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姚元根:推进煤炭资源清洁高效利用煤制乙二醇技术的发展方向

发布时间:2021-10-09 人气:

本文摘要:前进煤炭资源洗手高效利用,煤化工产业中一个最重要方向就是煤制乙二醇。煤制乙二醇的特点,第一个特点在国际上首度构建了工业化。第二,煤制乙二醇贴近我国资源特点。 第三,需求量大,5年内可追加40套生产装置,空缺800万吨市场需求缺口。中科院福建物质结构研究所应化研究中心主任、研究员、博士生导师姚元根不作为题《煤制乙二醇技术的发展方向》方面的演说。

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前进煤炭资源洗手高效利用,煤化工产业中一个最重要方向就是煤制乙二醇。煤制乙二醇的特点,第一个特点在国际上首度构建了工业化。第二,煤制乙二醇贴近我国资源特点。

第三,需求量大,5年内可追加40套生产装置,空缺800万吨市场需求缺口。中科院福建物质结构研究所应化研究中心主任、研究员、博士生导师姚元根不作为题《煤制乙二醇技术的发展方向》方面的演说。以下为讲话国史:中科院福建物质结构研究所应化研究中心主任、研究员、博士生导师姚元根:我想要中央把能源革命综合改革试点放到山西,之所以放到山西,是因为山西是我们国家的能源大省,之所以是能源大省,我们很确切就是因为煤炭,不是因为其他的原因,所以我们就是要作好煤炭这个文章。

那么煤炭的洗手、高效和绿色的利用,就是我们现在煤化工,就是我们作好煤炭这篇文章最重要的一个章节。所以我今天的讲话主要是环绕着新型煤化工技术,也就是煤制乙二醇技术,在这个方面跟大家展开共享。

下面我们这样从几个方面来展开我的讲话:乙二醇是十分最重要的战略性的大宗化工基本原材料,市场容量次于乙烯和丙稀,我国消费量占到全世界50%以上,2018年早已突破1300万吨,我们国家有十分极大的技术,我国生产能力很受限,长期以来进口依存度是67%。乙二醇目前的价格也是要引发大家的留意,目前价格只有4500元/吨,乙二醇人都很明白,为什么8000块钱降至4500?乙二醇的主要生产路线。第一条路线回头的是原油、石脑油、乙烯,第二条路线是伴生气、乙烷、乙烯、环氧乙烯、乙二醇;第三条路线是煤(天然气、合成气、甲醇、烯烃。

所有路线里,目前只有石油路线和煤制乙二醇路线是工业生产的一个路线。那么这一条路线怎么来作?第一是煤变化、分离出来,区别于合成油、区别于甲醇,这几条路线都是经过甲醇的,而煤制是不经过甲醇的。这是2015年的时候有东方证券对石油路线和煤质乙二醇的成本对比。在生产成本方面,煤制乙二醇比石油路线具备显著的优势。

除了石油路线比起,煤制乙二醇可以跟同类的煤化工路线比起,第一个制备天然气、甲醇、乙二醇、烯烃,经济效益好,每吨产品废气的二氧化碳也是最多的。这个技术我们国家长年推崇煤制乙二醇技术开发,我们是利用我们国家比较非常丰富煤炭资源,生产我们国家供不应求的乙二醇。

仍然以来,这几年国务院和发改委、工信部出有了一系列的文件,希望、发展煤制乙二醇的技术,这一系列煤化工,我们国家明确提出来要使用先进设备的技术、加工手段,生产替代石化产品和洗手燃料,推展现代化煤化工协调发展,煤制乙二醇技术与众不同我们国家发展的特点。我总结煤制乙二醇的特点,第一个特点在国际上首度构建了工业化。

第二,煤制乙二醇贴近我国资源特点。第三,需求量大,5年内可追加40套生产装置,空缺800万吨市场需求缺口。第二方面,我们技术和产业的发展历程。

这个技术是在1965年的时候,由美国的专利,乙二醇和一氧化碳可以制备,是革命性的,变为碳减少的反应,这个反应在低的压力下面反应的,后来日本人发明者了氮氧化物的液体,叫MeONO,Org演化,使得我们一氧化碳和乙醇需要在常压情况下再次发生反应,把这个技术大大了提高了一步,这方面是日本人明确提出来的。目前煤制乙二醇,是一个两步法的煤制乙二醇技术路线,第一步是由一氧化碳、甲醇、氧气。

