201709-煤制乙二醇工艺技术解析
煤制乙二醇工艺技术及生产技术问题的分析
煤制乙二醇工艺技术及生产技术问题的分析发布时间：2022-09-20T08:03:48.128Z 来源：《科技新时代》2022年5期作者：褚伟[导读] 随着我国化工行业的不断向前发展，当前在煤制乙二醇的过程当中相应的工艺技术褚伟河南龙宇煤化工有限公司 476600摘要：随着我国化工行业的不断向前发展，当前在煤制乙二醇的过程当中相应的工艺技术变得越来越多。
煤基合成气经草酸二甲酯制备乙二醇工艺是其中极为重要的一类方法。
由于该工艺在实际应用中所具有的一系列优势，已经成为了当前研究的主流。
该项技术在应用中的工艺路线相对较为简单，为此本文对该项技术的工艺技术进行了全面分析，并且对工艺技术在应用中存在的一些问题进行了深入探讨。
希望通过本文可以为煤制乙二醇工艺技术的发展提供一些参考。
关键词：煤制；乙二醇；工艺技术；生产技术；问题1工艺技术1.1氧化酯化工序对于氧化酯化工序而言，在其实际进行的过程当中最为重要的作用是将一氧化氮、氧气及甲醇进行充分反应，最终得到亚硝酸甲酯。
而亚硝酸甲酯则是后续生产活动在实际开展中获得的最终原料，该项工艺在实际应用中需要经历以下的过程：首先，来自于外界的氧气以及一氧化氮循环气体将会通过静态混合器作用的正常发挥使其混合均匀，然后将混合均匀后的气体输入到亚硝酸甲酯反应精馏塔的底部。
这时由工作人员将生产原料甲醇从塔顶注入到精馏塔内部。
在塔内氮氧化合物与甲醇将会发生充分的化学反应，进而生成亚硝酸甲酯以及水。
精馏塔内的工作温度大致处于118~120℃这一范围之内。
整体工作压力为0.45~0.5MPa之间。
而亚硝酸甲酯将会在塔底冷却之后进入到羰化偶联工序当中。
这些工作完成之后反应精馏塔的底部将会得到含有少量硝酸的甲醇水溶液。
这些水溶液进入到甲醇回收一塔之后将会对甲醇进行回收。
为了保障甲醇回收工作实际开展质量一塔内部温度大约在68~108℃这一范围之内，而相应的工作压力则为常压状态。
从塔顶的部位对甲醇进行回收之后，一小部分将会作为补充原料进行回收利用，而另一部分将会被输送到羰化偶联工序DMC/甲醇分离塔当中。
煤制乙二醇工艺技术
结论：上述两个版本的乙二醇成本均在 3800元/吨左右。
11
武汉科技大学 4. 经济性分析
国内石油法制乙二醇的生产成本 以上海石化2005年5.6/23万t/a环氧乙烷/乙二醇 装置为例，其生产成本大致如下：
Advance coal chemistry
Follow-Up
技术进展 −现有装置运行稳定性 −生产成本及经济性 −物耗/能耗
乙二醇产品市场 −价格 −中东/国内新建装置动向
13
武汉科技大学
Advance coal chemistry
Thank you!
