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浅谈新一代煤制乙二醇

浏览次数: 日期:2018-12-17
浅谈新一代煤制乙二醇


浅谈新一代煤制乙二醇


石油、煤炭;乙二醇、煤制乙二醇技术、新一代煤制乙二醇技术,煤制乙二醇在聚酯行业的应用,这是多年来煤化工技术界和企业界共同关注的问题。随着中科院福建物构所姚元根研究员带领的中科院煤制乙二醇及相关技术重点实验室和中科院福建物质结构研究所煤制乙二醇技术研发团队推出煤制乙二醇工业化技术后,人们的认知已经发生了变化。

乙二醇是重要的、战略性的大宗化工基本原材料,市场容量仅次于乙烯和丙稀。乙二醇主要用于制造聚酯(可进一步生产涤纶、饮料瓶、薄膜)、炸药、乙二醛,并可作为防冻剂、增塑剂、水利流体和溶剂等。

近三十年来,我国大宗化工产品需求量与日俱增。然而,我国由石油路线生产的乙二醇产能不足,大量依赖进口(进口依存度在三分之二以上),严重制约了我国以乙二醇为原料的基础化工的发展,在聚酯领域更为明显。

目前全世界用石油生产的2000多万吨乙二醇,若都不以石油为原料生产,那么,每年可节省5000万吨石油,相当于一个大型油田的原油产量。人们都希望开发出一种不依赖石油资源、经济效益高的新的乙二醇生产技术路线。煤制乙二醇技术的思路早在上世纪八十年代就提出来了,不仅符合我国的资源特点(缺油、少气、煤炭资源相对丰富),而且生产成本低,所以一直受到中国煤化工产业界高度重视。

自1965年美国人Fenton首次提出醇类氧化羰化法制备草酸酯后,各国都在研发以合成气为原料制备草酸酯再加氢成乙二醇的工艺,也就是“煤制乙二醇”技术。1978年日本宇部兴产公司首先建成了一套年产6000吨草酸二丁酯的高压液相试验装置,其后又与美国UCC合作开发了常压气相合成草酸酯工艺,完成了模试和中试,但均没有实现工业化生产。在2008年前,国内也有多家研究机构开展了合成气制备草酸酯和乙二醇的研究,但都处于实验室技术和中试阶段,工业化试验一直没有成功。

中科院福建物构所自上世纪八十年代就开发了先进的煤制乙二醇成套技术及其催化剂技术,经多年努力,在2008年,中科院煤制乙二醇技术团队终于攻克了以煤炭代替石油(乙烯)生产乙二醇的关键技术,与企业合作成功开发了煤制乙二醇成套技术(第一代技术),并通过了由中科院组织的成果鉴定。

2009年在人民大会堂隆重举行了“世界首创万吨级煤制乙二醇工业化示范”新闻发布会,在国际上率先实现了煤制乙二醇技术的工业化,引领了世界煤制乙二醇技术的发展方向。此项成果分别获得了中科院杰出科技成就奖和科技成果转移转化团队突出贡献奖,被评为2009年度中国十大科技进展之一。

2008年以后,为解决第一代技术在工业化应用过程中存在的一些技术问题, 中科院福建物构所煤制乙二醇技术攻关组在国家多项重大研究计划的支持下,研发成功具有独立知识产权的“新一代煤制乙二醇技术”。相比于第一代技术,新一代煤制乙二醇技术进一步优化了工艺流程,加强了环保和安全控制,降低了催化剂贵金属负载量,催化剂性能显著提升,经济效益大幅提高。相关科研成果已申请国家发明专利64件,授权15件,形成了新一代煤制乙二醇技术的系统专利池,使这项技术继续领跑世界。

科研成果的终极意义在于应用。多年来,为了使新一代煤制乙二醇技术实施工业化,姚元根团队采取多种方式与企业开展合作交流与商谈。国家需求和国际新技术市场的竞争,让他们加快了技术成果工业化的步伐。姚元根自信地说:“如果我们研制的新一代煤制乙二醇工业化生产技术能迅速得到推广,将对我国能源安全和聚酯产业的发展产生重要的积极影响。”

姚元根告诉记者,实验室瞄准的是国家重大需求和世界煤化工技术发展前沿,研发的新一代煤制乙二醇及相关共性技术,持续引领国际煤制乙二醇技术的发展方向。我们还注重发展煤制乙二醇的技术延伸和产品延伸新技术,高效利用我国丰富的煤炭资源生产高附加值大宗化学品和精细化学品。2017年,实验室成功申请到国家重点研发计划项目“环保涂料用酯类单体与绿色溶剂高效制备技术”和“高附加值精细化工产品的多相纳米催化材料与工程化”项目,进一步开发煤制乙二醇技术相关的产业化新技术。姚元根透露,目前正在筹划省级工程技术研究中心,未来的目标是把实验室发展成国家级的工程技术研究中心。“在接下来的两三年时间内,我们将全力推进新一代煤制乙二醇技术的60万吨工业示范,并在2020年实现投产。”

当前,姚元根和他的团队的当务之急是进行新一代煤制乙二醇工业化推广,面对来自方方面面的压力和阻力,姚元根和他的研究和工程化团队都泰然应对,冷静处理。催化剂技术的应用是整个技术的核心,一直在不断地更新和完善。他们认为,在这么多的影响因素中,真正的挑战来自催化剂技术的可靠性,也就是我们自身的本领是否过得硬。

目前,我国的这项技术已较为成熟。但姚元根也提到,产品的应用尤其在聚酯行业中还存在市场认可问题。他说:“有些企业不太愿意用煤炭做的乙二醇,主要是因为行业固有的认知让他们怀疑产品质量。但时间可以证明一切,我们有明显的成本优势,且产品已经达到了国家优级品的技术标准。”

随着我们推出第一代煤制乙二醇技术,相继出现了多种国内外的同类技术,煤制乙二醇的技术市场也面临着激烈的竞争局面。目前,日本等发达国家也正在对煤制乙二醇进行研究,对此,姚元根表现得很谨慎:“在应用上讲,没有竞争的项目肯定不是好项目,这是个趋势。主要原因是全球工业上通用的环氧乙烷水合工艺制备乙二醇的成本高,严重依赖石油资源,世界各国都在寻找新的替代工艺。因此,我们要努力推广成熟的科研成果,抢占市场先机,同时,加强与企业间的合作,对现有技术进行不断升级,就能立于不败之地。”

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