华烁科技股份有限公司煤制聚合级乙二醇新技术实现重大突破
作者/来源:华烁科技股份有限公司 日期:2011-11-22 点击量:1863
热烈庆祝华烁科技股份有限公司联合中国五环工程公司与鹤壁宝马（集团）实业有限公司开发的煤制聚合级乙二醇技术中试项目取得成功！我公司历经4年开发的“选择性脱氢、草酸二甲酯合成和草酸二甲酯加氢”三项关键催化剂于2009年通过湖北省科技厅组织的专家鉴定。在此基础上，中国五环工程公司、华烁科技股份有限公司、鹤壁宝马（集团）实业有限公司合作三方于2011年3~10月经过7个月的艰苦奋战，现已顺利完成300吨乙二醇/年中试任务。中试生产的乙二醇产品通过国家石油石化产品质量监督检验中心（广东）的测定，12项指标均达到GB/T4649-2008优等品（即聚合级）的要求，同时达到美国ASTM E 2470－2007聚合级要求。本项目开发的煤制乙二醇系列催化剂的规模化应用技术，已经取得煤制聚合级乙二醇（300吨/年）工艺包的各种参数，可以进行5万吨/年、20万吨/年乙二醇工业生产装置的设计。目前已有一批用户正在商谈采用该新技术建设5、10、20万吨乙二醇/年的工业装置。
煤制聚合级乙二醇新技术以煤制合成气为原料，通过羰基合成草酸二甲酯再加氢制得聚合级乙二醇。该技术工艺先进，具有自主知识产权，成本优势明显，节能环保，综合盈利能力强。华烁科技作为2011年湖北省企业上市重点后备企业中的重点辅导扶持类企业，该项目的成功将有助于公司持续提高创新能力，加快产品和技术的升级，增强市场竞争力，增加新的利润增长点，为公司将来的上市工作提供了宝贵的资源储备。
如果您想了解本公司煤制聚合级乙二醇的更多信息，请与公司气体净化事业部联系。联系方式：王先厚总经理13908653278或孔渝华总工程师13995682846。
煤制乙二醇项目背景
乙二醇是重要的大宗化工产品，用途十分广泛，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂等。以石油为原料的乙烯法生产乙二醇是目前国内外普遍采用的传统路线，其工艺路线长、设备多、能耗高、成本高且生产装置必须依托乙烯工厂建设；环氧乙烷装置及乙二醇装置工艺技术需进口，主要由英荷壳牌、美国Halcon-SD以及美国联碳三家公司所垄断。随着全球石油资源日益匮乏及石油价格快速上涨，资源与成本的矛盾将日益突出，且我国的能源结构为“多煤、少气、贫油”。2011年国内乙烯法乙二醇产量约200万吨，进口量高达665万吨，国内乙二醇的供需缺口极大，具有广阔的市场前景。
煤制乙二醇技术开辟了以煤为原料制取乙二醇的非石油路线，以代替、补充石油路线生产乙二醇的短缺，完成了乙二醇工艺路线的创新变革，具有重要的战略意义和经济意义。为国家节约大量石油资源，符合国家煤代油的能源战略；另外，煤制聚合级乙二醇同乙烯法相比，生产成本每吨低约2000元，具有很强的市场竞争力。
随着我国乙二醇消费量的逐年增加，煤制乙二醇成为煤化工领域的热点，也取得了很大的进展，但在工程放大至20万吨乙二醇/年的大装置中，遇到很多难题，其中催化剂存在着寿命短、强度差、反应过程中热点难以控制等问题。煤制乙二醇技术先进与否，很大程度上取决于是否能开发出高转化率、高选择性、低成本、长寿命的催化剂以及与之配套的稳定可靠的反应器。
煤制乙二醇工艺路线简述
煤制乙二醇可分为直接合成法和间接合成法。其中，直接合成法是将合成气中的CO 及H2一步合成为乙二醇，该方法简单有效，也最符合原子经济性，是理论价值最高的一条工艺路线，但该工艺需采用昂贵的铑或钌作为催化剂，且反应压力高、乙二醇选择性较低；间接合成法则包括甲醇甲醛合成法以及草酸酯加氢法。相对而言，前者的研究还不深入，离工业化距离远；而草酸酯加氢合成法的实用性较强，适宜进行工业生产。目前我国已投产及规划中的煤制乙二醇均采用此法。
草酸酯加氢合成法的主要步骤：
（1）煤制合成气及其净化：煤制合成气气经变换和净化后获得合格的合成气（CO+H2）；
（2）变压吸附分离工序：采用变压吸附（PSA）分离获得工业CO 和H2原料；
（3）脱氢工序：脱除工业CO 中仍含有的H2；
（4）酯化工序：发生氮氧化物NxOy，并与甲醇合成亚硝酸甲酯以满足羰化反应需要；
