國內(nèi)外乙二醇的生產(chǎn)和需求情況

1.國內(nèi)外乙二醇的生產(chǎn)和需求情況，產(chǎn)品的價(jià)格分析1.1國內(nèi)外乙二醇的生產(chǎn)情況近年來，隨著全球聚酯產(chǎn)品市場消費(fèi)的急劇增長，世界乙二醇的生產(chǎn)開展很快。2006年世界乙二醇的總生產(chǎn)能力只有1955.5萬噸，2023年增加到2313.5萬噸。截止到2023年10月底，世界乙二醇的總生產(chǎn)能力到達(dá)約2565.3萬噸，同比增長約10.88%，其中北美的生產(chǎn)能力為484.6萬噸/年，約占世界乙二醇總生產(chǎn)能力的18.89%；中南美地區(qū)的生產(chǎn)能力為40.9萬噸/年，約占世界總生產(chǎn)能力的1.59%；西歐地區(qū)的生產(chǎn)能力為129.1萬噸，約占世界總生產(chǎn)能力的5.03%；中東歐地區(qū)的生產(chǎn)能力為83.6萬噸/年，約占世界總生產(chǎn)能力的3.26%；中東地區(qū)的生產(chǎn)能力為747.9萬噸/年，約占世界總生產(chǎn)能力的29.15%；亞洲地區(qū)的生產(chǎn)能力為1077.0萬噸，約占世界總生產(chǎn)能力的41.98%；世界其他地區(qū)的生產(chǎn)能力為2.2萬噸/年，約占世界總生產(chǎn)能力的0.09%。隨著我國乙二醇生產(chǎn)能力的不斷增加，產(chǎn)量也不斷增加。2000年我國乙二醇的產(chǎn)量只有90.75萬噸，2005年增加到110.08萬噸，2000-2005年產(chǎn)量的年均增長率為3.94%。2023年產(chǎn)量為186.80萬噸，同比增加約4.76%，2003-2023年產(chǎn)量的年均增長率為14.02%。2023年產(chǎn)量約為195.0萬噸，同比增長約4.4%。1.2國內(nèi)外乙二醇的需求情況2023年美國乙二醇的總生產(chǎn)能力為288.1萬噸，約占世界乙二醇總生產(chǎn)能力的11.23%；2023年，中南美地區(qū)乙二醇的消費(fèi)量為32.9萬噸，同比減少約3.23%，約占世界總消費(fèi)量的1.83%，其中產(chǎn)量為19.5萬噸，進(jìn)口量為21.6萬噸，出口量為8.2萬噸。2023年我國乙二醇的表觀消費(fèi)量為777.14萬噸，同比增長約10.15%，約占世界乙二醇總消費(fèi)量的43.24%，其中產(chǎn)量為195.0萬噸，進(jìn)口量為582.81萬噸，出口量為0.67萬噸。1.3產(chǎn)品價(jià)格分析乙二醇進(jìn)口業(yè)務(wù)都是以美金計(jì)價(jià)。2023年華西村交易所推出了乙二醇的人民幣電子盤交易，其成交價(jià)格及走勢對乙二醇的進(jìn)口美金價(jià)格和走勢產(chǎn)生了較大的影響。下面將根據(jù)歷史數(shù)據(jù)總結(jié)乙二醇的價(jià)格區(qū)間及走勢規(guī)律。2.可行性研究的依據(jù)、可行性研究的主要內(nèi)容和論據(jù)、評價(jià)的結(jié)論性意見根據(jù)《國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)開展“十二五〞規(guī)劃》，新一代信息技術(shù)、生物、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造產(chǎn)業(yè)將成為支柱產(chǎn)業(yè)，新能源、新材料、新能源汽車產(chǎn)業(yè)將成為先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。我國乙二醇需求量穩(wěn)步長，增國能產(chǎn)能缺乏，市場缺口比擬大，煤制乙二醇有很大的開展空間。我國是一個(gè)多煤的國家，所以原材料豐富，而且價(jià)格比擬低廉，適合我國能源結(jié)構(gòu)。目前，煤制乙二醇技術(shù)處于工業(yè)示范階段，首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的企業(yè)較大的利潤和開展前景。

