煤制乙二醇工業(yè)化技術(shù)大步向前

河南能源黔西化工年產(chǎn)30萬(wàn)噸煤制乙二醇裝置現場(chǎng)

“要做好煤炭這篇大文章，實(shí)現煤炭清潔高效利用，就要做好這篇文章中的重要章節——煤化工。”在日前召開(kāi)的中國（山西）國際清潔能源博覽會(huì )上，中科院福建物質(zhì)結構研究所應化研究中心主任、研究員、博士生導師姚元根介紹了煤制乙二醇技術(shù)的發(fā)展方向。

據了解，近年來(lái)，國家發(fā)改委、工信部等部門(mén)出臺了一系列文件，提出要利用先進(jìn)的加工手段，生產(chǎn)替代石化產(chǎn)品的清潔燃料，推動(dòng)現代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。煤制乙二醇技術(shù)正契合煤炭工業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，我國鼓勵發(fā)展煤制乙二醇技術(shù)。

發(fā)展煤制乙二醇技術(shù)符合我國煤炭資源的特點(diǎn)

據了解，乙二醇是非常重要的戰略性大宗化工基本原材料，主要用于生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二酯、防凍劑、不飽和聚酯樹(shù)脂以及潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑、炸藥等，是聚酯產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。乙二醇的市場(chǎng)容量?jì)H次于乙烯和丙稀，我國乙二醇消費量占全世界消費量50%以上，2018年已突破1300萬(wàn)噸。不過(guò)，我國乙二醇產(chǎn)能有限，長(cháng)期以來(lái)進(jìn)口依存度較高。

乙二醇有多種生產(chǎn)工藝，在所有生產(chǎn)路線(xiàn)里，石油制乙二醇和煤制乙二醇是工業(yè)化生產(chǎn)路線(xiàn)。如今，煤制乙二醇創(chuàng )新生產(chǎn)路線(xiàn)是以煤炭為原料，通過(guò)氣化生成合成氣后再制得乙二醇。主要生產(chǎn)方法有一步合成法、甲醇合成法、甲醛合成法和草酸酯加氫合成法等。

“在生產(chǎn)成本上，煤制乙二醇比石油制乙二醇路線(xiàn)有明顯優(yōu)勢。”姚元根表示，“煤制乙二醇跟同類(lèi)的煤化工路線(xiàn)相比，可以合成天然氣、甲醇、乙二醇、烯烴，經(jīng)濟效益好，二氧化碳排放量相對較少。”

近年來(lái)，國家發(fā)改委、工信部等部門(mén)出臺了一系列文件，鼓勵發(fā)展煤制乙二醇等煤化工技術(shù)，提出要利用先進(jìn)的技術(shù)加工手段，生產(chǎn)替代石化產(chǎn)品的清潔燃料，推動(dòng)現代煤化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)調發(fā)展。

“如今，煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在國際上實(shí)現了工業(yè)化。同時(shí)，煤制乙二醇符合我國煤炭資源豐富的特點(diǎn)，而且國內對煤制乙二醇的需求量也大。”姚元根說(shuō)。

在煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上，中科院福建物質(zhì)結構研究所是一個(gè)重要身影。憑借20多年的技術(shù)積累和與相關(guān)企業(yè)合作的經(jīng)驗，該研究所開(kāi)發(fā)了“萬(wàn)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(jiǎn)稱(chēng)煤制乙二醇）成套技術(shù)。

此項成果標志著(zhù)我國在世界上率先實(shí)現了全套煤制乙二醇技術(shù)的工業(yè)化應用，是一項擁有自主知識產(chǎn)權的世界首創(chuàng )技術(shù)。它的推廣應用將有效緩解我國乙二醇產(chǎn)品的供需矛盾，對國家的能源和化工產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生重要的積極影響。