第二部分氢气再次发生反应,也是目前主要的供应路线。这个技术原理是在上个世纪90年代明确提出来的路线,有草酸酯制备催化剂、甲醇催化剂等这些催化剂。我们所在80年代,我们小试、模试,2005年与企业合作,2008年构建了万吨级工业试验,中试已完成以后,我们在通辽辟了20万吨级,2010-至今,我们在河南已竣工了五套装置。

这是统计资料到2016年年底时候的一个情况,我们装置早已竣工了120万吨。我们的技术引起了全世界煤制乙二醇研发和产业化热情,市场上有多种煤制乙二醇技术,但是我们是第一家构建了产业化,这个是我们工业化以后煤制乙二醇技术月研发一起。在有数工业化项目,我们所赚的生产能力占比也是最低的,直到2017年,我们最重要的装置,六套装置全面实现了满负荷,全部获得了乙二醇产品。

但是,技术只有不断进步才能维持我们有数的领先地位,我们也看见早已多元化第一代技术还不存在着很多问题,在技术方面都有必须有一点改良的地方。2008年之后,我们解决问题了一系列的关键科学和技术问题,之后引导技术的发展方向,构建了几乎知识产权的煤制乙二醇技术。

那么,我们对新的催化剂,特别是在是三种核心催化剂都展开了模式实地考察,最较短1000个小时,最久将近5000个小时,展开了寿命实地考察。随后我们在2013年,我们有上海具备竞争性和商业性推展价值,建议更进一步减缓技术的中试和工业化。

随后我们有飞科的组织论证,2015年在洛阳院有了项目设计,在2016年10月正式成立贵州鑫醇能源科技发展有限公司,技术大股东,投资人以现金大股东,我们技术占到40%,投资人占到60%,重新组建了这家公司。随后在2017年,我们中试项目开始施工,这个9月份,2017年9月份构建了中交,2018年9月份已完成了技术标定。新一代技术有几个方面的优越性:第一项是三种催化剂。这三种催化剂分别是异构化净化催化剂、制备催化剂、氢化催化剂,使得我们每吨300块钱到大于100块钱。

第二个是我们精馏+导电的技术,在新一代技术中,我们用分开的精馏,就需要获得技术。第三个方面我们现在用新一代技术乙二醇生产成本每吨可以减少到4900元/吨,国际抨击了价格,但我们技术利润依然有空间。与国内外同类技术比起,新一代技术优点如下:第一个方面是催化剂、三种催化剂高效平稳、贵金属含量更加较低,性能更佳,制取成本上升60%。

第二个方面是工艺,独有的水解酯化技术、熟硝酸还原成技术,构建氮氧化物等物料的高效利用。第三个方面是分离出来技术,使用分离出来的技术有效地提升了乙二醇分离出来效率。第四个方面是经济性,在技术优势方面工艺流程更为合理,反应物料获得充分利用,我们构建了较为大幅的节能降耗,并强化了安全性和环保方面的技术优化;在资源优势方面,项目所在地贵州省兴仁县具备非常丰富的煤炭和水资源,煤炭热值低(平均值5500大卡),全国低于的电价约0.35元/度。

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综合这几个方面,融合贵州当地的煤炭资源,贵州煤炭资源认同没山西多,我们综合这几个优势,我们新一代技术在市场上面有更佳的竞争性。煤制乙二醇技术目前面对的问题和挑战。2009年后,工业化技术逐步成熟期,对照工业乙二醇2018版标准,煤制乙二醇早已大量地应用于PET聚酯行业,兴起了一批煤制乙二醇的配套技术。

我们同时看见煤制乙二醇不存在很多问题:第一方面是紫外利用亲率。经过十年时间较为解决问题了这个问题,好的技术可以必要经过精馏获得紫外利用亲率产品,认同是分开精馏登记的产品,具备更佳的竞争优势。第二个方面是乙二醇价格。在2017年,乙二醇销售价格还在8500块钱/吨,国际上有一些事例影响,认同是有关系的,对这个技术明确提出更高拒绝,在乙二醇销售价格在8000元左右的时候所有的煤制乙二醇都需要,但是现有情况下面,我们可以看见如果乙二醇销售价格在4500元,什么技术可以上?什么技术无法上?这是我们必需要考虑到的问题。

