摘要:当前,随着我国化工产业的快速发展,对乙二醇产生了极大的需求,从国外进口乙二醇的量日益增加。如何促进我国乙二醇产业发展,本文采用草酸酯法煤制乙二醇,对草酸酯催化加氢制乙二醇技术开发进行总结和思考,为促进我国草酸酯法煤制乙二醇技术发展的提供有益的思考。
关键词:煤制 乙二醇 生产工艺 市场分析
乙二醇(ethylene glycol,简称 EG)是一种无色无臭的重要有机化工原料,主要用于生产聚酯,还可用于生产非离子表面活性剂、增塑剂、化妆品、防冻剂、炸药等,以及用作分析试剂、电容器介质等,用途十分广泛。我国 90 %的乙二醇用来生产聚酯,近年来,随着聚酯、化纤行业的迅速发展,乙二醇的产量和消费量逐年增大,但我国乙二醇基本采用石油为原料生产,乙烯法乙二醇一般由石油石化公司乙烯下游联产,受技术和乙烯产量限制,生产能力严重不足,从 2005 年至 2015 年乙二醇的对外依存度一直维持在 70 %左右,乙二醇自给率在 2013 年才达到 30 %,因此供需矛盾极为突出。
1 煤制乙二醇
使用煤炭成产乙二醇,完全符合了我国目前的国情,当前,我国的石油资源与燃气资源较紧缺,但煤炭资源比较的丰富。使用这一能源进行乙二醇的生产主要分为直接法与间接法。所谓的直接法使用的催化剂一般是铑的羰基络合物。世界上一些先进的国家对这一技术研发与使用较广泛,它主要是在高压的条件下进行液相的反应,乙二醇的选择性在百分之七八十左右。这一条件比较的严苛,还会产生大量的甲酸酯,所以乙二醇的生产效率与选择性就会很低,达到供应化的生产还有有一定的问题。这一技术的实现条件较为严格,需要在压力10MPa已上进行,还需要成本很高的铑作为催化剂,所以以后的研究方向就是要对催化剂与助剂进行研究,这样可以降低成本,改善生产严苛的条件。
2 煤制乙二醇的现状
2.1 煤制乙二醇的市场环境
目前,全球工业乙二醇市场中处于饱和的状态。但是国家之间的供求关系也是不一样的。对于乙二醇的提取主要是在石油和煤炭资源中。所以这两种能源的分布决定了不同国家的乙二醇生产能力。目前产量最多的属于亚洲,煤制乙二醇的生产主要是我国、北美和一些欧洲的国家。从我国的发展来看,我国对于乙二醇需求量逐渐的增加。
2.2 煤制乙二醇的技术
煤质乙二醇技术在我国以及国外都被普遍的使用,这一技术的研究时间很短,但是研究的力度很大,后期的发展也很快。国外对于煤制乙二醇技术的使用主要是通过合成气-草酸酯-乙二醇的生产工序,这一方法的使用具有很多的优点,工序操作比较简单,反应的时间也很快,能够在很短的时间内实现很大的进步。但是我国在煤制乙二醇技术上主要还是使用草酸酯实现合成。根据我国的发展现状很多的研究机构也在加强相应设备的使用研究。并在不断的调试中,距离真正的机械化生产还是有一定差距的。我国相关的技术也在逐渐的完善中,设备也随着科研逐渐的更新。
2 煤制乙二醇生产工艺分析
2.1 甲醛生产工艺分析
在煤制乙二醇生产的过程中,所用到的方式方法有很多,甲醛法就是其中非常重要的一项技术形式,该技术主要分为:甲醛羰化法、甲醛氢甲酰化法等内容,下面就针对这几个方法进行了简要的分析和阐述:
(1)甲醛羰化法。该方法主要是用煤炭、甲醛、CO为生产的原材料,并且在硫酸、氢氟酸等催化剂的作用下,从而产生羰基乙酸。同时,在煤制乙二醇生产的过程中,与甲醇进行有效的融合,通过酯化进一步形成煤制乙二醇。其实,在利用该方式进行煤制乙二醇生产的过程中,主要是利用大量的催化剂,这样对其环境的质量,以及相应的生产设备,造成严重的影响。
(2)甲醛氢甲酰化法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该方式主要利用煤炭、三聚、多聚甲醛、CO、H 2 等材料,并且以铑为活性剂,将三苯基膦作为主要的产生催化剂体系。同时,在煤制乙二醇生产的过程中,通过利用醇醛经过气固相加氢的形式,从而生成煤制乙二醇。但是,在利用该方式进行煤制乙二醇生产的过程中,其中的一些原材料的价格相对较好,其成本不是很好控制,具有两步催化的反应。
