煤制乙二醇技術(shù)

乙二醇是一種重要的有機化工原料，可用于生產(chǎn)聚酯纖維、塑料、橡膠、防凍劑、不飽和聚酯樹脂、潤滑劑和炸藥等產(chǎn)品，用途十分廣泛。以乙二醇為原料引發(fā)的下游產(chǎn)品的市場總值巨大，僅聚酯的國內(nèi)市場總值已超過?500?億美元。目前全世界乙二醇的年需求量約?2?400?萬噸，其中約?1／2?的市場需求在中國。目前乙二醇生產(chǎn)主要采用以石油為原料的“石腦油—乙烯—環(huán)氧乙烷—乙二醇”技術(shù)路線。石油對外依存度日益增加，使得大規(guī)模發(fā)展石油路線生產(chǎn)乙二醇具有很大的局限。2018?年，我國乙二醇全年凈進口量約?1?000?萬噸，國內(nèi)產(chǎn)量約?720?萬噸，對外依存度超過?60％。這種現(xiàn)狀嚴(yán)重制約著我國以乙二醇為原料的基礎(chǔ)化工工業(yè)特別是聚酯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對我國的大化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生不利影響。

中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所（以下簡稱“福建物構(gòu)所”）經(jīng)過?20?多年攻關(guān)，通過與企業(yè)合作于?2007?年?12?月建成了全球首套“萬噸級煤制乙二醇”工業(yè)性試驗裝置并運行成功；2009?年建成了世界首套?20?萬噸級示范裝置，標(biāo)志煤制乙二醇邁向產(chǎn)業(yè)化。截至?2018?年底，我國煤制乙二醇產(chǎn)能?466?萬噸，超過國內(nèi)乙二醇總產(chǎn)能的?40％。目前，福建物構(gòu)所正在與貴州鑫醇科技發(fā)展有限公司、中石化廣州工程公司共同合作開發(fā)新一代煤制乙二醇技術(shù)，千噸級／年中試裝置于?2017?年?11?月建成，2018?年?6?月順利投料，2018?年?9?月通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會考核，已具備實施工業(yè)化示范基礎(chǔ)。相比石油路線制乙二醇，煤制乙二醇不僅具有原料結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，還具有成本低、水耗能耗小、經(jīng)濟效益高等優(yōu)勢。新一代煤制乙二醇技術(shù)更是可以大幅降低生產(chǎn)成本，提升市場競爭力。

甲醇石腦油耦合制烯烴技術(shù)

如前所述，目前低碳烯烴的主要生產(chǎn)途徑仍然是石腦油高溫水蒸氣裂解技術(shù)，該技術(shù)烯烴產(chǎn)率偏低（42％—48％），特別是丙烯產(chǎn)率僅有?5％?左右，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不易調(diào)整；并且該反應(yīng)為強吸熱反應(yīng)，需要在?800℃?以上的條件下進行，是化工行業(yè)能耗最大過程之一。石腦油催化裂解制低碳烯烴由于反應(yīng)溫度相對較低，能夠大幅度降低能耗；同時，甲烷和焦炭產(chǎn)率低，丙烯產(chǎn)率高，原料利用率較高。

大連化物所在?DMTO?技術(shù)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地開發(fā)了甲醇－石腦油催化裂解制烯烴的技術(shù)。如前所述，DMTO?技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化，是目前世界上投產(chǎn)數(shù)量及產(chǎn)量最多的甲醇制烯烴技術(shù)。甲醇制烯烴是一個采用分子篩催化劑的強放熱反應(yīng)，工業(yè)裝置一般在?500^oC?左右運行，需要不斷從反應(yīng)器移除熱量，以保證裝置的穩(wěn)定運行。石腦油催化裂解則是一個在分子篩催化劑上實現(xiàn)催化轉(zhuǎn)化的強吸熱反應(yīng)，目標(biāo)產(chǎn)品也是乙烯、丙烯等。大連化物所經(jīng)過多年的基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)將石腦油原料和甲醇原料耦合起來，通過相同的分子篩催化劑經(jīng)過催化反應(yīng)制取烯烴，具有明顯的理論合理性和技術(shù)先進性：不僅能夠在反應(yīng)過程中直接實現(xiàn)吸熱／放熱平衡，提高整個體系的能量利用效率，增加產(chǎn)品收率，同時在同一反應(yīng)器里可以耦合使用煤化工（甲醇）與石油化工（石腦油）的基本原料，推動行業(yè)的協(xié)同發(fā)展。目前，該技術(shù)正在進行中試，技術(shù)開發(fā)完成后，可以直接改造傳統(tǒng)石油化學(xué)工業(yè)中能耗最為嚴(yán)重的烯烴工廠，大幅降低烯烴生產(chǎn)能耗；并且采用煤化工生產(chǎn)的甲醇替代部分石腦油原料，實現(xiàn)大型傳統(tǒng)石油化學(xué)工業(yè)烯烴工廠原料靈活多樣。

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