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煤制乙二醇产业工艺路线之争

煤制乙二醇产业工艺路线之争

    以煤为原料生产乙二醇目前主要有两种工艺路线,一是甲醇制烯烃(同时生产乙烯和丙烯),由乙烯氧化制环氧乙烷,最后环氧乙烷水合法制乙二醇;二是煤气化制取合成气(CO+H2),由CO催化偶联合成草酸酯再加氢生成乙二醇。

    这两条路线目前都已实现规模化生产,如何选择需要从技术成熟度、投资门槛、成本、碳排放以及水耗等方面进行了对比分析:

    技术成熟度

    从技术成熟度看,煤基路线典型的甲醇制烯烃技术,每3吨甲醇可产1吨烯烃(乙烯/丙烯),再由乙烯制乙二醇,工艺稳定可靠。如宁波富德能源有限企业外购180万吨/年甲醇制烯烃项目,用其中30万吨/年乙烯制50万吨/年乙二醇,据悉该项目自2013年初投产以来,产品在长三角市场销售良好。

    同时国内煤合成气草酸酯路线的乙二醇工艺,在各方努力下不断完善并实现工业化应用,采用该路线生产的乙二醇产品质量获得在下游聚酯客户认可,其中新疆天业5万吨级示范项目,去年达到近90%的开工率。

    投资门槛

    从项目投资门槛看,国家发改委已明令禁止建设50万吨/年及以下煤经甲醇制烯烃项目,50万吨/年以上的煤制烯烃项目投资额巨大,典型的180万吨/年煤基甲醇制烯烃项目投资额在200亿元左右;如果以外购甲醇为原料,投资虽然可以降低很多,但原料成本难以控制。

    与之相比,同规模的草酸酯路线制乙二醇项目投资优势明显,30万吨/年合成气草酸酯路线制乙二醇项目投资仅为45亿元,投资门槛降低很多;如果以工业尾气为原料,不需要昂贵的煤气化和空分装置,则经济规模可以降低到6万-10万吨/年,投资门槛进一步降低。

    产品成本

    从乙二醇产品成本看,2013年新疆准东、内蒙古鄂尔多斯和安徽地区5600千卡烟煤平均吨价分别为120元、350元和600元,而华东地区乙二醇平均市场价7780元/吨。以此计算两种路线乙二醇送到华东地区的完全成本(含税),草酸酯路线因煤的费用在成本结构中占比较低,在低煤价条件下,其成本略高于甲醇烯烃路线;但随着煤价的上升,煤基甲醇烯烃路线成本开始反超,且煤价越高与草酸酯路线的成本差距也越大。

    环境效益

    从环境效益看,煤化工的碳排放主要来自两个方面,一是变换工段为了获得氢气,以一氧化碳和水反应,生成氢气和二氧化碳,二是自备燃煤电厂为获得蒸汽和电力的碳排。

    草酸酯路线和煤基甲醇烯烃路线生产1吨乙二醇的二氧化碳排放分别为9.2吨和8吨。

    水耗方面,煤制烯烃生产每吨烯烃耗水约30吨,而且在环氧乙烷水合制乙二醇过程中,也需耗水作为反应原料,以此计算每产1吨乙二醇耗水为19吨;而草酸酯路线煤制乙二醇的水耗为25吨。

    据悉,目前国内20多个煤制乙二醇商业化装置正处于建设和规划阶段。其中有2011年开工的贵州黔希煤化工30万吨/年项目,今年3月10日启动的内蒙古康乃尔化学一期30万吨/年项目;另有中石化[微博]湖北化肥和河南煤化洛阳两个20万吨/年项目处于试车阶段;这些项目均采用合成气草酸酯路线。据预测,2017年国内合成气草酸酯路线乙二醇总产能将达647万吨,煤(甲醇)制烯烃路线乙二醇产能不超过150万吨/年。

    煤制乙二醇技术路线

    直接法:以煤气化制取合成气(CO+H2),再由合成气一步直接合成乙二醇。此技术的关键是催化剂的选择,在相当长的时期内难以实现工业化。

    烯烃法:以煤为原料,通过气化、变换、净化后得到合成气,经甲醇合成,甲醇制烯烃(MTO)得到乙烯,再经乙烯环氧化、环氧乙烷水合及产品精制最终得到乙二醇。该过程将煤制烯烃与传统石油路线乙二醇相结合,技术较为成熟。

    草酸酯法:以煤为原料,通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H2,其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯,再与H2进行加氢反应并通过精制得到聚酯级乙二醇。该工艺流程短,成本低,是目前国内关注度最高的煤制乙二醇技术。

    目前国内宣布掌握煤制乙二醇技术的集合体主要包括:福建物构所、丹化集团、河南煤业集合体;天津大学、惠生工程、华本能源集合体;华东理工大学、上海浦景、淮化集团集合体;华谊集团等,此外还有日本高化学代理的宇部兴产、东华工程集合体。(卓创资讯)

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