煤制乙二醇技術 乙二醇是重要的化工原料和戰略物資，用于制造聚酯(可進一步生產滌綸、飲料瓶、薄膜)、炸藥、乙二醛，并可作防凍劑、增塑劑、水力流體和溶劑等。 “煤制乙二醇”即以煤代替石油乙烯生產乙二醇。中科院福建物質結構研究所憑借20多年的技術積累與企業聯手合作，成功開發了“萬噸級CO氣相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氫合成乙二醇” (簡稱“煤制乙二醇”)成套技術。 1技術工藝路線 目前國內以煤為原料制備乙二醇，主要有三條工藝路線: 1.1直接法：以煤氣化制取合成氣(CO+H2)，再由合成氣一步直接合成乙二醇。此技術的關鍵是催化劑的選擇，在相當長的時期內難以實現工業化。 1.2烯烴法：以煤為原料，通過氣化、變換、凈化后得到合成氣，經甲醇合成，甲醇制烯烴(MTO)得到乙烯，再經乙烯環氧化、環氧乙烷水合及產品精致最終得到乙二醇。該過程將煤制烯烴與傳統石油路線乙二醇相結合，技術較為成熟，但成本相對較高。 1.3草酸酯法：以煤為原料，通過氣化、變換、凈化及分離提純后分別得到CO和H2，其中CO通過催化偶聯合成及精制生產草酸酯，再經與H2進行加氫反應并通過精制后獲得聚酯級乙二醇的過程。該工藝流程短，成本低，是目前國內受到關注最高的煤制乙二醇技術，通常所說的"煤制乙二醇"就是特指該工藝。目前國內宣布掌握煤制乙二醇技術的集合體主要包括：中科院福建物構所、丹化集團、河南煤業集合體;天津大學、惠生工程、華本能源集合體;華東理工大學、上海浦景、淮化集團集合體;華誼集團等。此外還包括由日本高化學代理的宇部興產、東華工程集合體。 以30萬噸/年煤制乙二醇為例，具體的工藝流程和物料平衡如下圖所示。 2核心技術 主要的煤制乙二醇工藝是"草酸酯法"，即以煤為原料，通過氣化、變換、凈化及分離提純后分別得到CO和H2，其中CO通過催化偶聯合成及精制生產草酸酯，再經與H2進行加氫反應并通過精制后獲得聚酯級乙二醇的過程。 2.1核心催化劑 (1)兩代草酸酯合成催化劑 第一代傳統顆粒型氧化鋁負載的鈀系催化劑(工業使用催化劑)，鈀負載量為0.6%wt左右，草酸酯選擇性高達98.5%，催化劑時空收率大于700g/Lcat/h，壽命超過2年; 第二代整體型鈀系催化劑，在保證催化劑性能的同時，鈀負載量僅為0.15%wt，催化劑床層阻力大幅降低; （2）草酸酯加氫催化劑 高活性、高選擇性、高穩定性的Cu/SiO2催化劑原粉的工業規模制備; 第一代片狀加氫催化劑，具有高強度、高穩定性的特點; 第二代條形加氫催化劑(工業使用催化劑)，經過4700小時壽命評價，催化劑草酸酯轉化率100%，乙二醇選擇性大于95%，時空收率大于300g/Lcat/h，起始溫度185℃，平均溫升頻率在1.5℃/月，最高反應溫度可達245℃，預計壽命超過1.5年。 第三代整體型加氫催化劑進一步消除外擴散影響，催化劑活性及穩定性均大幅優于第二代條形加氫催化劑。 2.2核心工藝 (1)更高的草酸酯合成工藝壓力，降低系統體積;草酸酯合成循環過程操作彈性大，亞硝酸酯回收率高達95%，NO補充量低;采用NO直接補充，過程更加穩定，副產硝酸鈉，無廢水排放。 (2)獨有的低能耗聚酯級乙二醇產品分離方案：采用組分切割方式，僅使用4塔精餾即可獲得聚酯級乙二醇產品，較傳統乙二醇分離方案節能20%以上。 (3)更寬的原理規格要求：對于進料CO和H2要求更寬，濃度超過98%即可，對CO中CO2、CH4、N2，對H2中CO、CO2、CH4、N2均不做要求。 (4)草酸酯合成工藝路線產品多元化及草酸酯下游產品開發：目前正在開發的及已經開發成功的煤制乙二醇相關產品及工藝路線包括煤制燃料乙醇、合成草酸、碳酸二甲酯、碳酸二苯酯等。 (5)完備的分析監測方案：實現在線監測與工藝控制過程相結合，確保工藝穩定性的同時降低操作人員數量，避免人為操作失誤帶來的潛在危險。