但是，在煤制乙二醇的開展行業(yè)中也要有全面考慮。首先，要考慮原料來源，不要盲從，考慮原料的運(yùn)輸費(fèi)用；其次考慮產(chǎn)品開發(fā)，使得煤得到充分利用；還要考慮乙二醇的供需狀況，以免供需失衡，造成資源浪費(fèi)。3.產(chǎn)品的生產(chǎn)方案及生產(chǎn)規(guī)模，原材料、燃料及水電氣的來源與供給3.1產(chǎn)品的生產(chǎn)方案目前乙二醇的工業(yè)生產(chǎn)方法主要是由乙烯經(jīng)過銀催化劑上的氣相氧化生成環(huán)氧乙烷，再進(jìn)行液相非催化水合制得乙二醇產(chǎn)品。該工藝路線完全依賴于不可再生的石油資源，隨著近年來國民經(jīng)濟(jì)的長足開展，我國石油消費(fèi)一直呈上漲趨勢。面臨世界石油資源的日漸短缺，開辟新的乙二醇生產(chǎn)工藝路線成為研究熱點(diǎn)。3.1.1石化路線合成乙二醇方法概述在石化路線中有環(huán)氧乙烷〔EO〕直接催化水合法和碳酸乙烯酯(EC)法路線，EC路線又分EC直接水合生產(chǎn)EG、EC法和甲醇反響聯(lián)產(chǎn)EG、碳酸二甲酯(DMC)法。上述方法的根底首先是乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷，因而環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)效率直接關(guān)系到石化路線生產(chǎn)乙二醇的本錢。1938年英國UCC公司首先建立了乙烯通過銀催化劑氣相氧化生產(chǎn)環(huán)氧己烷(EO)的工業(yè)裝置，環(huán)氧乙烷再與水蒸氣反響合成乙二醇，從而開始了乙二醇大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的時(shí)代。目前乙二醇的生產(chǎn)根本上是以乙烯為原料，通過EO非催化液相水合法進(jìn)行，而銀那么是乙烯氧化制環(huán)氧乙烷唯一有效的催化劑。通過對環(huán)氧乙烷生產(chǎn)本錢的分析說明，原料乙烯的消耗占生產(chǎn)本錢的70％，所以工業(yè)上EO、EG生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展很大程度上取決于EO催化劑的選擇性的進(jìn)一步提高，以實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)約乙烯，提高經(jīng)濟(jì)效益?？偟膩碚f，雖然人們對石化路線合成乙二醇的催化劑、水合效率等進(jìn)行了大量研究工作，但這種工藝任存在乙烯氧化制環(huán)氧乙烷的選擇性較低；環(huán)氧乙烷水合副產(chǎn)物多〔主要為二乙二醇、三乙二醇〕，別離精制工藝復(fù)雜，能耗大；原料乙烯是石油產(chǎn)品，伴隨原油價(jià)格逐漸上漲，產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性會(huì)逐漸降低等問題。3.1.2合成氣直接合成乙二醇合成氣直接合成乙二醇反響的催化劑體系一般采用銠的羰基絡(luò)合物，日本宇部興產(chǎn)開發(fā)出了新型銠釕雙金屬催化劑，在86Mpa、2300C的條件下進(jìn)行液相反響，獲得EG選擇性為70％～80％，時(shí)空收率到達(dá)416g／(Lcat·h)。由于反響條件苛刻，副產(chǎn)大量的甲酸酯，EG的收率和選擇往較低，較難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。目前，合成氣直接合成乙二醇技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。3.1.3合成氣經(jīng)草酸二甲酯間接合成乙二醇合成氣間接法合成乙二醇，即從一氧化碳出發(fā)，偶聯(lián)得到草酸二酯，然后經(jīng)草酸二酯催化加氫制乙二醇的C1路線，是近來被公認(rèn)為技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性較好的一種工藝路線。