（5）羰化工序：脱氢后的CO 与亚硝酸甲酯进行羰化反应，生成草酸二甲酯，同时反应生成NO，与甲醇反应后再生亚硝酸甲酯；
（6）加氢工序：草酸二甲酯催化加氢制得乙二醇，反应同时生成甲醇可回用于酯化工序；
（7）精馏分离与精制工序：将乙二醇的粗产品分离精制得到聚合级乙二醇产品。
五环-华烁-宝马开发的煤制聚合级乙二醇新技术特点
1、三项关键催化剂的活性与选择性总体上达到或超过小试水平：
TH-5选择性脱氢催化剂的出口氢含量≤100ppm，二氧化碳增量＜0.5%，其选择性超过国内外文献报道水平；HDMO-1草酸二甲酯（DMO）合成催化剂的选择性98.5～99.5%，时空产率600～690g/L.h，达到国内最先进水平之一；HEG-1草酸二甲酯加氢催化剂的DMO转化率＞99.9%，乙二醇（EG）的选择性94～97%，达到国内最先进水平之一。
2、脱氢、合成及加氢催化剂稳定性运行时间均已超过1500小时，最长达2900小时，预计寿命可达≥2年。
3、一氧化氮酯化再生反应采用专有酯化再生反应器，反应生成亚硝酸甲酯循环使用，实现了草酸二甲酯反应和NO再生反应的循环。
4、取得煤制乙二醇（300吨/年）工艺包的各种参数，可以进行5万吨/年、20万吨/年乙二醇工业生产装置的设计。
5、开发了与三项关键催化剂配套的专用反应器，反应器均具有轴向温差小、反应平稳、避免超温等特点，提高了反应的安全性和可靠性。
6、精馏分离与精制使乙二醇产品通过国家石油石化产品质量监督检验中心（广东）的测定，12项指标同时达到GB/T4649-2008优等品（即聚合级）和美国ASTM E 2470－2007聚合级的要求。
7、开发了一整套乙二醇生产专用的分析检测技术。
煤制乙二醇项目大事记
1、2009年，华烁科技历经4年开发的“选择性脱氢、草酸二甲酯合成和草酸二甲酯加氢”三项关键催化剂通过湖北省科技厅组织的专家鉴定，并给予了高度评价：“该三项关键催化剂成果具有创新性，总体上达到国际先进水平。其中，催化剂选择性、低温活性主要指标处于国际领先水平。”
2、2010年1月，由中国五环工程有限公司、华烁科技、鹤壁宝马（集团）实业有限公司三方合作的煤制合成气生产乙二醇中试基地项目开工仪式在鹤壁市山城区宝马集团举行。将依托宝马集团现有的甲醇装置和工程设施，建设年产300吨乙二醇中试装置和20万吨级工业装置。
3、2011年3~10月，中国五环工程有限公司、华烁科技、鹤壁宝马（集团）实业有限公司三方经过7个月的艰苦奋战，顺利完成300吨乙二醇/年中试任务。生产的乙二醇产品通过国家石油石化产品质量监督检验中心（广东）的测定，12项指标同时达到GB/T4649-2008优等品（即聚合级）和美国ASTM E 2470－2007聚合级的要求。
煤制聚合级乙二醇新技术以煤制合成气为原料，通过羰基合成草酸二甲酯再加氢制得聚合级乙二醇。该技术工艺先进，具有自主知识产权，成本优势明显，节能环保，综合盈利能力强。华烁科技作为2011年湖北省企业上市重点后备企业中的重点辅导扶持类企业，该项目的成功将有助于公司持续提高创新能力，加快产品和技术的升级，增强市场竞争力，增加新的利润增长点，为公司将来的上市工作提供了宝贵的资源储备。
如果您想了解本公司煤制聚合级乙二醇的更多信息，请与公司气体净化事业部联系。联系方式：王先厚总经理13908653278或孔渝华总工程师13995682846。
煤制乙二醇项目背景
乙二醇是重要的大宗化工产品，用途十分广泛，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂等。以石油为原料的乙烯法生产乙二醇是目前国内外普遍采用的传统路线，其工艺路线长、设备多、能耗高、成本高且生产装置必须依托乙烯工厂建设；环氧乙烷装置及乙二醇装置工艺技术需进口，主要由英荷壳牌、美国Halcon-SD以及美国联碳三家公司所垄断。随着全球石油资源日益匮乏及石油价格快速上涨，资源与成本的矛盾将日益突出，且我国的能源结构为“多煤、少气、贫油”。2011年国内乙烯法乙二醇产量约200万吨，进口量高达665万吨，国内乙二醇的供需缺口极大，具有广阔的市场前景。
