乙二醇技術(shù)開發(fā)簡介簡化版解讀.ppt

1、，1，2009年6月16日，國家氣體凈化劑重點(diǎn)工業(yè)基地華碩科技股份有限公司湖北化工研究院合成氣制乙二醇技術(shù)簡介，目錄，1。乙二醇2的市場狀況。乙二醇合成的主要工藝路線。湖北化工研究院與五環(huán)一公司聯(lián)合開發(fā)的合成氣制乙二醇技術(shù)。乙二醇1.1乙二醇是一種應(yīng)用廣泛的重要化工原料。主要用作聚酯纖維(聚酯)的原料，并用于其它聚酯樹脂、不飽和聚酯樹脂和1730聚酯涂料；許多類型的表面活性劑可以衍生自乙二醇和聚乙二醇；它的二硝基化合物二硝基乙二醇是一種炸藥；乙二醇可以降低水溶液的冰點(diǎn)，所以它經(jīng)常被用作防凍劑。乙二醇的使用，聚酯纖維和聚酯包裝材料的快速發(fā)展，乙二醇已經(jīng)成為世界上消費(fèi)最多的多元醇。涂料聚酯樹脂、防

2、凍劑、聚酯纖維、包裝聚酯樹脂，1.2國內(nèi)乙二醇市場，2005年中國主要乙二醇生產(chǎn)廠家(單位：萬噸/年)，1.2國內(nèi)乙二醇市場，萬噸/年，進(jìn)口依存度高達(dá)73.11%，中國乙二醇生產(chǎn)能力不能滿足國內(nèi)市場日益增長的需求，每年據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年乙二醇消費(fèi)量超過700萬噸，其中進(jìn)口量超過480萬噸，而近年來，我國乙二醇的供需情況(萬噸/年)，2000-2005年間：乙二醇價(jià)格從2002年開始緩慢上漲；2004年，它顯示出急劇上升的趨勢。2004年，在經(jīng)濟(jì)和需求快速增長以及油價(jià)大幅上漲的推動(dòng)下，最高均價(jià)達(dá)到11720元/噸。2005年，國內(nèi)乙二醇價(jià)格降至8866元/噸，1.2國內(nèi)乙二醇市場。2006年至2

3、009年2月，石油化工路線中的石油乙烯經(jīng)氣相氧化制得環(huán)氧乙烷，再經(jīng)液相催化水合制得乙二醇。二、乙二醇合成的主要工藝路線，合成氣，直接合成路線，甲醇-甲醛路線和草酸酯路線。草酸鹽法是最深入的研究。草酸酯由一氧化碳?xì)庀啻呋铣?，然后由草酸酯加氫得到乙二醇。反?yīng)條件適宜。目前已有一種小型工業(yè)試驗(yàn)裝置，具有大規(guī)模工業(yè)化的前景。二是乙二醇合成的主要工藝路線石化路線，目前工業(yè)上乙二醇生產(chǎn)主要采用石油乙烯氣相氧化制環(huán)氧乙烷，然后液相催化水合制乙二醇的路線。然而，由于我國石油資源短缺，裂解制乙烯消耗大量石油，乙烯也是許多重要石化產(chǎn)品的原料。從未來中國石油資源減少的角度來看，在中國發(fā)展煤氣制乙二醇的方法具有重大

4、的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。二是乙二醇合成的主要工藝路線：合成氣路線，合成氣路線：羰基化：亞硝化氫化：總反應(yīng)配方：國內(nèi)外研究最深入，有工業(yè)試驗(yàn)裝置。二、乙二醇合成合成氣路線的主要工藝路線，煤氣化、煤、乙二醇、酯化、氨氧化、磷酸分離、草酸二甲酯合成、乙二醇合成及精制、乙二醇罐區(qū)、一氧化碳、二氯二氫氧烷(COOR)2 2NO、空氣分離、亞硝酸甲酯、H2、一氧化氮、(COOR)2 4H2 (CH2OH)2 2ROH、甲醇、副產(chǎn)物二醇/混合醇酯、副產(chǎn)物碳酸二甲酯(COOR)2、變換及低溫甲醇洗，國外研究進(jìn)展：聯(lián)合石油公司(UCC)提出1978年，日本宇部株式會(huì)社引進(jìn)亞硝酸鹽，選擇鈀/碳催化劑，建成60