這種路線在上世紀(jì)八、九十年代在我國得到了廣泛的重視，國家科技部和化工部曾列為“八五〞重點(diǎn)攻關(guān)工程，由國內(nèi)幾家著名研究單位開展了合成氣經(jīng)草酸二酯合成乙二醇的研究，初步顯示了良好的應(yīng)用前景。合成氣法制乙二醇工藝核心技術(shù)包括CO氣相偶聯(lián)合成草酸二甲酯和草酸二甲酯加氫制乙二醇兩個(gè)關(guān)鍵過程?！?〕草酸二甲酯制備草酸二甲酯制備主要由兩步化學(xué)反響組成。第1步為CO在催化劑的作用下，與亞硝酸甲酯反響生成草酸二甲酯和NO，稱為偶聯(lián)反響；第2步為偶聯(lián)反響生成的NO與甲醇和O2反響生成亞硝酸甲酯，稱為再生反響，生成的亞硝酸甲酯返回偶聯(lián)過程循環(huán)使用。總反響式為:2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+H2O〔2〕草酸二甲酯加氫制乙二醇采用草酸酯加氫生產(chǎn)乙二醇的工藝可分為以Ru等貴金屬催化劑為主的液相均相加氫法和以銅基催化劑為主的非均相氣相或液相加氫法。由于均相液相加氫需在高壓下進(jìn)行，產(chǎn)品的別離回收困難，人們更傾向于采用負(fù)載型催化劑進(jìn)行氣相催化加氫。研究普遍認(rèn)為使用Cu／Si02催化體系產(chǎn)品收率高，乙二醇選擇性好。草酸二甲酯加氫是一個(gè)串聯(lián)反響，首先DMO加氫生成中間產(chǎn)物乙醇酸甲酯(MG)，MG再加氫生成乙二醇，總反響、主反響方程式如下：(COOCH3)2＋4H2=(CH2OH)2+2CH3OH3.1.4結(jié)語通過以上比擬：以環(huán)氧乙烷為原料生產(chǎn)乙二醇的傳統(tǒng)方法目前處于主導(dǎo)地位。但由于石油資源正日益減少，使得其價(jià)格不斷攀升；而以天然氣為原料，經(jīng)乙烯生產(chǎn)環(huán)氧乙烷最后合成乙二醇的工藝尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，從長遠(yuǎn)來看，這必將使以環(huán)氧乙烷為根本原料的各種乙二醇制備方法本錢受到很大影響。相比之下，以合成氣為原料生產(chǎn)乙二醇那么具有來源范圍廣、價(jià)格低、原子經(jīng)濟(jì)眭高等優(yōu)點(diǎn)，前景十分廣闊。目前已有各種生產(chǎn)乙醇酸乙酯的工藝存在條件苛刻、產(chǎn)量不足、原料稀缺且價(jià)格較高等多種弊端，嚴(yán)重阻礙其工業(yè)化進(jìn)程，急需新工藝路線進(jìn)行補(bǔ)充和替代。尋找一條非石油路線合成乙二醇成為研究的熱點(diǎn)。我國是富煤，少油的國家，采用煤制乙二醇不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，并且具有重要的戰(zhàn)略意義。因而由煤制合成氣用乙二醇和碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)法的間接方法，替代石油路線最有可能成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)。3.2主要原材料供給本工程主要原材料為高嶺土、無機(jī)非金屬合成材料，其中主要原材料高嶺土為企業(yè)礦區(qū)自產(chǎn)獲得。3.3燃料供給本工程燃料主要為煤氣，利用工程企業(yè)礦區(qū)碳質(zhì)頁巖經(jīng)過煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)煤氣，作為企業(yè)生產(chǎn)燃料。3.4給水本工程生產(chǎn)用水及生活用水均采取打井汲取地下水的方式解決，預(yù)計(jì)井深100米，出水量可滿足生產(chǎn)運(yùn)行需求。3.5排水本工程區(qū)排水主要為生活污水，污染較小。3.6供電用電計(jì)算負(fù)荷7000kW，需用系數(shù)0.9，實(shí)際功率6600kW，同時(shí)利系數(shù)取0.7，年工作時(shí)間為7200小時(shí)，那么年用電量為4276.8萬kWh。工藝技術(shù)初步方案，主要設(shè)備的選擇4.1工藝技術(shù)初步方案本工程以煤制合成氣為原料，采用草酸酯法生產(chǎn)乙二醇。