14
气化
煤
合成气
（CO+H2）
直接法
• 缺乏核心催化剂生产技术 及关键环节的处理技术
中间产品
（草酸酯、甲醛）
乙二醇
间接法
• 技术工业化时间短； • 四低：成本低、能耗低、
水耗低、排放低；3Fra bibliotek 武汉科技大学
Advance coal chemistry
2. 市场环境——国际市场
全球总体供应过剩，中东和亚洲分别成为主要生产区域和消费区域 −据预测2010年全球乙二醇总产能将达2709万t/a，消费量将达2100万t，开工率不足80%； −拥有廉价乙烷原料的中东地区，其生产能力将快速增长，成为全球乙二醇主要出口地区。
草酸二甲酯 第
一 步
再生
2NO + 2CH3OH + 1/ 2O2 = 2CH3ONO + H2O
催化循环 2CO + 1/ 2O2 + 2CH3OH = (COOCH3) 2 + H2O
煤制乙二醇工艺流程详细工艺
煤制乙二醇工艺流程详细工艺工艺流程分为煤气化、合成气净化、甲醇合成、甲醇水合反应、甲醇水解和乙二醇脱水几个环节。
1. 煤气化：先将煤炭破碎成粒径小于5mm的颗粒，然后通过气化反应炉进行气化过程。
气化反应炉内加入适量的空气或氧气和蒸汽，使煤炭发生部分氧化反应，产生一氧化碳和氢气。
这个过程被称为煤气化，反应温度一般控制在800-1000摄氏度，压力在2-3兆帕。
煤气化产物中主要含有一氧化碳、氢气和少量其他杂质组分。
2.合成气净化：由于气化产物中含有一些杂质，需要进行净化处理。
首先进行酸性气净化，经过除尘、脱硫等工艺去除煤气中的固体颗粒、硫化物等污染物。
然后进行碱性气净化，采用吸附剂吸附煤气中的酸性气体，如二氧化硫等，以保证后续反应的顺利进行。
3.甲醇合成：将经过净化处理的气体进入甲醇合成反应器，进行甲醇合成。
反应使用的催化剂一般是铜、铅和锌等金属的氧化物，反应温度一般在200-300摄氏度，压力在5-10兆帕。
在合成过程中，一氧化碳和氢气发生催化反应，生成甲醇。
4.甲醇水合反应：将甲醇与水进行混合，进入水合反应器中。
反应温度一般在200-300摄氏度，压力在5-10兆帕。
甲醇与水发生反应，生成一个水合物，这是乙二醇的前体物质。
5.甲醇水解：将乙二醇水合物进行加热分解，得到乙二醇和水。
反应温度在200-300摄氏度，压力在5-10兆帕。
6.乙二醇脱水：对乙二醇进行脱水处理，得到相对纯度较高的乙二醇产品。
这个过程一般通过分离蒸馏实现，高温下蒸发水分而得到乙二醇。
以上就是煤制乙二醇的详细工艺流程。
通过以上工艺，煤炭可以转化为乙二醇这种重要的化工原料，实现资源的高效利用，也有助于缓解对石油等化石能源的依赖。
煤制乙二醇工艺设计流程详细工艺设计
[煤制甲醇]环氧乙烷水合制乙二醇环氧乙烷水合制乙二醇乙二醇是合成聚酯树脂的主要原料,大家熟知的涤纶纤维就是由乙二醇与对苯二甲酸合成的。
乙二醇还可用作防冻液,w(乙二醇)=55%的水溶液的冰点为-36℃,可用作中国北方冬天汽车必需的冷却液。
此外,乙二醇还可用作溶剂和用于化妆品、毛皮加工、烟叶润湿和纺织工业染整等。
据预测,2000年乙二醇的世界产量将达到10Mt/a。
中国1995年的产量为53×１０４ t/a,到2000年将达72×１０４ t/a。
1.乙二醇生产方法综述现在,乙二醇有多种工业生产方法,但环氧乙烷水合制乙二醇法仍占主导地位。
(1)环氧乙烷法可用酸作催化剂,但用得较多的是加压水合:反应中生成约10%的二乙二醇醚(二甘醇)和三乙二醇醚(三甘醇),它们是有用的化工产品,故反应所得的有用产品总产率按环氧乙烷计接近100%,生成的二乙二醇醚用作纤维素、树胶、涂料、喷漆的溶剂或稀释剂。
三乙二醇醚主要用来生产刹车液。
它们的售价比乙二醇还高,因此可改善生产装置的经济效益。
环氧乙烷法因环氧乙烷售价高,生产总成本也比较高。
(2)乙烯乙酰氧基化法乙烯乙酰氧基化法又称奥克西兰(Oxirane)法,它可由乙烯为原料生产乙二醇。
工艺分二步进行,第一步乙烯与醋酸反应生成乙二醇-醋酸酯和乙二醇二醋酸酯:反应条件:反应温度160℃,反应压力2.8MPa,催化剂TeO２/HBr[w(HBr)=48%的水溶液]，还可用醋酸锰加碘化钾作催化剂,乙烯转化率60%,选择性95%～97%,产品分布:乙二醇二醋酸酯70%,乙二醇一醋酸酯25%,乙二醇5%。
第二步是醋酸酯水解生成乙二醇和醋酸:反应条件为:反应温度107～130℃,压力0.117MPa,选择性95%。
