煤制乙二醇项目建议书0827152846Word文档下载推荐.docx
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35.17%。
近几年,世界上有许多生产厂家准备新建或扩建乙二醇生产装置,新建或扩
建装置主要集中在中东和亚洲地区。
2006-2010年期间,沙特、伊朗和科威特将分别新增乙二醇生产能力249.9万吨/年、100.0万吨/年和64.0万吨/年。
另外,中国台湾省的南亚塑胶公司以及中国台湾人造化纤公司也将分别新增60.0万吨/年和34.0万吨/年的生产能力。
预计2008—2010年,世界乙二醇的总生产能力将以年均约9.7%的速度增长,至U2010年总生产能力将达到约2821.0万吨/年。
2005年世界乙二醇总消费量1605.5万吨,其中1356.6万吨用于生产聚酯,占总消费量的84.5%(包括聚酯纤维、聚酯膜和其他PET树脂),167.0万吨用
于生产防冻液,占总消费量的10.4%,其余10%的乙二醇用于其它用途。
全球乙二醇供求基本保持平衡,世界各地区乙二醇供需不平衡,2005年世
界乙二醇总进口贸易量803.8万吨。
其中,中东和北美是乙二醇最大的出口地区,出口的乙二醇主要供应亚洲地区,沙特几乎将其生产的乙二醇全部用于出口,而
加拿大将其总产量的70%用于出口,其乙烯原料成本较低,致使乙二醇产品在国际上具有较强的市场竞争力。
中国是世界上最大的乙二醇进口国,2005年进口
数量占世界总贸易量的25%。
2005年世界主要地区乙二醇供需情况见下表。
表29-12005年世界主要地区乙二醇的供需情况表单位:
万吨
地区
生产能力
产量
开工率
进口量
出口量
表观消费量
亚洲
625.7
578.9
92.5
576.8
148.6.
1007.1
北美
521.1
442.1
84.8
51.5
183.7
309.9
中东
339.3
320.0
94.3
15.9
292.8
43.1
西欧
172.8
147.4
85.3
136.5
114.7
169.2
中东欧
81.6
71.3
87.4
4.0
34.5
40.8
中南美洲
38.7
33.4
86.3
18.8
16.8
35.4
世界合计
1779.2
1593.1
89.5
803.8
791.1
1605.5
预计今后几年世界乙二醇的消费量将以年均4.8%的速度增长,2007年总消
费量将达到1750万吨,其中北美地区的年均增长率为3.8%,西欧地区的年均增长率为1.8%,中东地区的年均增长率为18.9%,亚洲地区的年均增长率为6.2%,2010年世界乙二醇的总消费量将达到约2100多万吨。
生产能力的增长率高于需求增长率,开工率将下降到75.5%。
(2)国内市场分析
我国乙二醇的工业生产始于20世纪60年代,一开始采用的是传统的氯乙醇水解法,此方法能耗大,产品纯度差,生产成本高,污染严重,技术落后,不适合大规模生产。
20世纪70年代以后,随着我国石油化工的崛起,我国乙二醇的生产得到了迅速发展。
截止到2006年底我国乙二醇已发展到生产企业12家,总生产能力达169.8万吨/年。
由于目前我国乙二醇的生产能力和产量不足,因而上海石油化工公司、扬子
石油化工公司、辽阳石油化纤公司、四川乙烯、茂名石油化工公司、镇海炼化、天津乙烯等多家企业准备新建或扩建乙二醇生产装置。
如果这些装置均能按计划投产,预计到2008年我国乙二醇的总生产能力将达到约250.0万吨/年,2010年生产能力将达到约400.0万吨/年,将在一定程度上缓解我国乙二醇的供需矛盾。
虽然我国乙二醇的生产能力和产量增长较快,但随着我国聚酯工业的快速发展,我国乙二醇的消费需求不断增增加,国内产品仍不能满足日益增长的消费需求,每年都需从国外进口大量的乙二醇及下游产品,平衡国内需求。
且进口量呈
持续增长趋势。
1995年我国乙二醇表观消费量65.69万吨,2000年增长到195.7万吨,1995-2000年年均增长率24.40%;
2006年表观消费量达到560多万吨,2000-2006年年均增长率约为19.21%。
近年我国乙二醇供求平衡见下表。
表29-2近年我国乙二醇供需状况表单位:
年份
自给率
2000
90.75
104.97
0.015
195.71
46.37
2001
80.75
159.71
0.23
240.23
33.61
2002
90.61
214.57
3.19
301.99
30.00
2003
96.93
251.61
2.34
346.20
28.00
2004
94.91
339.10
2.58
431.43
22.00
2005
110.08
400.03
1.28
508.83
21.63
2006
156.0
406.00
562.0
27.7
2006年我国消费乙二醇约560多万吨,主要用于生产聚酯,占乙二醇消费总量的90%以上,主要消费地区为东部沿海省市,特别是聚酯生产集中的江浙地区消费量最大,防冻剂及其它精细化工产品对乙二醇的需求量仍较少。