5、00噸/年草酸二丁酯工廠。加氫工業(yè)試驗(yàn)未見報(bào)道。1986年，阿科公司開發(fā)了銅基加氫催化劑，未發(fā)現(xiàn)工業(yè)試驗(yàn)報(bào)告。二、乙二醇合成合成氣路線的主要工藝路線，國內(nèi)研究進(jìn)展：徐根輝，天津大學(xué)，完成了草酸二乙酯合成催化劑的模型試驗(yàn)中國科學(xué)院材料結(jié)構(gòu)研究所陳庚申于1978年開始研究，并完成了：貴金屬催化劑、常壓、140氣固催化合成草酸酯的中試。草酸酯加氫催化劑，轉(zhuǎn)化率99.8%，乙二醇選擇性95.3%(文獻(xiàn)數(shù)據(jù))，湖北化工學(xué)院三大關(guān)鍵催化劑的開發(fā)已進(jìn)行三年，效果顯著，催化劑性能明顯優(yōu)于國內(nèi)先進(jìn)樣品。同時(shí)，與中國五環(huán)公司合作，開展新技術(shù)和工程開發(fā)。二是乙二醇合成合成氣路線的主要工藝路線，二是乙二醇合成氣路線的

6、主要工藝路線，中國科學(xué)院藥物研究所乙二醇技術(shù)目前存在的主要問題：1)關(guān)鍵催化劑指標(biāo)不先進(jìn)，價(jià)格高；2)加氫催化劑采用銅鉻體系，鉻是一種嚴(yán)重的致癌物質(zhì)；3)沒有具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的大型工程公司參與工程開發(fā)，工程中存在很多問題；4)未考慮高濃度一氧化碳原料脫氫，易導(dǎo)致貴金屬羰基化催化劑中毒，影響催化劑使用壽命；5)產(chǎn)品分離工藝不先進(jìn)，產(chǎn)品乙二醇不符合聚合級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。第三章。湖北化工學(xué)院與五環(huán)公司聯(lián)合開發(fā)的合成氣制乙二醇成套技術(shù)開發(fā)模式：乙二醇中試廠、五環(huán)科技有限公司、湖北化工學(xué)院合作伙伴，關(guān)鍵設(shè)備(反應(yīng)器內(nèi)件除外)開發(fā)及工藝軟件包設(shè)計(jì)。中試裝置的融資和中試裝置建設(shè)的施工現(xiàn)場組織提供裝置和公共工程的基本信

7、息，負(fù)責(zé)中試裝置的日常生產(chǎn)操作，而原料氣脫氫、草酸酯合成和草酸酯加氫的專利催化劑的中試研究負(fù)責(zé)提出反應(yīng)器的工藝參數(shù)和技術(shù)條件。最終形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“合成氣制乙二醇技術(shù)”專利技術(shù)，為中國煤化工乙二醇合成路線提供技術(shù)支持。三是湖北化工學(xué)院與五環(huán)公司聯(lián)合開發(fā)了合成氣制乙二醇成套技術(shù)，湖北化工學(xué)院與五環(huán)公司開發(fā)了乙二醇成套技術(shù)優(yōu)勢：湖北學(xué)院是國家重點(diǎn)一氧化碳變換催化劑和氣體凈化器產(chǎn)業(yè)基地。合成氨、耐硫變換、精脫硫和貴金屬脫氫、脫氧和脫烷基等開發(fā)應(yīng)用技術(shù)的研究積累了30多年的經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)市場份額為50.70%，9種產(chǎn)品出口英國、美國和歐盟。貴金屬催化劑大型生產(chǎn)線(每天1m3)已投產(chǎn)10多年，積累了豐

8、富的催化劑大規(guī)模、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可隨時(shí)用于本項(xiàng)目新催化劑的大規(guī)模生產(chǎn)。本項(xiàng)目三種關(guān)鍵催化劑的開發(fā)已進(jìn)行了三年，效果顯著，催化劑性能明顯優(yōu)于國內(nèi)先進(jìn)樣品。湖北研究院與五環(huán)公司在“煤氣化合成聚合乙二醇新技術(shù)”項(xiàng)目開發(fā)中建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，并與國內(nèi)頂部反應(yīng)器設(shè)計(jì)與分離工程研究院合作解決該項(xiàng)目的關(guān)鍵問題。通過100噸工業(yè)試驗(yàn)，他們有信心開發(fā)出一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國際先進(jìn)水平的煤氣化合成聚合乙二醇的成套技術(shù)。第三章。湖北化工研究院與五環(huán)公司聯(lián)合開發(fā)的合成氣制乙二醇成套技術(shù)。合成氣制乙二醇成套技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)：羰基化催化劑(亞硝酸甲酯和草酸二甲酯)、原料一氧化碳脫氫催化劑、加氫催化

