通辽20万吨煤制乙二醇项目

1、全析】通辽 20 万吨煤制乙二醇项目2014-03-28 化化网煤化工通辽金煤 20 万吨煤制乙二醇项目一】项目介绍及进展 通辽金煤化工是一家由上海金煤化工新技术有限公司与上海金煤化工控股有限 公司共同投资， 以褐煤为原料生产乙二醇的高新技术企业， 注册资金 4.5 亿元人 民币。金煤化工以褐煤为原料， 经羰化加氢生产乙二醇， 主要技术具有完全的自 主知识产权。通辽金煤 20 万吨 /年煤制乙二醇装置是目前世界首套采用煤制草酸技术的生产 线，总占地面积 3000 平方米。规划总体投资约 100 亿元人民币，在通辽市经济 技术开发区建设百万吨级的乙二醇生产基地。一期 20 万 t/a 煤制乙二醇

2、项目于 2007 年 8 月开工，2009 年底建成投产，2009 年 12 月打通流程，产出合格产品。 经过联动试车，于 2010 年 5 月 3 日试产出合格的草酸产品。 2011 年 11 月 18 日成功达产。金煤化工所采用的煤制草酸技术是在借鉴传统方法的基础上， 在煤化工生产的后 端将一部分中间产品草酸酯进行水解， 生成草酸和甲醇。 其中的甲醇还可以进一 步用于制作亚硝酸甲酯， 亚硝酸甲酯用于制作草酸酯， 从而达到循环利用的目的。 采用这种工艺制得的草酸除具有环保优势外，还具有成本低、纯度高等优点。项目进展回顾 中科院福建物构所在 1982 1995 年研究并形成了一批具有自主知识产

3、权的专利及成果的基础上， 2005 年重新成立了煤制乙二醇技术攻关组，集中全所的技 术力量和条件进一步协同攻关， 进行 CO 气相催化合成草酸酯、 草酸酯制备草酸 和乙二醇工艺条件的试验。2006 年开始联合上海金煤化工新技术有限公司开展技术攻关， 进行 “年产 300 吨 草酸二甲酯及 100 吨乙二醇 ”的中试和 “万吨级煤制乙二醇 ”的工业化试验。至 2008 年 6 月，完成了全部的试验工作，实现了预期各项技术指标。2007 年 8 月，一期 20 万 t/a 煤制乙二醇项目开工。2009 年3月 18日，万吨级煤制乙二醇成套工艺技术通过了由中国科学院组织 的技术鉴定。2009 年 1

4、2 月，该成套技术应用于 20 万吨煤制乙二醇装置获得成功，实现了规 模工业化生产。2010 年 6 月 21 日，内蒙古通辽金煤化工有限公司 10 万吨 /年煤制草酸项目已实 现联动试车，草酸生产线各工序流程全部打通，并顺利试产出合格的草酸产品。 工艺装置成功实现工业化运行。自 2011 年 10 月底开始进行停车消缺，前期开车后一直保持稳定运行，生产负 荷已逐步稳定至设计能力的 75%以上。 2011 年11 月18 日成功达产。2013 年，通辽金煤共生产乙二醇 8.95 万吨、草酸 3.93 万吨。全年平均生产负 荷为 54.59% (其中下半年为 72.98% )。乙二醇业务销售量

5、8.8 万吨，营业收 入 5.07 亿元。【二】工艺技术(一)工艺原理本项目以煤制合成气为原料，采用草酸酯法生产乙二醇。首先 CO 气相催化反应合成中间产品草酸二甲酯， 然后草酸二甲酯催化剂加氢生 产乙二醇。合成气间接法生产乙二醇的主要反应包括一氧化碳 (CO)与亚硝酸甲 酯(MN)生成草酸二甲酯 (DMO) 的羰化反应，草酸二甲酯加氢生成乙二醇 (EG)的 反应，一氧化氮、氧气和甲醇生成亚硝酸甲酯的酯化再生反应，亚硝酸钠、硝酸 反应生成一氧化氮。具体过程如下：1、原料气制备低压煤气化制一氧化碳2C + O2 = 2CO间歇法制半水煤气，再经高变低变制得氢气C + H2O = CO + H2C

6、O + H2O = CO2 + H22、草酸二甲酯合成 CO 气相偶联合成草酸二甲酯 (DMO) 由两步化学反应组成。 首先为 CO 在催化剂的作用下，与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和 NO ，称为 偶联反应，反应方程式如下：2CO + 2CH3ONO = (COOCH3)2 + 2NO其次为偶联反应生成的 NO 与甲醇和 O2 反应生成亚硝酸甲酯，称为再生反应， 反应方程式如下：2NO + 2CH3OH + 1/2O2 = 2CH3ONO + H2O 生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为： 2CO + 1/2O2 + 2CH3OH = (COOCH3)2 + H2O3、草酸二甲酯

7、加氢制取乙二醇 草酸二甲酯加氢是一个串联反应， 首先 DMO 加氢生成中间产物乙醇酸甲酯 (MG) ，MG 再加氢生成乙二醇。主反应方程式如下：(COOCH3)2 + 4H2 = (CH2OH)2 + 2CH3OH(二)工艺步骤金煤化工煤制乙二醇自主技术主要工艺包括七个步骤： 第一是氨与空气在氨氧化炉内高温氧化得到氨氧化物； 第二是氨氧化物与甲醇、氧气氧化酯化生成亚硝酸甲酯； 第三是工业一氧化碳原料气体的催化脱氢净化； 第四是亚硝酸甲酯与一氧化碳氧化偶联生成草酸二甲酯； 第五是草酸二甲酯催化加氢生成乙二醇；第六是乙二醇混合物的精馏；第七是尾气循环使用和消除污染排放。三】工艺总流程第一步，原料气

