自 2011 年 10 月底開始進行停車消缺，前期開車后一直保持穩(wěn)定運行，生產負 荷已逐步穩(wěn)定至設計能力的 75% 以上。 2011 年 11 月 18 日成功達產。 2013 年，通遼金煤共生產乙二醇 8.95 萬噸、草酸 3.93 萬噸。全年平均生產負 荷為 54.59% （其中下半年為 72.98% ）。

5、乙二醇業(yè)務銷售量 8.8 萬噸，營業(yè)收 入 5.07 億元。 【二】工藝技術 （一）工藝原理 本項目以煤制合成氣為原料，采用草酸酯法生產乙二醇。 首先 CO 氣相催化反應合成中間產品草酸二甲酯， 然后草酸二甲酯催化劑加氫生 產乙二醇。合成氣間接法生產乙二醇的主要反應包括一氧化碳 （CO）與亞硝酸甲 酯（MN）生成草酸二甲酯（DMO）的染化反應，草酸二甲酯加氫生成乙二醇 （EG）的 反應，一氧化氮、氧氣和甲醇生成亞硝酸甲酯的酯化再生反應，亞硝酸鈉、硝酸 反應生成一氧化氮。具體過程如下： 1 、原料氣制備 低壓煤氣化制一氧化碳 2C + O2 = 2CO 間歇法制半水煤氣

6、，再經(jīng)高變低變制得氫氣 C + H2O = CO + H2 CO + H2O = CO2 + H2 2、草酸二甲酯合成 CO 氣相偶聯(lián)合成草酸二甲酯 (DMO) 由兩步化學反應組成。 首先為 CO 在催化劑的作用下，與亞硝酸甲酯反應生成草酸二甲酯和 NO ，稱為 偶聯(lián)反應，反應方程式如下： 2CO + 2CH3ONO = (COOCH3)2 + 2NO 其次為偶聯(lián)反應生成的 NO 與甲醇和 O2 反應生成亞硝酸甲酯，稱為再生反應， 反應方程式如下： 2NO + 2CH3OH + 1/2O2 = 2CH3ONO + H2O 生成的亞硝酸甲酯返回偶聯(lián)過程循環(huán)使用?？偡磻綖椋?/p>

7、 2CO + 1/2O2 + 2CH3OH = (COOCH3)2 + H2O 3、草酸二甲酯加氫制取乙二醇 草酸二甲酯加氫是一個串聯(lián)反應， 首先 DMO 加氫生成中間產物乙醇酸甲酯 (MG) ， MG 再加氫生成乙二醇。主反應方程式如下： (COOCH3)2 + 4H2 = (CH2OH)2 + 2CH3OH (二)工藝步驟 金煤化工煤制乙二醇自主技術主要工藝包括七個步驟： 第一是氨與空氣在氨氧化爐內高溫氧化得到氨氧化物； 第二是氨氧化物與甲醇、氧氣氧化酯化生成亞硝酸甲酯； 第三是工業(yè)一氧化碳原料氣體的催化脫氫凈化； 第四是亞硝酸甲酯與一氧化碳氧化偶聯(lián)生成草酸二甲酯；

8、 第五是草酸二甲酯催化加氫生成乙二醇； 第六是乙二醇混合物的精餾； 第七是尾氣循環(huán)使用和消除污染排放。 【三】工藝總流程 第一步，原料氣的制備、凈化及變換 1、一氧化碳氣體的制備，通過空分制得氧氣與爐內煤反應制得爐氣，爐氣經(jīng)脫 硫凈化送到下一工序； 2、氫氣的制備，通過間歇制氣法制得半水煤氣，爐氣經(jīng)脫硫凈化，接著進行高 溫變換和低溫變換，制得氫氣。 第二步，一氧化碳原料氣的冉凈化處理 從合成氣凈化裝置出來的一氧化碳原料氣，采用催化氧化技術除去氫和氧，最后 以分子篩脫水。再按一定比例混入普氧或空氣，并送入載有催化劑的固定床反應 器中，催化反應同時除去所含的氫氣和氧氣。

9、 其催化劑是負載有柏族金屬或它們的鹽的載體催化劑。金屬主要是柏、鉗或鉗 - 鉗合金。其鹽可以是硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽、醋酸鹽、鹵化 物及其絡合物等。金屬含量為載體重量的 0.05%-5%。載體可采用硅膠、浮石、 硅藻土、活性碳、分子篩及氧化鋁等物質。反應溫度在50-400 C ,最好在80-250 C 接觸時間在0.5-10S。 最后再導入分子篩床層常溫脫水。 氣體中所含氮、 二氧化碳、 甲烷、 氬不必除去。 凈化后氣體中有害雜質含量控制在硫化物 0 1.15mg/kg(1.15ppm), NH3< 200mg/kg(200p pm), H2< 100mg/kg(100p

10、pm), O2< 1000mg/kg (1000ppm) , H2OC 100mg/kg (100ppm)。該混合氣體即可作為合成草酸酯的一 氧化碳原料氣。 第三步，草酸酯的合成 將凈化后的一氧化碳原料氣與亞硝酸酯混合，其含量(體積分數(shù))為：一氧化碳 為 25%-90% ，亞硝酸酯為 5%-40% ，導入裝有以氧化鋁作載體的鈀催化劑的列 管反應器中進行催化反應。 金屬含量為載體中的 0.1%-5% ， 接觸時間為 0.1-20s 反應溫度為 80-200 ℃。反應產物經(jīng)冷凝分離后得草酸酯。 第四步，尾氣再生 將分離了草酸酯的反應尾氣導入再生塔，按 NO 與 O2 分子比為 4.1