首先CO氣相催化反響合成中間產(chǎn)品草酸二甲酯，然后草酸二甲酯催化劑加氫生產(chǎn)乙二醇。合成氣間接法生產(chǎn)乙二醇的主要反響包括一氧化碳(CO)與亞硝酸甲酯(MN)生成草酸二甲酯(DMO)的羰化反響，草酸二甲酯加氫生成乙二醇(EG)的反響，一氧化氮、氧氣和甲醇生成亞硝酸甲酯的酯化再生反響，亞硝酸鈉、硝酸反響生成一氧化氮。具體過程如下：

原料氣制備

低壓煤氣化制一氧化碳

2C

+

O2

=

2CO

間歇法制半水煤氣，再經(jīng)高變低變制得氫氣

C

+

H2O

=

CO

+

H2

CO

+

H2O

=

CO2

+

H2

草酸二甲酯合成

CO氣相偶聯(lián)合成草酸二甲酯(DMO)由兩步化學(xué)反響組成。

首先為CO在催化劑的作用下，與亞硝酸甲酯反響生成草酸二甲酯和NO，稱為偶聯(lián)反響，反響方程式如下：

2CO

+

2CH3ONO

=

(COOCH3)2

+

2NO

其次為偶聯(lián)反響生成的NO與甲醇和O2反響生成亞硝酸甲酯，稱為再生反響，反響方程式如下：

2NO

+

2CH3OH

+

1/2O2

=

2CH3ONO

+

H2O

生成的亞硝酸甲酯返回偶聯(lián)過程循環(huán)使用?？偡错懯綖椋?CO

+

1/2O2

+

2CH3OH

=

(COOCH3)2

+

H2O

草酸二甲酯加氫制取乙二醇

草酸二甲酯加氫是一個(gè)串聯(lián)反響，首先DMO加氫生成中間產(chǎn)物乙醇酸甲酯(MG)，MG再加氫生成乙二醇。主反響方程式如下：

(COOCH3)2

+

4H2

=

(CH2OH)2

+

2CH3OH

工藝步驟

金煤化工煤制乙二醇自主技術(shù)主要工藝包括七個(gè)步驟：

第一是氨與空氣在氨氧化爐內(nèi)高溫氧化得到氨氧化物；

第二是氨氧化物與甲醇、氧氣氧化酯化生成亞硝酸甲酯；

第三是工業(yè)一氧化碳原料氣體的催化脫氫凈化；

第四是亞硝酸甲酯與一氧化碳氧化偶聯(lián)生成草酸二甲酯；

第五是草酸二甲酯催化加氫生成乙二醇；

第六是乙二醇混合物的精餾；

第七是尾氣循環(huán)使用和消除污染排放。

4.1.3工藝總流程第一步，原料氣的制備、凈化及變換一氧化碳?xì)怏w的制備，通過空分制得氧氣與爐內(nèi)煤反響制得爐氣，爐氣經(jīng)脫硫凈化送到下一工序；氫氣的制備，通過間歇制氣法制得半水煤氣，爐氣經(jīng)脫硫凈化，接著進(jìn)行高溫變換和低溫變換，制得氫氣。第二步，一氧化碳原料氣的再凈化處理

