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项目建议书
合成气制乙二醇
第一章总论
1.1项目概况
乙二醇在经济中有着极其重要的地位。用于生产聚酯纤维、薄
膜、容器瓶类等系列产品和汽车防冻剂，还可用于除冰剂、表面涂料、 表面活性剂、增塑剂等化工产品的原料。其生产的聚酯碳纤维强度高、 耐腐化，是世界公认的无危害高新工程材料。因此，发展和技术改造 乙二醇工艺设计对我国经济发展有着重要的意义。
本项目是为一综合化工企业设计一座采用清洁生产工艺制取乙
二醇分厂。要求利用煤和水制取的 CO和氢气，采用合成气间接法工 艺合成乙二醇。
1.2调研依据
《化工建设项目可行性研究报告内容和深度规定》 2005年10月
2015年三井杯大赛相关指导意见书
1.3项目背景
乙二醇产业状况
目前，我国乙二醇生产技术主要为石油路线，即以乙烯为原料，
经环氧乙烷生产乙二醇，该技术全部为引进装置，主要集中在中石化、 中石油及中海油等大型国有企业中，引进技术包括英荷壳牌公司
（Shell）、美国科学设计公司（SD）以及美国DOW化学公司（原UCC 公司）的技术。非石油路线是以合成气为原料，可采用多种方法合成 乙二醇，在我国已经实现产业化的主要是我国自主研究开发的以煤或 者天然气制备乙二醇的生产技术。
由煤制合成气（CO+H :比产EG的新技术发展很快，而传统用石 油基乙烯生产EG工艺受到以煤为原料的合成气路线挑战，尤其是最 近几年国内已有多套以煤基合成气生产 EG的工业装置实现运行，煤 制EG新增产能远咼于石油基乙烯路线 EG,以合成气为基础的EG生 产新工艺引起业内普遍关注。
合成气制EG技术发展现状
合成气可来源于石油、煤、天然气等化石原料以及生物质资源，获取 途径十分广泛，合成气生产工艺在国内已经十分成熟。合成气制 EG
分为间接法和直接法2种，直接法是合成气通过高温高压和贵金属催 化剂直接合成EG,目前此法仍处于研究阶段；间接法是利用合成气 先合成出某些中间产品（例如草酸二甲酯），再通过催化加氢制得EG, 这是目前及今后EG生产工艺发展的重点。
煤制乙二醇发展前景
传统的乙二醇生产方法是走石油化工路线，即由石油加工得到乙
烯，乙烯氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷进一步水合生产乙二醇，随着 世界石油资源的日渐短缺， 开辟新的工艺路线已成为当务之急，考
虑到我国的能结构是煤多油少，发展以煤炭为原料制取乙二醇的路 线，对于我国能源的合理利用、减少对石油的依赖、缓解乙烯供应量 不足都具有极其深远的意义。煤制乙二醇以煤为原料，特别是新引进 的国外先进的技术（日本宇部），通过羰化、加氢两步间接合成乙二醇， 该工艺的实施对推动我国煤制乙二醇规模发展、 自主创新具有积极的
意义。
1.可节约大量石油资源，符合国家煤代油的能源战略与以石油 为原料的传统工艺相比，煤制乙二醇技术的主要特点是以煤为原料， 如果全世界当前所产的近2500万吨/年乙二醇全部运用本技术生产 的，据测算每年可节约石油5000万吨左右，这相当于每年新开发一 个5000万吨以上的大油田，这将是个惊人的创举！如果目前国内乙二 醇市场缺口 800万吨/年全部采用本技术生产，可为国家每年节约 1600万吨石油资源。从表5—2里我们可以看出，国内煤制乙二醇的 厂家还很少，每年油头制乙二醇的产量也有所增加， 不利于我国煤资 源的开发利用，也不符合我国产业政策的调整，不能很好发挥我国的 资源优势，这对于我国来说是至关重要的，在国际化市场竞争中，我 们也很难处于优胜地位，利用好我国丰富的煤炭资源，就地发展煤制 乙二醇，提高新型煤化工技术，延长产业链，才应该是我国最终选择。