该法的总反应式为:２ＣＨ２=ＣＨ２＋２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２→２ＨＯＣＨ２-ＣＨ２ＯＨ以乙烯计的摩尔产率为94%,高于以环氧乙烷法生产乙二醇的产率。
该法虽然以廉价的乙烯作原料,但投资和能耗比环氧乙烷法高,经济上是否比环氧乙烷法好尚有争论,再加上醋酸对设备的腐蚀是一个头痛问题,催化剂的再生和回收问题也没有很好解决,致使已开工生产的0.36Mt/a生产装置被迫停产关闭。
煤制乙二醇工艺特点
煤制乙二醇工艺特点主要工艺特点（1）使用工业级原材料煤制乙二醇工艺技术的最大特点是采用工业级原料，更适合我国国情。
有较好市场前景和利润空间。
目前世界各国开发这项技术，都是以纯co、纯h2、纯no、纯o2和精醇为原料。
由于纯co、纯no等成本高，难以推广应用。
我们全部采用工业co、工业no、工业h2、工业o2、工业醇类为原料进行开发，使反应所需要各种原料，都有更加广阔的来源、更加便宜的价格和更加丰富的资源，为降低生产成本和大面积推广应用创造了条件，使这项工艺技术更具有实用性和先进性。
(2)能生产多种重要化工原料第二个特点是可以连续生产各种重要的化工原料。
草酸盐是一种重要的化工原料和中间体，广泛应用于医药、香料、农药、染料和有机合成中，除氢化生成乙二醇外，草酸盐水解生成草酸，氨解生成缓效肥料草酰酰胺。
同时可用于生产高附加值的精细化工产品，如乙醇酸甲酯（或乙酯）、乙醇酸、乙醛酸和乙二醛。
凭借原材料成本和工艺技术的优势，可自动连续大量生产，形成大型新兴产业群，提供大量就业机会，创造巨大的经济效益和社会效益。
煤制乙二醇工艺技术可以实现资源的综合利用，是真正的资源节约型产业。
该工艺技术使用所有工业原材料进行生产。
它不仅可以在有煤、天然气或油田气的地方建造大量工厂，但也要充分利用各种回收的Co No资源（如合成氨铜洗回收Co、炼钢转炉尾气、黄磷炉尾气、密闭电石炉尾气、铁合金炉尾气、焦化炉尾气、硝酸工业尾气等），还可以利用大量生物质和城市垃圾制备合成气，使大部分共有资源得到充分利用，实现资源的有效综合利用。
这是一个真正节约资源的行业。
这对于充分有效利用资源，减少能源浪费，减少环境污染，改善人类生存环境和健康状况，促进经济社会可持续发展具有重要意义。
（3）节能本工艺技术是能源节约型产业，合成草酸酯是在常压和低于160℃条件下进行的；草酸酯加氢制乙二醇是在低压和低于210℃条件下进行的，并有反应余热可回收利用。
和用乙烯经环氧乙烷生产乙二醇路线相比，能耗大大降低，是真正能源节约型产业。
煤制乙二醇精制工艺特点及改进
醇产品塔、乙二醇回收塔、乙二醇浓缩塔、乙醇分离装置、液相加氢装置及树脂吸附装置。
甲醇回收塔的主要目的是回收加氢粗醇产品中的甲醇，侧采出精甲醇，送至草酸二甲酯酯化反应单元循环使用；脱水塔主要目的是除去粗醇产品中的水分和部分低沸点醇类(甲醇、乙醇等)；脱醇塔的主要目的是脱除粗醇产品中的二元醇类及酯类(如：2,3-丁二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇，乙醇酸甲酯)等轻质二元醇；乙二醇浓缩塔的主要目的是回收轻质二元醇中的乙二醇；乙二醇产品塔的主要目的是获得聚酯级乙二醇产品；乙二醇回收塔的主要目的是回收工业级乙二醇和采出重馏分。
乙醇分离装置主要由甲醇分离塔、乙醇产品塔、乙醇浓缩塔组成，甲醇分离塔的主要目的是回收甲醇回收塔和脱水塔顶采出的水分和低沸点混合醇中的甲醇，乙醇产品塔的主要目的是获得乙醇产品，乙醇浓缩塔主要目的是回收乙醇产品塔塔釜物料中的乙醇。
液相加氢装置的主要目的是将来自乙二醇产品塔和乙二醇回收塔塔顶采出及乙二醇浓缩塔塔釜采出的工业级乙二醇，在液相加氢催化剂作用下使乙二醇溶液中微量的对紫外有吸收的不饱和键：—C =C —、—C =O —，与氢气发生加成反应，转化为对紫外线无吸收的饱和键，从而提高产品的紫外透光率。
树脂吸附装置的主要目的是将来自乙二醇产品塔侧采的聚酯级乙二醇进入树脂塔进行脱醛处理，提高聚酯级乙二醇的紫外透光率后送至罐区作为产品销售。
2 煤制乙二醇精制工艺改进陕煤集团榆林化学有限责任公司180万t/a 煤制乙二醇精制工艺基于已投入生产的装置运行经验，对EG 精制工艺从产品质量、下游产业的应用、装置的成本等方面进行了优化。