從合成氣凈化裝置出來的一氧化碳原料氣，采用催化氧化技術(shù)除去氫和氧，最后以分子篩脫水。再按一定比例混入普氧或空氣，并送入載有催化劑的固定床反響器中，催化反響同時(shí)除去所含的氫氣和氧氣。其催化劑是負(fù)載有鉑族金屬或它們的鹽的載體催化劑。金屬主要是鉑、鈀或鉑-鈀合金。其鹽可以是硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽、醋酸鹽、鹵化物及其絡(luò)合物等。金屬含量為載體重量的0.05%-5%。載體可采用硅膠、浮石、硅藻土、活性碳、分子篩及氧化鋁等物質(zhì)。反響溫度在50-400℃，最好在80-250℃。接觸時(shí)間在0.5-10s。最后再導(dǎo)入分子篩床層常溫脫水。氣體中所含氮、二氧化碳、甲烷、氬不必除去。凈化后氣體中有害雜質(zhì)含量控制在硫化物≤1.15mg/kg(1.15ppm)，NH3≤200mg/kg(200ppm)，H2≤100mg/kg(100ppm),O2≤1000mg/kg(1000ppm〕，H2O≤100mg/kg(100ppm)。該混合氣體即可作為合成草酸酯的一氧化碳原料氣。第三步，草酸酯的合成將凈化后的一氧化碳原料氣與亞硝酸酯混合，其含量〔體積分?jǐn)?shù)〕為：一氧化碳為25%-90%，亞硝酸酯為5%-40%，導(dǎo)入裝有以氧化鋁作載體的鈀催化劑的列管反響器中進(jìn)行催化反響。金屬含量為載體中的0.1%-5%，接觸時(shí)間為0.1-20s。反響溫度為80-200℃。反響產(chǎn)物經(jīng)冷凝別離后得草酸酯。第四步，尾氣再生將別離了草酸酯的反響尾氣導(dǎo)入再生塔，按NO與O2分子比為4.1：6.5，配入氧氣氧化，按醇與NO的分子比為2-6送入20%以上的醇水溶液接觸反響，控制塔溫在相應(yīng)酯的沸點(diǎn)以上，別離醇的水溶液循環(huán)使用。當(dāng)醇的濃度低于20%時(shí)，更換新的醇液。第五步，亞硝酸酯的回收將再生塔得到的亞硝酸酯氣相導(dǎo)入冷凝別離塔，控制溫度在相應(yīng)酯的沸點(diǎn)以上，將亞硝酸酯氣體中的醇和水進(jìn)一步別離，其大局部亞硝酸酯〔含未反響氣體〕送回合成塔循環(huán)使用，另小局部轉(zhuǎn)入壓縮冷凝塔處理。第六步，非反響氣體的排放將含有非反響氣體的亞硝酸酯導(dǎo)入壓縮冷凝塔，控制冷凝溫度在-20-40℃，壓力在0.5-4MPa，使亞硝酸酯完全液化回收。經(jīng)氣化后再導(dǎo)入合成塔循環(huán)使用，不凝氣體主要是氮?dú)夂蜕倭康募淄?、氬、一氧化碳、一氧化氮，放空排除。第七步，草酸二甲酯加氫在反響器中裝填40-60目的催化劑，并在反響器兩端各裝入20-40目的石英砂，防止反響器內(nèi)氣體溝流并固定催化劑床層。催化劑由氫氣在特定條件下復(fù)原活化，然后設(shè)定好反響溫度和壓力。DMO溶液由高壓計(jì)量泵打入氣化器氣化，氫氣由高壓質(zhì)量流量計(jì)控制流量，進(jìn)入氣化器與氣化的DMO溶液充分混合后進(jìn)入反響器進(jìn)行反響。產(chǎn)物由循環(huán)水冷卻，液體產(chǎn)物進(jìn)精餾裝置精制生產(chǎn)高純乙二醇，尾氣經(jīng)回收有用組分后送入加熱爐或鍋爐燃燒。