化工工程领域有机化工制备方法及控制措施研究.docx

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化工工程领域有机化工制备方法及控制措施研究

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摘要：目前国内多家研究机构已经开发出成套煤制乙二醇技术，并且较大规模投产。但是该产业仍然面临技术不成熟，产销距离较远，以及产品经济性问题。本文以乙二醇为例探讨有机化工制备方法及控制指标情况。

关键词：有机化工，工艺方法，产业化

乙二醇是重要的有机化工原料，而我国目前自给率仅为30%左右，因此亟需根据我国资源禀赋发展煤制乙二醇技术。乙二醇（ethyleneglycol，简称EG）是重要的有机化工原料，主要用于生产聚酯纤维（PET）、防冻液、暖通制冷行业载冷剂等，其中约90%用于聚酯行业用来生产涤纶纤维、饮料瓶、薄膜等。目前主要世界范围内的主要生产途径是“石油路线法”，因而石油价格对乙二醇的价格有直接影响。目前我国对进口乙二醇的依存度高达70%以上，利用煤炭资源生产乙二醇，契合我国“贫油，富煤，少气”的资源状态，符合国家石化产业振兴规划，对我国的能源合理利用以及减少对进口的依赖具有深远影响。

1引言

目前世界范围内的乙二醇的产能主要分布在美国，中东和亚洲范围内，据统计2014年全球乙二醇产能为2823万吨/年，实际生产2427万吨，已经处在产能过剩15%的状态。尽管如此，我国的乙二醇却处在供不应求的状态——2016年我国对乙二醇需求约为1200万吨，而国内产能仅为约600万吨。由于由于国内石油路线乙二醇实际生产不足，导致我国的自给率长期维持在30%以下。根据海关统计数据，2015年我国进口乙二醇达到877万吨[1]。

1、煤制乙二醇的技术发展现状

1.1石油路线

目前，国内外的大型乙二醇生产主要采用石油路线，即将石油裂解产生的乙烯，氧化后再水合得到乙二醇。该技术以及配套下游产业发展比较成熟，但是该技术季度依赖石油资源，并且生产过程水耗大，能耗大，成本较高。

1.2煤路线

煤制乙二醇是以煤炭为原料，通过气化生成合成气后再制得乙二醇，共有三条工艺路线：

（1）直接法：煤气化制取合成气（CO+H2），再一步合成乙二醇。此技术的关键是催化剂的选取以及生产中的高温高压条件的控制，因而很难实现工业化。

（2）煤制烯烃法：煤气化制取合成气，由合成气经过甲醇、乙烯、环氧乙烯，最终制取乙二醇。该路线实际为通过煤制烯烃再生产乙二醇，成本较高。

（3）氧化偶联法：煤气化制取合成气，CO催化偶联合成草酸酯，再加氢得到乙二醇。目前已经有多条产线在建或已投产。

图1煤制乙二醇路线简易图

1.3煤路线与乙烯路线的乙二醇产品比较

与石油路线生产的乙二醇（MEG）不同，煤制取乙二醇（SEG）的产品，因为所使用的原料以及技术路线不同，必然会影响最终产品的质量。目前乙二醇的质量标准体系，仅有根据MEG制定的GB/T449-2008，其中对不同等级乙二醇的纯度、透光度、杂质的成分与含量等都做了具体的规定[2]。

根据学者们的研究，与MEG相比，SEG中含有较多的脂类杂志，影响了其在不同频段的透光率，而采用活性炭等物质可以有效吸附SEG中的杂志，提升其透光率[3]。

这说明，因为原料与工艺的不同导致SEG与MEG的工业产品存在不同的杂质成分，因而需要后续不同的提纯处理工艺，这也是SEG产品大规模应用的前提条件之一。

2国内煤制乙二醇产业化进展

早在19世纪60年代，国外就有相关企业或者科研单位投入煤制乙二醇研究，并取得一定成果，但是因为资源禀赋不同，并未实现大规模工业生产。

2.1国内煤制乙二醇产业化布局

（1）中科院物构所-丹化集团

中科院福建物质结构研究所从80年代开始研发煤制乙二醇技术，最终成功研发以草酸酯路线为基础的煤合成气制乙二醇成套技术。先后与江苏丹化、上海盛宇等企业合作投产300吨示范生产线，20万吨工业级生产线。

（2）天津大学

天津大学从1987年立项开始研究，同样以草酸酯路线为基础，形成了草酸酯制备、催化加氢的成套核心技术，并且在草酸酯催化加氢步骤的催化剂环节有着独特成就。目前已经实现万吨级师范装置的设计，并且与枣庄集团、云南煤化工集团等企业达成了年产85万吨的生产线合作项目。

（3）华东理工-安徽淮化-上海浦景

2005年，华东理工与上海焦化达成产学研合作，并于次年成功进行了煤制乙二醇的模式实验。经过对实验中问题的优化，2010年7月华东理工宣布与上海浦景、安徽淮化集团进行的千吨级中试成功，并签署了30万吨级生产线合作协议。

（4）其他研究机构

西南化工研究院、湖北省化学研究院、上海戊正等研究机构也分别对煤制乙二醇技术进行了研究，并获得了相关研究成果。

2.2我国煤制乙二醇产业化进程

我国的工业发展对乙二醇提出了很高的需