2.1 酸度的控制加氢催化剂末期，催化剂活性下降，草酸二甲酯和乙醇酸甲酯不能完全被转化，草酸二甲酯在60 ℃时会水解生成草酸，不完全加氢产物乙醇酸甲酯会水解生成乙醇酸，反应式(1)和式(2)如下：(COOCH 3)2 + 2H 2O = (COOH)2 + 2CH 3OH (1)CH 2OHCOOCH 3 + H 2O = CH 2OHCOOH + CH 3OH (2)0 引言陕煤集团榆林化学180万t/a 乙二醇项目是全球在建的最大的煤化工项目，EG 精制装置共三个系列，单系列产能为60万t/a 。
煤制乙二醇的生产原理及工艺流程
煤制乙二醇的生产原理及工艺流程英文回答：Introduction.Ethylene glycol (EG) is a colorless, odorless, and sweet-tasting liquid that is widely used as a raw material in the production of polyester fibers, polyethylene terephthalate (PET), and antifreeze. Traditionally, EG has been produced from petroleum-based feedstocks, but in recent years, there has been growing interest in producing EG from coal. This is due to the fact that coal is a more abundant and less expensive feedstock than petroleum.Production Process.The production of EG from coal involves a series of chemical reactions. The first step is to convert coal into synthesis gas (syngas), which is a mixture of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2). This is done by reactingcoal with oxygen and steam in a gasifier.The next step is to convert syngas into methanol. This is done by reacting syngas with a catalyst in a methanol reactor.The final step is to convert methanol into EG. This is done by reacting methanol with carbon monoxide and hydrogen in an ethylene glycol reactor.Process Flow Diagram.The process flow diagram for the production of EG from coal is shown below:[Image of a process flow diagram]Advantages of Coal-to-EG Technology.Compared to traditional petroleum-based EG production, coal-to-EG technology offers several advantages:Lower feedstock costs: Coal is a more abundant and less expensive feedstock than petroleum.Lower greenhouse gas emissions: The production of EG from coal emits less greenhouse gases than the production of EG from petroleum.Increased energy efficiency: The coal-to-EG process is more energy efficient than the traditional petroleum-based process.Conclusion.The production of EG from coal is a promising new technology that has the potential to reduce the cost and environmental impact of EG production. As this technology continues to develop, it is expected to play anincreasingly important role in the global supply of EG.中文回答：煤制乙二醇的生产原理。
