煤制乙二醇发展精细化工品的可行性分析

贺丛

中原大化   河南濮阳   457000

摘要：目前，我国煤制乙二醇所面临的困难主要有两个方面：一是由于油价下跌，相对于石化生产而言，煤制乙二醇所具有的成本优势已经消失殆尽，二是由于受到全球性疾病的冲击，乙二醇的最终需求量在不断下降，加之我国的产能爆发式的发展，使得煤制乙二醇厂不得不朝着多元化和精细化的方向发展，以及对副产物和下游产品的开发。基于此笔者通过对我国目前乙二醇生产现状的研究，讨论了以煤为原料、以石油为原料生产乙二醇的生产工艺，并对以煤为原料生产乙二醇的生产工艺进行了探讨。通过对该工程的可行性分析，认为该工程具有良好的市场发展前景，是我国煤炭工业调整结构，有效抵御市场风险，提升企业综合竞争力的有效途径。

关键词：煤制乙二醇，成本，乙二醛，乙醇，乙醇酸甲酯，聚乙醇酸

引言

乙二醇是重要的有机化工原料，主要用于生产聚酯纤维和乙二醇醚，也可用于生产聚烯烃树脂等。随着我国对石油资源需求的不断增加，能源安全问题日益凸显。目前国内乙二醇主要依赖进口，受国际市场影响较大，价格成为制约乙二醇产业发展的瓶颈。煤制乙二醇技术以煤为原料，具有资源丰富、成本低、环境友好等优点，且在煤炭转化过程中可有效降低碳排放。

一、油制、煤制乙二醇的成本分析

MTO生产乙二醇的成本为1500美元/吨，约为4170美元/吨。在目前的情况下，由于对原料的让步，国外的乙烯生产和 MTO生产的利润都得到了改善，但是仍然是在亏损。在此基础上，对汽油生产与煤生产E2的费用作了具体的分析。

（一）石脑油制乙二醇成本分析

石油价格对石化生产乙二醇过程的费用有重要的作用，石油价格是决定石化生产乙二醇过程费用的重要因素。当前布伦特石油期货约30美金/桶，由石脑油生产乙二醇的费用为：石油至石化的费用为270.5美金，约合1920.6美金，将汽油转化为乙二醇需要花费347.22美金，相当于2465.3美金，包括进口税，增值税及港口杂货费，共3014元（不含财务费用，折旧费用及运输费用）。

（二）煤制乙二醇路线成本分析

基于山西年产200,000 t的乙烯装置，采用陕西产神木煤炭（包含运输费用）470元/t/t，山西产煤炭（包含运输费用）330元/t/t，计算出乙烯生产成本4552元/t。国内煤制乙二醇的成本在4350-4700之间。

（三）煤基乙二醇发展精细化工品的可行性分析

煤基 EG的副产物及其下游产品的精炼和多元化开发是必然的。对已有的煤-乙二醇生产工艺进行了优化，以丰富产品结构，提高市场竞争力进行了探讨。论文从三个途径对其进行了具体的可行性研究。

二、煤制乙二醇发展精细化工品种类以及可行性分析

（一）乙二醇制乙二醛

乙二醛（glyoxal）是一种重要的有机溶剂，可与醇、胺、醛和羧基等发生加成和缩合，在纺织、建筑、皮革和医药等领域有着重要的应用。乙二醛是一种重要的工业制取技术，目前已广泛应用于工业上。乙醛-硝酸盐氧化工艺具有产物品质好，可满足医药、日化等工业生产需要，但存在着大量的副反应，难以提纯，设备易受侵蚀，“三废”多等问题。该方法工艺流程短，环境友好，但产物品质较低，在某些苛刻的工业中应用受限。近几年，乙二醛的价格在8000元/吨左右徘徊不前。乙二醛的价格与原材料的价格有着很大的联系。该工艺的生产费用在5200-5700元之间。按照物质平衡计算，1吨的乙二醇可以生产1吨的乙二醛，因为现在的乙二醇很便宜，所以用这种方法生产的乙二醇虽然成本很高，但比起从国外运来，还是要贵上一些。因此，可以在此基础上，选择一条新的气相氧化制乙二醛的工艺路线。但目前乙二醛的市场份额尚不大，仅有小型化的工厂可供选择。并且要提高工艺，特别是去除甲醛的性能，提高质量，减少能源消耗，控制成本。