2 .具有低能耗、环保等特点，还可大幅降低乙二醇生产成本煤
制乙二醇技术以煤为主原料，采用羰化、加氢两步法，工艺流程短， 利用高效的催化剂，进行低压合成，能耗低，充分发挥我国富煤资源， 因此其生产成本比石油环氧乙烷水合法低 1500左右元/ t左右，该 工艺可实现CO资源综合利用，可充分利用废弃的CO资源（如合成氨 回收CO、炼钢转炉尾气等），有助于减少资源消耗，减轻环境污染， 符合节约能源、发展循环经济的政策，对于废液的处理，采用了两级 膜渗透和蒸发，达标排放，实现绿色环保，建设一个企业，造福一方 百姓，保持一片蓝天。
3 .提高国内乙二醇自给能力，缓解短缺局面近年来，随着我国 工业的大力发展，出口创汇逐年增加，国内的加工行业不断壮大，对 于聚酯的需求量很大，乙二醇需求急剧增加，已超过美国成为世界第 一大乙二醇消费国，由于国内乙二醇产 量不足，或者说是受国际石油价格的影响，油头生产乙二醇利润空间 小，使得国内乙二醇严重依赖进口，如能在富煤地区的省份大力发展 煤制乙二醇生产，利用先进的煤制乙二醇技术将为我国开辟一条低成 本、环保的生产路线，能有效地提高国内乙二醇自给能力，缓解短缺 局面，也可以使我国从一个乙二醇生产技术落后的国家变为技术领先 的国家。新型煤化工技术，更是世界上的先进技术，把固态煤转化为 石油替代化工产品和清洁能源，可在很大程度上提高能源利用率， 减 少碳化物、硫化物和氮化物的排放，有利于环保。煤制油、煤制天然 气、煤制烯烃、煤制乙二醇等为代表的新型煤化工产业发展前景良好。
1.4
1.4市场分析
2013年国际乙二醇分布概况欧洲 ^
2013年国际乙二醇分布概况
欧洲 ^南美 一业洲以及中东地区 -北美
截止到2013年底，据统计全球 乙二醇产能达到2922.1万吨。
其中全球71.55%勺产能主要集
中在亚洲以及中东地区，亚洲及中东乙二醇产能为 2090.8万吨。其
次北美地区乙二醇产能537万吨，占全球乙二醇总产能的18.38%第 三位的是欧洲地区，欧洲地区乙二醇产能为 226.7万吨，约占全球总
产能的7.76%南美乙二醇产能为67.6万吨，仅占全球总产能的2.31% 到2013年底，全球二乙醇总产能达到 2922.1万吨/年，全球平均开 工率在78%左右，预计今后几年，世界二乙醇的生产能力将以年均约 6.0%勺速度增长，到2014年总产能将达到3100万吨/年，世界范围 内乙二醇已呈现供应过剩的局面。由于美国、欧洲等地需求减少，生 产商将亚洲作为主要出口对象，中国乙二醇生产能力和产量不能满足 国内聚酯等日益增长的市场需求， 每年都需大量进口，且进口量呈逐
年增长态势，中国进口的乙二醇主要来自中东。
我国近年乙:醇进口量
国内市场分析
虽然我国乙二醇生产能力和产量增长较快，但仍不能满足国内聚酯等 日益增长的市场需求，每年都得大量进口，且进口量呈逐年增长态势。
年份
产量
逬口
自给率
2007
175
480
0. 267318
2008
179
521
S 256308
2009
170
582
& 226645
2010
S50
619
0.287687
2011
280
727
0.278054
2012
290
803
0.265203
2013
473
744
0.388761
2014
514
812
0, 387775
2015
514
931
0. 35676
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1000
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20.Q0K