上下游企業(yè)互相配合，共同解決現實(shí)問(wèn)題

“上世紀80年代，我們進(jìn)行小試。2005年與相關(guān)企業(yè)合作。2008年實(shí)現了萬(wàn)噸級工業(yè)試驗。2010年至今，我們已在河南建成了五套裝置。2016年年底，裝置規模已經(jīng)達到年產(chǎn)120萬(wàn)噸。2017年，幾套裝置全部實(shí)現了滿(mǎn)負荷運行，產(chǎn)出了乙二醇產(chǎn)品。”姚元根說(shuō)，這項技術(shù)引發(fā)了煤制乙二醇研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的熱情，市場(chǎng)上開(kāi)始出現多種煤制乙二醇技術(shù)。

2009年以后，煤制乙二醇工業(yè)化技術(shù)逐步走向成熟。對照新版工業(yè)用乙二醇國家標準，煤制乙二醇已經(jīng)大量地應用于PET聚酯行業(yè)，并且涌現出了一批煤制乙二醇配套技術(shù)。

不過(guò)，煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)存在很多問(wèn)題，如產(chǎn)品價(jià)格不穩定；煤制乙二醇產(chǎn)能擴張速度非?？?，而設備開(kāi)工率相對較低；煤制乙二醇技術(shù)在下游聚酯產(chǎn)業(yè)的應用相對較少；上下游企業(yè)對新標準認知度不同等。

此外，煤制乙二醇生產(chǎn)技術(shù)上也存在著(zhù)很多問(wèn)題。來(lái)自吉林石化公司乙二醇廠(chǎng)的郭邑曾指出，當前，雖然我國煤制乙二醇的生產(chǎn)已進(jìn)入發(fā)展高峰期，但生產(chǎn)過(guò)程中仍存在著(zhù)一些關(guān)鍵的技術(shù)難題，如催化劑的開(kāi)發(fā)、裝備制造水平不高，工業(yè)化應用不足，煤制乙二醇的純度不高，缺乏對應的精制技術(shù)，重要設備的工程進(jìn)展受限制。而且，煤制乙二醇的運輸成本、產(chǎn)品純度也會(huì )帶來(lái)很多影響。

“只有不斷讓技術(shù)進(jìn)步，才能保持我們已有的領(lǐng)先地位。”姚元根表示，如今，他們研發(fā)出煤制乙二醇新一代的核心催化劑，具有貴金屬含量更低、高效穩定、性能更好、制備成本下降60%等特點(diǎn)，實(shí)現氮氧化物等物料的高效利用，有效提高了乙二醇分離效率，工藝流程更加合理，反應物料得到充分利用，實(shí)現了較大幅度的節能降耗等。

姚元根指出，作為技術(shù)研發(fā)方，未來(lái)，在煤制乙二醇技術(shù)發(fā)展方向上，要對技術(shù)精益求精，不斷優(yōu)化催化劑，進(jìn)一步加強產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)率、純度等的研究。

工藝技術(shù)上，強化分離技術(shù)、供應技術(shù)，聚焦精餾技術(shù)及其配套的能效等。

市場(chǎng)層面上，要考慮到當乙二醇銷(xiāo)售價(jià)格較低時(shí)，原料成本、當地煤價(jià)、水資源使用成本、到生產(chǎn)廠(chǎng)家的運輸距離等因素對產(chǎn)業(yè)的影響。

“下一步，要思考如何讓廠(chǎng)家從抵制到接受。產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)要聯(lián)合起來(lái)進(jìn)一步開(kāi)展試驗，確保煤制乙二醇技術(shù)在聚酯行業(yè)里應用起來(lái)。建議建立應用試驗和產(chǎn)品檢測的國家級或者行業(yè)級的平臺，逐個(gè)分析煤制乙二醇產(chǎn)品，找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的雜質(zhì)。圍繞上下游企業(yè)鏈條，制定適合煤制乙二醇新的國家標準，或者完善2018年的國家標準。”姚元根說(shuō)。

“用好煤制乙二醇技術(shù)可以服務(wù)于我們國家的利益，可以讓煤炭替代石油，減少對海外的依存。相信在不久的將來(lái)，煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)將互相配合，共同解決好這些問(wèn)題。”姚元根說(shuō)。