11、 ： 6.5 ，配入 氧氣氧化，按醇與 NO 的分子比為 2-6 送入 20% 以上的醇水溶液接觸反應，控 制塔溫在相應酯的沸點以上，分離醇的水溶液循環(huán)使用。當醇的濃度低于 20% 時，更換新的醇液。 第五步，亞硝酸酯的回收 將再生塔得到的亞硝酸酯氣相導入冷凝分離塔，控制溫度在相應酯的沸點以上， 將亞硝酸酯氣體中的醇和水進一步分離， 其大部分亞硝酸酯 (含未反應氣體) 送 回合成塔循環(huán)使用，另小部分轉入壓縮冷凝塔處理。 第六步，非反應氣體的排放 將含有非反應氣體的亞硝酸酯導入壓縮冷凝塔， 控制冷凝溫度在 -20-40 ℃， 壓力 在 0.5-4MPa ，使亞硝酸酯完全液化回

12、收。經(jīng)氣化后再導入合成塔循環(huán)使用，不 凝氣體主要是氮氣和少量的甲烷、氬、一氧化碳、一氧化氮，放空排除。 第七步，草酸二甲酯加氫 在反應器中裝填 40-60 目的催化劑， 并在反應器兩端各裝入 20-40 目的石英砂， 防止反應器內氣體溝流并固定催化劑床層。 催化劑由氫氣在特定條件下還原活化， 然后設定好反應溫度和壓力。 DMO 溶液由高壓計量泵打入氣化器氣化，氫氣由 高壓質量流量計控制流量， 進入氣化器與氣化的 DMO 溶液充分混合后進入反應 器進行反應。 產物由循環(huán)水冷卻， 液體產物進精餾裝置精制生產高純乙二醇， 尾 氣經(jīng)回收有用組分后送入加熱爐或鍋爐燃燒。 [1經(jīng)濟指標

13、 1 、技術經(jīng)濟指標 根據(jù)可研數(shù)據(jù)，20萬噸/年乙二醇項目，總投資約18.19億元，其中建設投資約 需16.87億元。資金籌措采取自籌和銀行貸款相結合的方法，其中自籌 6.37億 元，銀行貸款11.82億元。煤價格按760元/噸，乙二醇價格按10000元/噸。項 目投產后年均銷售收入19.92億元，利稅12.33億元。 經(jīng)濟效益表 項目 單位 數(shù)額 ■st，， 萬元 181950 建誑投資 二不 168732 建諛期借款利息 勖元. 3159 流動資金 萬元 10060 僚售收入 萬元 199201 息成本費用 :萬元 75g66 其中t折舊

14、 7JTE 10660 流轉稅金及附加 ；萬兀 23183 利潤篇額 日元 100153 所得稅 萬元 25038 所得稅后利潤 7S114 經(jīng)濟評價指標 稅后財務指標 其中:財務內部收益率 % 47.G2 ~投資向收期 年 II 二19 (■ 稅前財務指標 其中*財務內部收益率 % 8016 「一投皮回收期 一 年 2+78 1 稅前財務指標 其中，財務內部收益率 % 68.59 投資利潤率 53.41 1 校賞利稅率 % 68.28 | ,1 ,T L ；上工,hf 資本金利洞率 % |

15、 160.05 2、消耗定額與主要裝置 原輔材料消耗指標 項目名稱 單位 每盹乙二醇消耗定額 原材料 煤 輔助材料 鈿史鹽催化劑 銅與二氧化轉催化劑 變換催化荊 活性炭脫破劑 乙二醇工段設備包括氨氧化塔、吸收塔、氣體再凈化塔、合成塔、冷凝塔、再生 塔、壓縮冷凝塔、加氫反應器、乙二醇精制塔。 3、項目規(guī)劃與進展 2008年6月，由通遼金煤化工有限公司（簡稱通遼金煤）投資 1.5億元.在江 蘇丹陽建設的1萬噸/年乙二醇工業(yè)試驗裝置順利打通全流程，生產出合格的乙 二醇產品；2009年12月，內蒙占自治區(qū)通遼

16、市商新技術開發(fā)區(qū)的 20萬噸/年工 業(yè)示范裝置全部建設完成，并于12月7日試車成功，打通了全套工藝流程，但 乙二醇產品未達到聚酯級，特別是紫外透光率指標不合格。 隨后，通過對原有設計進行調整，使整套裝置具備聯(lián)產10萬噸/年草酸的能力。 經(jīng)過聯(lián)動試車，于2010年5月3日試產出合格的草酸產品。2010年12月，20 萬噸/年工業(yè)示范裝置實現(xiàn)了大于 70%設計負荷的運行，通遼金煤公司 2011年 還將完成二期40萬噸/年乙二醇項目立項審批工作，并于年內適時啟動二期項 目建設。 目前項目由于存在設計問題和設備問題， 裝置不能滿負荷運行，催化劑的壽命和 選擇性未能經(jīng)過長周期考驗，特別是三項關鍵催化劑的主要指標還需進一步改進 提高，工藝還需進一步優(yōu)化，產品質量還需提高。