煤制乙二醇工艺技术
煤制乙二醇工艺技术煤制乙二醇是利用煤作为原料经过一系列化学反应制得的一种有机化合物。
乙二醇广泛应用于化工、塑料、纺织、医药等领域，是世界上重要的工业原料之一。
煤制乙二醇工艺技术是一种煤化工技术，具有资源丰富、投资较低、生产成本较低等优点。
下面将介绍煤制乙二醇的工艺技术及其过程。
煤制乙二醇的工艺技术主要分为以下几个步骤：煤气化、气体转化、合成乙二醇。
首先是煤气化，将煤通过高温反应转化为气体，主要生成一氧化碳和氢气等原料。
煤气化的方法有焦炉煤气化、热解煤气化和水煤气化等，其中水煤气化是最常用的方法。
通过控制煤气化的温度、压力和反应时间等参数，可以得到合适的气体组成。
接下来是气体转化，将煤气中的一氧化碳和二氧化碳转化为乙醛。
气体转化主要通过催化剂进行，常用的催化剂有铜、铁、钼等。
通过气体转化反应，可以将煤气中的一氧化碳转化为乙醛，即氢气和二氧化碳反应生成乙醛。
乙醛是乙二醇的前体，是制取乙二醇的重要中间体。
最后是合成乙二醇，即将乙醛经过催化反应转化为乙二醇。
合成乙二醇的主要反应是醛缩合成醇，通过加氢反应将乙醛中的氧原子还原成一个氢原子，生成乙二醇。
合成乙二醇的催化剂通常使用氢化钠、氢化锌等。
煤制乙二醇工艺技术有以下几个特点。
首先是资源丰富，煤是我国最丰富的能源之一，可以充分利用煤炭资源。
其次是投资较低，相比于从石油提炼乙二醇的工艺技术而言，煤制乙二醇的投资成本较低。
再次是生产成本较低，煤制乙二醇的工艺技术高效节能，生产成本较低。
然而，煤制乙二醇工艺技术也存在一些挑战。
首先是环境污染问题，煤气化过程会产生大量的二氧化碳和其他废气，如果不能很好地处理这些废气，将会对环境造成一定的污染。
其次是技术难度较高，煤制乙二醇的工艺技术需要高水平的催化剂和反应条件控制，对工程师的要求较高。
总之，煤制乙二醇工艺技术是利用煤作为原料制取乙二醇的一种重要方法。
其优点是资源丰富、投资较低、生产成本较低；而挑战是环境污染和技术难度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 技术成熟，应用广； • 水耗大、成本高； • 副产品多； • 产品总收率：88%
合成气
中间产品
（草酸酯、甲醛）
间接法 • 技术工业化时间短； • 四低：成本低、能耗低、 水耗低、排放低；
（CO+H2）
直接法 • 缺乏核心催化剂生产技术 及关键环节的处理技术
乙二醇
3
武汉科技大学
2. 市场环境——国际市场
2005~2009乙二醇市场价格和进口价格
10000 8000 6000 1200 700 200 2005 2006 国内价格 2007 进口价格 2008 2009 CIF价格 2005 2006 2007 2008 2009
(200) (58) (350) 619 123
4000
2000
数据来源：2005~2007国内价格《参数与数据》2008 2008~2009国内价格《中国石油和化工经济分析》 2005~2009进口价格《中国石油和化工经济分析》 进口关税税率5.5%，增值税税率17%，国内运费平均150元/t
达810~820万t/a，2015年乙二醇产能将达550万t/a ，消费量 1100~1150万t/a 。
数据来源：2000~2006年数据《中国石油和化工经济分析》2007/12 2007~2008年数据《中国化工信息周刊》2009/12 2009~2015年数据《中国化工信息周刊》2010/9
企业 2009年产能 中石化：上海石化 扬子-巴斯夫 扬子石化 茂名石化 燕山石化 天津联合化学 北京东方 中石油：吉林石化 辽化 独山子石化 抚顺 中海油：中海壳牌 通辽金煤 合计 新增（改扩建）产能 中石化：天津石化（合资） 镇海炼化 武汉乙烯 中石油：四川石化 中兵工：辽宁北方化工 通辽金煤+河南煤业 其 他： 合计 总计