（二）乙二醇制乙二醇甲醚

乙二醇甲基酯类化合物（MCS）不仅是一种绿色环保的通用有机溶剂，也是一种抗结冰材料，在航空、交通等方面有着非常广阔的应用前景。EG主要由 EG与无水甲醇制备，但因 EG成本高、市场需求大及交通不便等原因，各国均采用 EG与 EG制备 EG，但 EG的工艺还不够成熟。并且，随着对其安全问题的日益关注，许多发达国家都对其进行了严格的控制。但是，由于其相对于 EG的毒副作用要小得多，因此 EG的需求量将会被 EG所取代。在我国，随着乙烯生产技术的不断发展，乙烯生产过程中，乙烯生产的乙烯生产过程将逐渐被乙烯生产的丙二醇醚所取代，因此，在新建乙烯生产乙烯的过程中要慎重。

（三）煤制乙二醇副产乙醇

煤炭生产酒精与生物质生产酒精相比，具有显著的成本优势。以 DMTE为原料，以 DMTE为原料，其生产费用在3000-3700元之间，是最具竞争力的一条路径。该工艺的总费用为5200元/吨，较煤制备乙二醇高500-800元/吨。现在市面上的酒精在5100-6000之间，而乙二醇在3500左右。在乙二醇市场上，如果市场上的酒精价高于乙二醇

500元以上，为了避免市场风险，煤基乙二醇企业可以通过使用草酸二甲酯来进行酒精的合成。目前，煤炭生产酒精是否能够达到产业化、规模化的要求，取决于政府出台的促进酒精生产的政策。在工业化技术还没有完全成熟的时候，现在还不适合进行大规模的开发，可以持续地观察这个技术的发展状况，将其作为一种能够更好地抵御市场风险，提高整体竞争力的一种有效的方法。

（四）煤制乙二醇副产乙醇酸甲酯

结果显示，在煤基乙二醇生产中，只要调节草酸二甲酯加氢反应的条件，就可以得到乙二醇。乙醇酸甲酯在有机合成和药物合成方面有着非常广阔的用途，它是一种除了乙二醇以外的重要的化学中间体，它的下游主要有四个方面：一是氧化脱氢生产乙醛酸甲酯，它在制药方面的主要用途是服用青霉素、香兰素等，价格大约在15.5万元/t左右，一种由羰基合成的丙二酸一甲基酯类化合物，它是一种药物和杀虫剂的原材料，每吨大约20000元，由氨法生产的甘氨酸主要应用于制药、农药和食品工业，每吨价格在22,000至40,000之间，羟基苯甲酸是一种由水解而成的羟基苯甲酸，广泛应用于个人护理用品、医药工程材料和清洁剂等方面。70%的羟基乙酸每吨大约16,000元，99%的羟基乙酸每吨大约70,000元。乙二酸甲基酯类化合物是一种非常有前途的化工原料。研究草酸二甲酯加氢制备乙二醇的工艺，既能实现已建设备的有效使用，又能为煤基乙二醇的多样化发展开辟一条新思路，与中国实际情况相吻合。

（五）煤制乙二醇联产可降解塑料聚乙醇酸(PGA)

聚乙醇酸（PGA）是一种天然可降解的聚合物材料，其在食品包装、农膜、一次性餐具、手术缝合等领域具有广泛的用途。据资料显示，目前聚羟基酯的产量在6000万吨以上，其售价在20000-40000元/吨之间，具有很好的发展潜力。

结语

综上所述，由该联合工艺得到的 PGA的生产成本为7052元/吨，比市面上其他可生物降解的物质要低得多。由此可以看出，在乙二醇装置中，可以对催化剂进行调整，来制备乙醇酸甲酯联产 PGA，这样就能够将我国煤制乙二醇技术和装置的生产能力的优势发挥到最大程度，在只需要增加很小的投入的情况下，就能够极大地提高煤制乙二醇生产企业的利润。本项目既可缓解“煤制乙”技术瓶颈，也将促进环境友好型新能源的工业化进程，具有重要的理论和现实意义。

参考文献：

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