完整版通辽20万吨煤制乙二醇项目

【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12 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 + H2

CO + H2O = CO2 + H2

2、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 + H2O

3、草酸二甲酯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 C,最好在80-250 C 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 (lOOOppm ) , H2C K 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 C。反应产物经冷凝分离后得草酸酯。