2.2 煤气生产工艺
在煤制乙二醇生产的过程中,煤气生产技术作为非常重要的一项技术形式,其主要分为三个方面,下面就对这三个方面,进行了简要的分析和阐述:
(1)在煤制乙二醇生产的过程中,可以利用煤气制取合成气的形式。同时,在煤制乙二醇生产的过程中,再由合成气与催化剂的融合和反应的作用下,从而形成乙二醇,对煤炭能源进行了合理的利用。
(2)在生产的过程中也可以利用甲醇的形式,通过合成气的融合形成乙烯,利用乙烯氧化生产环氧乙烷。另外,在煤制乙二醇生产的过程中,通过利用环氧乙烷生成乙二醇,加强了对能源的利用,降低了煤制乙二醇发展中存在的风险。
(3)通过利用煤气化制取合成气的形式,与CO催化剂进行有效的融合,形成草酸酯,再加上氢催化剂的作用下,从而形成乙二醇。在煤制乙二醇生产的过程中,通过利用该方式,可以有效的降低了生产的成本,提升相关行业的经济效益。
3市场分析
3.1产品级别问题
在我国使用的乙二醇主要是应用于聚酯的生产中,其中有90%都是用于聚酯的消耗。当前我国只有少数的企业对于乙二醇的生产达到了聚酯使用的标准,适用于项目中下游的生产中。其他企业的乙二醇的生产主要处于冷冻的阶段,只适用于树脂与防冻液的生产。使用煤炭进行生产的乙二醇达不到聚酯生产使用的标准,这样就给市场的供给带来了影响,对工业企业的收益也产生影响。
3.2 市场竞争
在世界工业的发展中对于乙二醇的生产主要还是依靠石油为主,使用煤炭进行乙二醇的生产作为市场上乙二醇生产方法的补充,面临着很大的挑战与竞争。近些年,国际上石油的价格抓紧的下降,从而使中东地区对于乙二醇的生产规模与数量猛增。这样就使乙二醇的市场价格逐渐的降低,占据乙二醇市场的很大比例。当前我国在聚酯生产的能力与数量上首屈一指,所以对于乙二醇的使用需求量逐渐的增加,但是目前我国的聚酯工业主要分布在东南沿海的城市中,占全国总产能的一半以上,但是对于这些地区而言,煤炭的储备量很少,没有在煤制乙二醇中占据优势。煤制乙二醇主要的生产原料就是煤炭,而这一项目的主要生产基地确实在西北以及华北等煤炭资源丰富的地区,如果将煤炭从华北、西北地区销往东南沿海城市就会枣好吃呢过运输成本的大大增加,运输的难度也很大。从而导致乙二醇成本的增加,降低了其竞争的实力。
3.3 风险分析
在我国使用煤炭进行乙二醇的生产技术不厚完善,其中还存在很大的弊端与风险,在企业的生产中如果进行盲目的投产就会带来很大的风险。对于我国新建的乙二醇项目需要对其产品的资源与产品的质量进行充分的研究并结合市场的使用要求,投资企业全面的进行分析,找出其中的弊端与问题。要努力做到利用现有的专业技术,降低工业生产的成本,提高企业的竞争实力,对投资项目保持谨慎,有序的完成煤质乙二醇项目的实施。
4 结语
综上所述,随着我国工业企业的不断发展,加强对其施工技术与施工工艺的研究,对工业的发展具有重要的意义。在工业生产中通过煤炭进行乙二醇的成产符合我国的发展国情,对我国的工业企业中更具优势。目前我国煤制乙二醇的研究技术还有很大的进步空间,需要相关的技术人员不断的提高研究的力度,完善这一技术的使用,为工业生产提供更多的帮助,也有利于我国整体经济的进步。
参考文献:
[1]贺俊海,黄集钺,石呜彦,等.乙二醇合成技术研究[J].化工中间体,2016(1):59-61.
[2]崔海涛,杨勤勤.国内煤制乙二醇生产现状及发展建议[J].山东化工,2017,46(02)44-45,51.
[3]贺俊海,黄集钺,石呜彦,等.乙二醇合成技术研究[J].化工中间体,2009(1):59-61.
[4]崔海涛,杨勤勤.国内煤制乙二醇生产现状及发展建议[J].山东化工,2017,46(02):44-45,51.
论文作者:杨藏军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/13
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