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煤制乙二醇 工业化技术大步向前
時間:2019-08-07    來源:河南能源化工集團

要實現煤炭清潔高效利用,就要發展好煤化工。未來,要不斷優化催化劑,進一步加強産品産量、産率、純度等的研究;工藝技術上,強化分離技術、供應技術,聚焦精餾技術及其配套設備的能效等;市場層面上,要考慮成本、煤價、水資源使用情況等因素的綜合影響。

“要做好煤炭這篇大文章,實現煤炭清潔高效利用,就要做好這篇文章中的重要章節——煤化工。”在日前召開的中國(山西)國際清潔能源博覽會上,中科院福建物質結構研究所應化研究中心主任、研究員、博士生導師姚元根介紹了煤制乙二醇技術的發展方向。

據了解,近年來,國家發改委、工信部等部門出台了一系列文件,提出要利用先進的加工手段,生産替代石化産品的清潔燃料,推動現代煤化工産業的發展。煤制乙二醇技術正契合煤炭工業發展的特點,我國鼓勵發展煤制乙二醇技術。

發展煤制乙二醇技術

符合我國煤炭資源的特點

據了解,乙二醇是非常重要的戰略性大宗化工基本原材料,主要用于生産聚對苯二甲酸乙二酯、防凍劑、不飽和聚酯樹脂以及潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑、炸藥等,是聚酯産業鏈中的重要一環。乙二醇的市場容量僅次于乙烯和丙稀,我國乙二醇消費量占全世界消費量50%以上,2018年已突破1300萬噸。不過,我國乙二醇産能有限,長期以來進口依存度較高。

乙二醇有多種生産工藝,在所有生産路線裏,石油制乙二醇和煤制乙二醇是工業化生産路線。如今,煤制乙二醇創新生産路線是以煤炭爲原料,通過氣化生成合成氣後再制得乙二醇。主要生産方法有一步合成法、甲醇合成法、甲醛合成法和草酸酯加氫合成法等。

“在生産成本上,煤制乙二醇比石油制乙二醇路線有明顯優勢。”姚元根表示,“煤制乙二醇跟同類的煤化工路線相比,可以合成天然氣、甲醇、乙二醇、烯烴,經濟效益好,二氧化碳排放量相對較少。”

近年來,國家發改委、工信部等部門出台了一系列文件,鼓勵發展煤制乙二醇等煤化工技術,提出要利用先進的技術加工手段,生産替代石化産品的清潔燃料,推動現代煤化工産業的協調發展。

“如今,煤制乙二醇産業已經在國際上實現了工業化。同時,煤制乙二醇符合我國煤炭資源豐富的特點,而且國內對煤制乙二醇的需求量也大。”姚元根說。

在煤制乙二醇産業發展史上,中科院福建物質結構研究所是一個重要身影。憑借20多年的技術積累和與相關企業合作的經驗,該研究所開發了“萬噸級CO氣相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氫合成乙二醇”(簡稱煤制乙二醇)成套技術。

此項成果標志著我國在世界上率先實現了全套煤制乙二醇技術的工業化應用,是一項擁有自主知識産權的世界首創技術。它的推廣應用將有效緩解我國乙二醇産品的供需矛盾,對國家的能源和化工産業將産生重要的積極影響。

上下遊企業互相配合,

共同解決現實問題

“20世紀80年代,我們進行小試。2005年與相關企業合作。2008年實現了萬噸級工業試驗。2010年至今,我們已在河南建成了五套裝置。2016年年底,裝置規模已經達到年産120萬噸。2017年,幾套裝置全部實現了滿負荷運行,産出了乙二醇産品。”姚元根說,這項技術引發了煤制乙二醇研發和産業化的熱情,市場上開始出現多種煤制乙二醇技術。

2009年以後,煤制乙二醇工業化技術逐步走向成熟。對照新版工業用乙二醇國家標准,煤制乙二醇已經大量地應用于PET聚酯行業,並且湧現出了一批煤制乙二醇配套技術。

不過,煤制乙二醇産業存在很多問題,如産品價格不穩定;煤制乙二醇産能擴張速度非常快,而設備開工率相對較低;煤制乙二醇技術在下遊聚酯産業的應用相對較少;上下遊企業對新標准認知度不同等。

此外,煤制乙二醇生産技術上也存在著很多問題。來自吉林石化公司乙二醇廠的郭邑曾指出,當前,雖然我國煤制乙二醇的生産已進入發展高峰期,但生産過程中仍存在著一些關鍵的技術難題,如催化劑的開發、裝備制造水平不高,工業化應用不足,煤制乙二醇的純度不高,缺乏對應的精制技術,重要設備的工程進展受限制。而且,煤制乙二醇的運輸成本、産品純度也會帶來很多影響。

“只有不斷讓技術進步,才能保持我們已有的領先地位。”姚元根表示,如今,他們研發出煤制乙二醇新一代的核心催化劑,具有貴金屬含量更低、高效穩定、性能更好、制備成本下降60%等特點,實現氮氧化物等物料的高效利用,有效提高了乙二醇分離效率,工藝流程更加合理,反應物料得到充分利用,實現了較大幅度的節能降耗等。

姚元根指出,作爲技術研發方,未來,在煤制乙二醇技術發展方向上,要對技術精益求精,不斷優化催化劑,進一步加強産品産量、産率、純度等的研究。

工藝技術上,強化分離技術、供應技術,聚焦精餾技術及其配套的能效等。

市場層面上,要考慮到當乙二醇銷售價格較低時,原料成本、當地煤價、水資源使用成本、到生産廠家的運輸距離等因素對産業的影響。

“下一步,要思考如何讓廠家從抵制到接受。産業上下遊企業要聯合起來進一步開展試驗,確保煤制乙二醇技術在聚酯行業裏應用起來。建議建立應用試驗和産品檢測的國家級或者行業級的平台,逐個分析煤制乙二醇産品,找出影響産品質量的雜質。圍繞上下遊企業鏈條,制定適合煤制乙二醇新的國家標准,或者完善2018年的國家標准。”姚元根說。

“用好煤制乙二醇技術可以服務于我們國家的利益,可以讓煤炭替代石油,減少對海外的依存。相信在不久的將來,煤制乙二醇産業上下遊企業將互相配合,共同解決好這些問題。”姚元根說。

據《中國煤炭報》