煤制乙二醇技术开辟了以煤为原料制取乙二醇的非石油路线，以代替、补充石油路线生产乙二醇的短缺，完成了乙二醇工艺路线的创新变革，具有重要的战略意义和经济意义。为国家节约大量石油资源，符合国家煤代油的能源战略；另外，煤制聚合级乙二醇同乙烯法相比，生产成本每吨低约2000元，具有很强的市场竞争力。
随着我国乙二醇消费量的逐年增加，煤制乙二醇成为煤化工领域的热点，也取得了很大的进展，但在工程放大至20万吨乙二醇/年的大装置中，遇到很多难题，其中催化剂存在着寿命短、强度差、反应过程中热点难以控制等问题。煤制乙二醇技术先进与否，很大程度上取决于是否能开发出高转化率、高选择性、低成本、长寿命的催化剂以及与之配套的稳定可靠的反应器。
煤制乙二醇工艺路线简述
煤制乙二醇可分为直接合成法和间接合成法。其中，直接合成法是将合成气中的CO 及H2一步合成为乙二醇，该方法简单有效，也最符合原子经济性，是理论价值最高的一条工艺路线，但该工艺需采用昂贵的铑或钌作为催化剂，且反应压力高、乙二醇选择性较低；间接合成法则包括甲醇甲醛合成法以及草酸酯加氢法。相对而言，前者的研究还不深入，离工业化距离远；而草酸酯加氢合成法的实用性较强，适宜进行工业生产。目前我国已投产及规划中的煤制乙二醇均采用此法。
草酸酯加氢合成法的主要步骤：
（1）煤制合成气及其净化：煤制合成气气经变换和净化后获得合格的合成气（CO+H2）；
（2）变压吸附分离工序：采用变压吸附（PSA）分离获得工业CO 和H2原料；
（3）脱氢工序：脱除工业CO 中仍含有的H2；
（4）酯化工序：发生氮氧化物NxOy，并与甲醇合成亚硝酸甲酯以满足羰化反应需要；
（5）羰化工序：脱氢后的CO 与亚硝酸甲酯进行羰化反应，生成草酸二甲酯，同时反应生成NO，与甲醇反应后再生亚硝酸甲酯；
（6）加氢工序：草酸二甲酯催化加氢制得乙二醇，反应同时生成甲醇可回用于酯化工序；
（7）精馏分离与精制工序：将乙二醇的粗产品分离精制得到聚合级乙二醇产品。
五环-华烁-宝马开发的煤制聚合级乙二醇新技术特点
1、三项关键催化剂的活性与选择性总体上达到或超过小试水平：
TH-5选择性脱氢催化剂的出口氢含量≤100ppm，二氧化碳增量＜0.5%，其选择性超过国内外文献报道水平；HDMO-1草酸二甲酯（DMO）合成催化剂的选择性98.5～99.5%，时空产率600～690g/L.h，达到国内最先进水平之一；HEG-1草酸二甲酯加氢催化剂的DMO转化率＞99.9%，乙二醇（EG）的选择性94～97%，达到国内最先进水平之一。
2、脱氢、合成及加氢催化剂稳定性运行时间均已超过1500小时，最长达2900小时，预计寿命可达≥2年。
3、一氧化氮酯化再生反应采用专有酯化再生反应器，反应生成亚硝酸甲酯循环使用，实现了草酸二甲酯反应和NO再生反应的循环。
4、取得煤制乙二醇（300吨/年）工艺包的各种参数，可以进行5万吨/年、20万吨/年乙二醇工业生产装置的设计。
5、开发了与三项关键催化剂配套的专用反应器，反应器均具有轴向温差小、反应平稳、避免超温等特点，提高了反应的安全性和可靠性。
6、精馏分离与精制使乙二醇产品通过国家石油石化产品质量监督检验中心（广东）的测定，12项指标同时达到GB/T4649-2008优等品（即聚合级）和美国ASTM E 2470－2007聚合级的要求。
7、开发了一整套乙二醇生产专用的分析检测技术。
煤制乙二醇项目大事记
1、2009年，华烁科技历经4年开发的“选择性脱氢、草酸二甲酯合成和草酸二甲酯加氢”三项关键催化剂通过湖北省科技厅组织的专家鉴定，并给予了高度评价：“该三项关键催化剂成果具有创新性，总体上达到国际先进水平。其中，催化剂选择性、低温活性主要指标处于国际领先水平。”
2、2010年1月，由中国五环工程有限公司、华烁科技、鹤壁宝马（集团）实业有限公司三方合作的煤制合成气生产乙二醇中试基地项目开工仪式在鹤壁市山城区宝马集团举行。将依托宝马集团现有的甲醇装置和工程设施，建设年产300吨乙二醇中试装置和20万吨级工业装置。
3、2011年3~10月，中国五环工程有限公司、华烁科技、鹤壁宝马（集团）实业有限公司三方经过7个月的艰苦奋战，顺利完成300吨乙二醇/年中试任务。生产的乙二醇产品通过国家石油石化产品质量监督检验中心（广东）的测定，12项指标同时达到GB/T4649-2008优等品（即聚合级）和美国ASTM E 2470－2007聚合级的要求。