根据中国聚酯协会预测,2008年我国聚酯的产量将达到约1730.0万吨,对乙二醇的需求量将达到约605.0万吨;
2010年聚酯的产量将达到约1900.0万吨,届时对乙二醇的需求量将达到约665.0万吨。
加上在防冻剂以及其他方面的消费量,预计2008年我国对乙二醇的总需求量将达约636.0万吨,2010年总需求量
将达到约710.0万吨。
而目前我国乙二醇的总生产能力只有169.8万吨/年,2008
年和2010年的总生产能力也分别只有约250.0万吨/年和400.0万吨/年,即使装置开足马力满负荷生产,产量也不能满足国内实际生产的需求,仍需要大量进口,因此,乙二醇在我国具有很好的发展前景。
3•生产规模及产品方案
(1)生产规模及产品方案
根据煤基乙二醇技术进展程度及经济规模等综合考虑,确定本项目乙二醇的
生产规模为20万吨/年。
(2)年操作时间:
8000小时
4.工艺技术方案
(1)工艺技术简介
直接水合法
环氧乙烷直接加压水合法是当今世界上生产乙二醇的主要方法,占该技术市场份额较大的公司主要是Shell、Dow和SD三家,目前这三家技术的生产能力合计占总生产能力的91%。
乙二醇(EG)和环氧乙烷(EO)生产技术发展到现在,总体上工艺流程已趋于完善,因此各公司都在致力于研究提高EO氧化反应催化剂选择性和乙二醇水合反应选择性,以进一步降低乙烯消耗和简化流程。
Shell公司和SD公司、DOW公司的EO/EG工艺技术和流程基本相同,即采用乙烯、氧为原料,在银催化剂、甲烷致稳剂、氯化物抑制剂存在下乙烯直接氧化为EO,继而EO与水以一定摩尔比在管式反应器内进行水合反应生成EG,
EG溶液经蒸发提浓、脱水、分馏,得到EG及其它二元醇副产品。
此外整个
工艺还设置了与其生产能力配套的空分装置、碳酸盐的处理、废气废液处理等系
统。
三家公司专利技术的主要区别在催化剂、反应和吸收工艺以及一些技术细节上。
我国的乙二醇生产全部采用进口的水合法技术,其中SD技术的有6家企
业,SHELL技术的有4家,另外两家分别采用UCC技术和BASF工艺。
催化水合法
针对直接水合法耗水高、选择性低、能耗高等不足,世界上许多公司进行了
环氧乙烷催化水合法生产乙二醇技术的研发工作,可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两种,其技术的关键是催化剂的生产,其中最有代表性的是Shell
公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法。
Shell公司早期曾采用氟磺酸离子交换树脂为催化剂,在反应温度为75〜
115C、水与环氧乙烷的重量比为3:
1〜15:
1时,乙二醇的选择性为94%,缺点是水比仍然很高,而且环氧乙烷的转化率仅有70%左右。
Shell公司自1994年报道了季铵型酸式碳酸盐阴离子交换树脂作为催化剂进行环氧乙烷催化水合工艺的开发,逐渐加大了环氧乙烷催化水合制乙二醇工艺的研究和开发力度,1997
年又开发出类似二氧化硅骨架的聚有机硅烷铵盐负载型催化剂及其催化下的环氧化物水合工艺,2001年Shell公司又开发出负载于离子交换树脂上的多羧酸衍生物催化剂。
最近该公司又成功地开发出第一代水合催化剂S100,并完成了
催化剂筛选、单管评价、中试以及40.0万吨/年环氧乙烷水合装置的工艺设计。
近期可能在日本装置上实现工业化生产。
UCC公司早期使用含Mo、W或V等多价态过渡金属含氧酸盐催化剂进行催化水合技术的研究。
如含(HV2O7)3-、(VO3)-、(V2O7)4-、(VO4)3-、钼
酸根、偏钼酸根或钨酸根等的盐类。
阳离子为碱金属、铵盐、季铵盐或季磷盐等。
该类催化剂可以单独使用,也可以负载在氧化铝、氧化硅或分子筛等惰性载体材料上。
这些催化剂对于提高转化率、降低水比及提高选择性均有利,但催化剂易产生流失,从而增加了不必要的分离提纯步骤,同时也对产品的质量造成不利影响。
针对水溶性V、Mo、W催化剂流失的问题,UCC公司又开发出具有水滑石结构、水热稳定的混合金属框架催化剂。
在水/环氧乙烷的摩尔比为5〜7,反应温度为150C,压力2.0MPa条件下,环氧乙烷的转化率达到96%,乙二醇的选择性为97%。
国内大连理工大学、中国石化上海石油化工研究院、中国石化北京燕山石油化工研究院和南京理工大学等都在催化水合催化剂方面进行大量研究开发工作,其中大连理工大学和中石化抚顺石油化工研究院合作开发的杂多酸复合催化剂,在水和环氧乙烷摩尔比为5:
1时,EG收率为96%。
此外,华东理工大学与中石化北京石化工程公司、北京燕山石化公司联合进行了反应精馏的研究。
尽管许多公司在环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术方面做了大量的工作,大大降低了水比,提高了环氧乙烷的转化率和乙二醇的选择性,但在催化剂制备,再生和寿命方面还存在一定的问题,如催化剂稳定性不够,制备相当复杂,难以回收
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