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1CJOOS
5 00%
D.CO%
由上表可知我国乙二醇生产长期无法满足国内需求 ，每年需要大量
进口，最近10年我国乙二醇的对外依存度均大于 70%。我国是一 个能源大国，煤炭储量居世界第三 位，但石油、天然气等资源却相
对贫乏。其中，煤炭生产和消费量约占世界的50%左右。这种“富煤、 贫油、少气”的能源格局，决定了今后很长 时间内煤炭在一次能源结 构中的主导地位。并且我国超过95%的乙二醇用于生产PET因此, 国内乙二醇的发展与 PET工发展息息相关。我国是全球 PET生产大 国，PET产量占全球消费总量的比例超 50 % ,这种PET生产大国的 地位 决定了我国对乙二醇有巨大的需求量。但由于我国乙二醇原料 乙烯价格较高，导致国产乙二醇成本高，与进口产品相比，在价格方 面缺乏竞争力，因此，市场缺口非常大。
1.5本厂建设意义
目前全球乙二醇力中80%为石油乙烯法，20 %以石油伴生气乙烷为 原料，生产技术主要掌握在 SD, Dow和Shel公司手中。煤生产合 成气的 工艺已经工业化，且已经实现大型化生产。煤制乙二醇合成
气合成乙二醇技术，能有效利用我国丰富的煤炭资源，与油法相比有 一定化学优势，生产工艺更清洁。煤制法在我国已经有一定生产经验， 乙二醇产量和质量已经达到国家标准， 可以打破国外技术封锁，有利 于我国现代工业发展?如果要生产优质乙二醇，从装置大型化 的角度 考虑，由合成气生产甲醇，然后再由甲醇合成气制备乙二醇，是最易 实现大型化生产的路线，可以有效的改善我国石油资源短缺、 过分依 赖进口的现状，对于长期发展有裨益。
第二章建设规模
2.1建设原则
1） 符合国家经济发展计划 我国的国情是“富煤少油”，发展煤工艺更 符合我国国情
2） 市场需求 我国乙二醇市场供不应求，每年需要大量进口，且进口 量逐年增大
3） 原料价格 煤炭相对进口石油较为经济
4） 资金来源化工厂的初期建设需要投入大量的资金，因此生产规模 要以能和各种渠道提供的资金数量相适应而又不影响总的经济效益 为原则来确定
5） 其他因素 土地条件、政策支持、人力资源、设备条件等其他相关 因素都会对生产规模产生影响，需要综合考虑。
2.2规模确定
目前，国内外草酸酯法制取乙二醇（EG）技术还处于研究开发和示 范阶段，尚未完全达到商业化，因此很难保证会有很大的利润空间。
考虑到建设投资和生产消耗产生的巨大成本， 以及产品竞争力可能不 足，缺少相关的工业生产经验，故建设规模不适宜规定的太大。在之 后的研究改进中，如果利润可观则可以扩大生产规模。
因此本厂生产规模确定为年产 5万吨乙二醇（EG）。
第三章草酸酯法制乙二醇技术方案
31合成气制备乙二醇生产工艺流程
3.1.1工艺流程概述
草酸酯法制乙二醇，分两步进行，CO与亚硝酸酯气相催化合成
草酸酯，再由草酸酯加氢得乙二醇。该方法先利用醇类与 NO反应生
成亚硝酸酯，在贵金属催化剂上与 CO羰基合成得到草酸二酯，草酸
二酯再经催化加氢制得乙二醇。主要的反应如下：
贵金属催化剂
草酸酯合成 2CO + 2RONO （COOR” +
2NO
反应尾气的再生 2NO + 1/2O 2 + 2ROH 2RONO +
铜基催化剂
H2O
草酸酯加氢制乙二醇(COOR)
草酸酯加氢制乙二醇
(COOR)2 + 4H
(CH2OH)2 +
2ROHCa
2ROH
Ca
总反应式为:2C0 +
总反应式为:
2C0 + 4H2 + 1/20 它
(CH2OH)2 +
H2O