第三个方面,我们目前生产能力扩展十分慢,据石化联合会统计资料,到现在为止,我们早已立项的多达了1500万吨,这个数字十分极大,煤化工技术通过最少1万吨是1个亿,我们国家在这几年要投放1500亿,做到装置这么多,但是我们可以看见2018年我们的乙二醇,特别是在是煤制乙二醇开工率只有51%,这里面大家可以分析,开工率为什么这么较低?这里面什么原因,大家应当是比较清楚的。第四个方面,煤制乙二醇技术在下游聚酯产业的应用于,煤制乙二醇生产企业也是十分负责任,针对这些问题,我们再行研制成功解决问题了,目前技术厂家早已拒绝接受我们的煤制乙二醇技术,但是上、下游企业对我们新标准认知度还是不一样的。为此,今年年初和上个星期,我们工信部的组织了一次专门的研讨会,专门对煤制乙二醇技术和煤质乙二醇产品应用于进行了研讨,在旋即将来,上下游企业将互相配合,一定需要联合解决问题好这个问题,因为用好煤制乙二醇技术是我们国家的利益所在,这个我们可以利用煤炭可以替代石油,我们不必入那么多石油过来。最后,我环绕这些问题,我想要让大家联合讨论一下我们煤制乙二醇技术和产业发展方向。

首先,是技术层面。在技术层面,作为我们的技术研发方,首先要对技术精益求精,要对催化剂展开大大地优化,对问题较为大的氢化催化剂展开优化,牵涉到到我们产品产量、产率,还有我们产品程度,氢化催化剂还要更进一步强化研究。

第二个方面是我们工艺技术,好多装置进后再次发生人员丧生的现象,解释我们的分离出来技术,我们产品供应技术还过于。第三个产品是分离出来技术,我们精馏技术及其设施,能效是不是最差?能效是不是低于?这些方面有一点我们更进一步去探究。

第四个方面是我们的单元技术。(水解酯化塔、尾气中N氧化物的回收塔、DMO吸收塔、径向反应器)。第二个方面是市场层面,特别是在要考虑到乙二醇销售价格很低的时候,我们必需要考虑到原料成本,当地煤价是多少,水资源用于成本是多少,运输到生产厂家的运输距离有多近,这些都是最重要考虑到的因素。第三个方面,针对厂家的问题,从杯葛,到后面逐步地有条件的拒绝接受,到后面的降价拒绝接受,到现在的参价,上下游牵头一起更进一步积极开展试验,保证煤制乙二醇技术在聚酯行业里应用于一起,创建应用于试验和产品检测国家级或者行业的名片,对乙二醇的杂质逐一展开分析,找到产品究竟哪一个杂质在影响我们的质量。

我们在上下游制订合适我们煤制乙二醇的新的国家标准,或者制订完备2018年的国家标准。举例:煤制乙二醇的技术。

一个是精馏,去年9月份我们产品超过了9999的标准,我们可以牵头一起展开、积极开展针对性工作,这是精馏的产品。在乙二醇前后大约有几百种化合物,跟精馏技术比要比石油乙二醇技术来的简单。第二个方面,关于能耗问题。

我们分析了一下,能耗有两个,一个是动力、一个是蒸汽。仅次于的蓝色部分是甲醇分离出来的能耗,因为生产乙二醇时候,甲醇仍然在体系里面不消耗,甲醇仍然在体系里面并转,所以每生产一吨的乙二醇,我有几吨的甲醇在这个体系里面并转,认同是两吨比三吨好,所以我们必需要大大降低在体系里面的甲醇的含量,甲醇循环量大,我们还有精馏,这样能耗大。第二个方面动力,压缩机,制备压缩机消耗了40%动力,我们的制冷机消耗了46%的动力,还有其他。

这样使得我们重新考虑了尾气的吸取利用是不是效益最低了。因为把氮氧化物几乎吸取了,你吸取越高温度就越较低,但是又要有一个国家环保的规定,要超过废气,所以这个方面是我们必需要考虑到的一个因素,这是蒸汽和动力消耗方面。

下面是反应器。有多的地方操作者非常简单、更容易掌控,反应器使用几台并联的方式,我们今后一定使用更佳的反应器,把我们反应器的效率进一步提高。

在设备投资方面,从蓝色部分开始,36%的就是我们的反应器,24%是在压缩机的,紫色16%是我们在制冷机的,这个是其他的制取,反应器是我们大头,四台改为一台,我们投资量大幅度降低。


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