Advance coal chemistry
全球总体供应过剩，中东和亚洲分别成为主要生产区域和消费区域 −据预测2010年全球乙二醇总产能将达2709万t/a，消费量将达2100万t，开工率不足80%； −拥有廉价乙烷原料的中东地区，其生产能力将快速增长，成为全球乙二醇主要出口地区。
2007~2010年世界新增产能 亚洲（不含 中国） 中东 南美 合计 224万t/a 342.7万t/a 40万t/a 606.7万t/a
− 90%以上采用的是环氧乙烷直接水合法（石油法）；
− 产能主要集中在中石化（59.43%）、中石油（19.23%）； − 09年化工市场低迷，进口乙二醇对市场的冲击导致开工率降低。
国内产能不足，供需缺口大
− 2009年中国乙二醇对外依存度达到50%；
− 据预测，2010年中国乙二醇产能将达到380万t/a，消费量将
近年来，美国、欧洲和日本等国家和地区因经济不景气导致生产成本上升、需求下降，因此 关闭了部分装置；亚洲将成为未来乙二醇的主要消费和进口地区。
4
数据来源：《中国石油和化工经济分析》2007/12
武汉科技大学
2. 市场环境——中国市场
Advance coal chemistry
生产集中度高，中石化、中石油是主要供应商
2006年全球主要地区和国家乙二醇消费结构
600 500 400 300 200 100 0 美国 其他 西欧 防冻液 日本 中东 中国 PET切片 PET工程树脂
消费结构单一，受制严重
−中国乙二醇95%以上用于聚酯生产； −2008年以来，聚酯受纺织业出口锐减和贸易摩擦影响， 大幅减产，乙二醇需求受到严重影响；
武汉科技大学
Advance coal chemistry
中国煤制乙二醇现状及发展
化工2014级 化学工程与技术学院 程正载 博士 教授
1
2017 年 09 月
武汉科技大学
Advance coal chemistry
主要内容
1. 乙二醇概述 2. 乙二醇市场环境
3. 煤制乙二醇技术进展
4. 经济性分析 5. 结论
6
数据来源：“乙二醇的国内外供需现状及发展前景”《中国石油和化工经济分析》2007/12
武汉科技大学 3. 技术进展
煤制乙二醇的主要技术和研究机构
国外： −始于20世纪80年代； −合成气-草酸酯-乙二醇路线具有工业化优势； −日本宇部兴产、美国联碳 国较为成熟的间接合成技术； −中科院、天津大学等
产能（万t/a） 60.5 30 44.2 10 8 6.2 4 15.9 20 5 6 32 20 261.8 36（2010） 65（2010） 30（？） 38（？） 20（2010H1） 20 48 257 518.8
技术来源 SD氧气法 BASF工艺 SD氧气法 Shell氧气法 SD氧气法 Shell氧气法 SD氧气法 SD氧气法 UCC氧气法 SD氧气法 Shell氧气法 Shell氧气法 自主煤化工 Dow工艺 Dow工艺 SD氧气法 Shell氧气法 SD氧气法 自主煤化工 生物法
2
武汉科技大学 1. 概述
Advance coal chemistry
乙二醇（Ethylene Glycol，简称EG）是大宗化工产品和基础有机原料，
主要用于生产聚酯和防冻液等。 目前主要工艺 传统的石油工艺：
石油法
裂解 氧化 水解
石脑油
乙烯
环氧乙烷
乙二醇
现代煤化工工艺：
煤
气化
*环氧乙烷直接水合法
研究机构 国外: 日本宇部兴产株式会 社 技术成熟度 有一套6000吨/年的中试装置，未大规模 工业化 首套装置试车成功； 已经被丹化集团买断,不转让 已获得主要技术专利，未工业化 已完成三个关键催化剂的研究并通过小 试成果鉴定 筹建万吨级中试装置 不知
数据来源：《中国化工信息周刊》2010/9
5
武汉科技大学
2. 市场环境——产品价格
价格与油价密切相关，国内价格-进口价格差距大
Advance coal chemistry
石油法乙二醇生产成本与石油价格联动，我国进口乙二醇主要来自原料价格低廉的中东地区，对国内乙二醇市场造 成了相当的冲击。
年份 国内价格 （RMB/t） 8866 8395 9297 9541 5374 CIF价格 （USD/t） 882 844 1011 1024 605 RMB： USD 8.19 7.97 7.61 6.94 6.83 CIF+税款+ 国内运费 （RMB/t） 9066 8453 9647 8922 5251 价差 （RM B/t）