流程简述：首先有煤转化制的合成气，然后是合成气净化分离，
将合成气分离为C0和H2两个流股其中CO流股用于草酸二甲酯的 制备，H2流股用于草酸二甲酯加氢制的乙二醇。这里的 CO流股有 一个催化脱氢过程，目的是除去 CO流股里面少量的H2，防止后面 的CO与亚硝酸甲酯反应合成草酸二甲酯过程的金属 Pd催化剂的失 活中毒，这是因为H2容易吸附在金属Pd的表面占据催化剂表面的 活性中兴，导致催化剂活性降低甚至中毒。
然后是草酸二甲酯的制备过程。CO与亚硝酸甲酯在负载型金属 Pd催化剂上进行气相催化反应制备草酸二甲酯。这个过程不仅包括 这一步合成反应，还包括合成草酸二甲酯的分离提纯以及用于合成草 酸二甲酯的反应物之一的亚硝酸甲酯的再生过程。
最后是草酸二甲酯加氢制备目标产品乙二醇的过程。 由上一过程
合成制备的草酸二甲酯在催化剂上进行气相催化加氢生成产品乙二 醇，同时生成甲醇与少量其他副产物，如乙醇酸甲酯、乙醇、二乙二 醇、三乙二醇以及其他的化合物。甲醇需要分离用于亚硝酸甲酯的再 生。
由合成气制备乙二醇，除去以上提到的合成气的制备、净化及分 离过程，主要就是草酸二甲酯的制备和乙二醇的制备过程。
虽然按过 程的目的人为划分为两个过程，但它们之间的联系很紧密。原因是这 个合成系统中存在物流的循环。首先是亚硝酸甲酯再生与草酸二甲酯
合成装置间的NO的循环使用；然后是草酸二甲酯加氢后甲醇物流循 环返回亚硝酸甲酯的再生装置参与亚硝酸甲酯的再生反应； 还有草酸
二甲酯合成后用甲醇对产品进行冷凝吸收， 后面需要将甲醇与副产物
碳酸二甲酯进行分离，从而将甲醇循环用于冷凝吸收。所以由合成气 制备乙二醇的系统是十分复杂的，流程中带有多个循环，过程的设计 与模拟过程自然也比较复杂，对于具体的问题：恪进行合理的简化处 理。
第四章与社会及环境的和谐发展
4.1.与社会的和谐发展
4.1.1对环境保护和生态平衡的影响
该项目采用草酸酯加氢合成法生产乙二醇， 比传统技术的产出量 高，排放更小，属于推广的高新技术范畴，项目每生产1吨乙二醇比 传统方式生产节约0.5吨左右煤，且排放更少，符合国家节能减排的 要求。而且此项合成工艺只有百分之零点几的副产物， 还可以回收利
用，所以此项合成工艺对环境保护和生态平衡没有任何影响。
4.1.2对发展地区或部门经济的影响
该项目的建设符合国家产业政策和地区规划要求， 是一项利国利
民的技术，对当地的产业产品结构调整具有重大的示范和推动作用。
工厂建成之后，将创造近20亿的产值和1亿以上的财政税收入，对
经济和社会事业的发展能起到非常积极的作用
4.1.3对节约劳动力或提供就业机会的影响
企业在辽宁省大连市甘井子工业园区落户， 能直接在大连市招收 800名以上员工，为解决群众就业，帮助群众勤劳致富有很大的作用。
4.1.4对远景发展的影响
乙二醇目前在我国占70%以上需要进口，市场广阔，我们对该项 目采用草酸酯加氢合成法生产乙二醇。这项工艺很早就被研发出来， 但是并没有大规模使用到工业生产中， 所以还有很大的发展前景。以
及这项工艺比传统产出量高，可以解决我国70%以上乙二醇需要进口 的问题。
4.1.5对国防和工业配置的影响
2011年5月27日国家石油和化学工业联合会发布的 《石油和化 学工业“十二五”规划指南沖，将煤制EG列为“十二五”新型煤化工业 的重点发展方向之一。EG主要用来生产PET防冻剂及一些精细化 中间体，我国是全球PET生产大国，所以我国对EG有巨大的需求量， 我们这次的项目可以生产大量乙二醇， 而且没有污染，所以有利于我
国的工业发展。
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