9、劑(TH-5選擇性脫氫催化劑的主要特點(diǎn)如下：1)它是一種多促進(jìn)劑的貴金屬催化劑，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；2)低溫下活性好。150-200，1.5-2.5% H2可脫除至100ppm，超過國內(nèi)先進(jìn)催化劑水平；3)高選擇性。一氧化碳的損失為0.3%，而國產(chǎn)先進(jìn)催化劑的損失約為0.8-1.0%。4)催化劑成本有所降低。該催化劑在實(shí)驗(yàn)室通過了一個(gè)月的小粒徑穩(wěn)定性試驗(yàn)，其活性穩(wěn)定且無變化。三種核心催化劑的發(fā)展進(jìn)展：草酸二甲酯合成用HDMO-1貴金屬催化劑；草酸二甲酯合成用HDMO-1貴金屬催化劑具有以下特點(diǎn)：是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多促進(jìn)劑貴金屬催化劑；很好的活動(dòng)。co和CH3ONO的單程轉(zhuǎn)化率高。100和130

10、的時(shí)空產(chǎn)率分別為550和620g/mlh，分別比國內(nèi)先進(jìn)樣品高25%和8%。高選擇性。粗產(chǎn)品DMO純度為99.5%，降低了DMO產(chǎn)品分離純化的難度，為聚合物級(jí)乙二醇產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)；催化劑的成本有所降低。該催化劑在實(shí)驗(yàn)室通過了一個(gè)月的小粒徑穩(wěn)定性試驗(yàn)，其活性穩(wěn)定且無變化。三種核心催化劑的開發(fā)進(jìn)展：HEG-1型草酸二甲酯加氫制乙二醇催化劑、CuSi和CuCr系列是草酸二甲酯加氫的主要催化劑，銅鉻系列在活性上稍有優(yōu)勢，但由于鉻的致癌性嚴(yán)重，國內(nèi)氮肥廠已淘汰了已使用數(shù)十年的鐵鉻系一氧化碳中溫變換催化劑(鉻含量僅為5-10%)，因此我們將重點(diǎn)研究三種催化劑。湖北化工學(xué)院與五環(huán)公司聯(lián)合開發(fā)的合成氣制乙二醇

11、成套技術(shù)三種核心催化劑的開發(fā)進(jìn)展：表1草酸二甲酯加氫催化劑對比，我們開發(fā)的HEG-1加氫催化劑與CuCr催化劑活性相當(dāng)，優(yōu)于2008年報(bào)道的國內(nèi)同類催化劑：一是在相同轉(zhuǎn)化率和選擇性下，操作溫度降低10%；其次，在190時(shí)，轉(zhuǎn)化率和選擇性都提高了30%左右。湖北化工研究院與五環(huán)公司聯(lián)合開發(fā)的合成氣制乙二醇成套技術(shù)的特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)：1)三種關(guān)鍵催化劑的主要指標(biāo)(轉(zhuǎn)化率、時(shí)空產(chǎn)率和選擇性)已趕上并超過國內(nèi)先進(jìn)水平，催化劑成本有所降低。2)催化劑的發(fā)展與乙二醇成套工藝技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合。關(guān)鍵反應(yīng)工程和分離工程委托國內(nèi)知名專業(yè)研發(fā)公司合作開發(fā)，五環(huán)公司進(jìn)行工程開發(fā)，確保合成氣制乙二醇成套新工藝技術(shù)的可靠性和先進(jìn)性。3)為關(guān)鍵催化劑開發(fā)三個(gè)特殊的工業(yè)反應(yīng)器，使催化劑能夠長時(shí)間高效運(yùn)行。開發(fā)新型高效分離技術(shù)，滿足聚合物級(jí)乙二醇的生產(chǎn)。湖北化學(xué)研究所：三個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵催化劑研究和試驗(yàn)已經(jīng)完成，主要性能指標(biāo)(轉(zhuǎn)化率、時(shí)空產(chǎn)率和選擇性)已趕上并超過國內(nèi)先進(jìn)水平，催化劑成本有所降低。華東理工大學(xué)：脫氫反應(yīng)器和草酸酯合成反應(yīng)器的基本設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。五環(huán)科技有限公司：