8、的制备、净化及变换1、一氧化碳气体的制备，通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气，炉气经脱 硫净化送到下一工序；2、氢气的制备，通过间歇制气法制得半水煤气，炉气经脱硫净化，接着进行高 温变换和低温变换，制得氢气。第二步，一氧化碳原料气的再净化处理从合成气净化装置出来的一氧化碳原料气， 采用催化氧化技术除去氢和氧， 最后 以分子筛脱水。 再按一定比例混入普氧或空气， 并送入载有催化剂的固定床反应 器中，催化反应同时除去所含的氢气和氧气。其催化剂是负载有铂族金属或它们的盐的载体催化剂。金属主要是铂、钯或铂 - 钯合金。其盐可以是硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、草酸盐、醋酸盐、卤化 物及其络合物等。金

9、属含量为载体重量的 0.05%-5% 。载体可采用硅胶、浮石、 硅藻土、活性碳、分子筛及氧化铝等物质。反应温度在 50-400 ，最好在 80-250 接触时间在 0.5-10s 。最后再导入分子筛床层常温脱水。 气体中所含氮、 二氧化碳、甲烷、氩不必除去。 净化后气体中有害杂质含量控制在硫化物 1.15mg/kg(1.15ppm) ， NH3 200mg/kg(200p pm) ，H2 100mg/kg(100ppm), O2 1000mg/kg (1000ppm )，H2O 100mg/kg (100ppm) 。该混合气体即可作为合成草酸酯的一 氧化碳原料气。第三步，草酸酯的合成 将净化后

10、的一氧化碳原料气与亚硝酸酯混合，其含量(体积分数)为：一氧化碳 为 25%-90% ，亚硝酸酯为 5%-40% ，导入装有以氧化铝作载体的钯催化剂的列 管反应器中进行催化反应。 金属含量为载体中的 0.1%-5% ，接触时间为 0.1-20s 反应温度为 80-200 。反应产物经冷凝分离后得草酸酯。第四步，尾气再生将分离了草酸酯的反应尾气导入再生塔，按 NO 与 O2 分子比为 4.1 ：6.5，配入 氧气氧化，按醇与 NO 的分子比为 2-6 送入 20% 以上的醇水溶液接触反应，控 制塔温在相应酯的沸点以上，分离醇的水溶液循环使用。当醇的浓度低于 20% 时，更换新的醇液。第五步，亚硝酸

11、酯的回收 将再生塔得到的亚硝酸酯气相导入冷凝分离塔，控制温度在相应酯的沸点以上， 将亚硝酸酯气体中的醇和水进一步分离， 其大部分亚硝酸酯 (含未反应气体) 送 回合成塔循环使用，另小部分转入压缩冷凝塔处理。第六步，非反应气体的排放 将含有非反应气体的亚硝酸酯导入压缩冷凝塔， 控制冷凝温度在 -20-40 ，压力 在 0.5-4MPa ，使亚硝酸酯完全液化回收。经气化后再导入合成塔循环使用，不 凝气体主要是氮气和少量的甲烷、氩、一氧化碳、一氧化氮，放空排除。第七步，草酸二甲酯加氢在反应器中装填 40-60 目的催化剂，并在反应器两端各装入 20-40 目的石英砂， 防止反应器内气体沟流并固定催化

12、剂床层。 催化剂由氢气在特定条件下还原活化， 然后设定好反应温度和压力。 DMO 溶液由高压计量泵打入气化器气化，氢气由 高压质量流量计控制流量， 进入气化器与气化的 DMO 溶液充分混合后进入反应 器进行反应。 产物由循环水冷却， 液体产物进精馏装置精制生产高纯乙二醇， 尾 气经回收有用组分后送入加热炉或锅炉燃烧。一】经济指标1、技术经济指标根据可研数据， 20 万吨 /年乙二醇项目，总投资约 18.19 亿元，其中建设投资约 需 16.87 亿元。资金筹措采取自筹和银行贷款相结合的方法，其中自筹6.37 亿元，银行贷款 11.82 亿元。煤价格按 760 元/吨，乙二醇价格按 10000

13、元 /吨。项 目投产后年均销售收入 19.92 亿元，利税 12.33 亿元。经济效益表2、消耗定额与主要装置原辅材料消耗指标乙二醇工段设备包括氨氧化塔、吸收塔、气体再净化塔、合成塔、冷凝塔、再生 塔、压缩冷凝塔、加氢反应器、乙二醇精制塔。3、项目规划与进展2008 年 6月，由通辽金煤化工有限公司（简称通辽金煤）投资 1.5 亿元在江 苏丹阳建设的 1 万吨年乙二醇工业试验装置顺利打通全流程， 生产出合格的乙 二醇产品； 2009 年12 月，内蒙占自治区通辽市商新技术开发区的 20 万吨/年工 业示范装置全部建设完成，并于 12 月 7 日试车成功，打通了全套工艺流程，但 乙二醇产品未达到聚酯级，特别是紫外透光率指标不合格。随后，通过对原有设计进行调整， 使整套装置具备联产 10 万吨年草酸的能力。 经过联动试车，于2010年5