4.2主要設(shè)備選型本工程設(shè)備選擇主要考慮降低物耗、能耗，提高裝置的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，主要設(shè)備如下：建設(shè)工程主要設(shè)備明細(xì)表廠址選擇；與總廠的集成5.1廠址選擇位置：廠址應(yīng)靠城近路，在城市規(guī)劃的化工區(qū)域范圍內(nèi)，有現(xiàn)有的供電系統(tǒng)和較便利的交通，與其他化工廠之間保持平安的距離，注意風(fēng)向、水流方向，應(yīng)遠(yuǎn)離居民區(qū)。地形：地形應(yīng)盡量平整，排水較好，盡量不處在窩風(fēng)多霧濕地洼地，盡量不處在干涸地帶。原材料及產(chǎn)成品運(yùn)輸：廠址盡量靠近質(zhì)量可靠的原料資源地或原材料銷售供給地。應(yīng)保證運(yùn)輸方便，減少運(yùn)輸損失，盡量減少中轉(zhuǎn)站的建設(shè)。水、電、交通：廠址應(yīng)靠近水源，保證供水充足，應(yīng)靠近動(dòng)力資源，有可靠的供電系統(tǒng)。施工和協(xié)作條件：廠址當(dāng)?shù)赜惺┕ちα?，建筑材料充足，有勞?dòng)力資源和一定的施工、設(shè)備組裝、堆放場地。地質(zhì)：廠址應(yīng)防止在斷層、裂帶交匯區(qū)和地震烈度大于八度的地震區(qū)，防止滑坡泥石流、巖溶、崩塌、流沙等地段。水質(zhì)、土質(zhì)對材料無腐蝕性。環(huán)境保護(hù)和平安衛(wèi)生：有毒有害車間及毒害物品的儲存、生產(chǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離居民區(qū)，處于下風(fēng)向，三廢的綜合治理和臨時(shí)堆放要防止對生產(chǎn)、生活、周圍環(huán)境和農(nóng)田產(chǎn)生影響。應(yīng)考慮廠址附近其他企業(yè)對本廠產(chǎn)品的有害影響。生活區(qū)及其他：生活區(qū)要有良好的用地和衛(wèi)生條件，處于工廠的上風(fēng)向，廠址應(yīng)盡量避開古墓葬群。廠址還要注意與國家測量標(biāo)志、電臺、電視臺、雷達(dá)、通訊、重要建筑等有關(guān)規(guī)定的平安距離相符，并有防護(hù)措施。5.2集成方案化工聯(lián)產(chǎn)集成系統(tǒng)是通過對熱工過程和化工過程集成優(yōu)化整合，到達(dá)更合理的物質(zhì)與能量綜合梯級轉(zhuǎn)換利用，從而形成一體化的能源資源利用系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域交叉的多種目標(biāo)。因此，它常常具有以下特點(diǎn)：最有效地進(jìn)行能源資源綜合梯級與循環(huán)利用，以實(shí)現(xiàn)從能源資源到各種二次能源和化工產(chǎn)品轉(zhuǎn)化過程的利用率最大化；最合理地進(jìn)行多領(lǐng)域交叉，為統(tǒng)籌解決單個(gè)領(lǐng)域開展長期不能解決問題提供最有效途徑和手段，具有協(xié)調(diào)兼顧了動(dòng)力、化工、環(huán)境等多領(lǐng)域問題特點(diǎn)；可最大限度地將物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化過程和污染物控制過程一體化，具有低能耗、低本錢的有害物質(zhì)排放控制和污染極小化等的潛力。因此針對上面的分析結(jié)果，本工程主要進(jìn)行2方面的集成：物料集成以及熱集成。物料集成即將各工段之間所需的物料全部打散，通過系統(tǒng)集成