國內外乙二醇的生產和需求情況

1.國內外乙二醇的生產和需求情況，產品的價格分析1.1國內外乙二醇的生產情況近年來，隨著全球聚酯產品市場消費的急劇增長，世界乙二醇的生產開展很快。2006年世界乙二醇的總生產能力只有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能力到達約2565.3萬噸，同比增長約10.88%，其中北美的生產能力為484.6萬噸/年，約占世界乙二醇總生產能力的18.89%；中南美地區(qū)的生產能力為40.9萬噸/年，約占世界總生產能力的1.59%；西歐地區(qū)的生產能力為129.1萬噸，約占世界總生產能力的5.03%；中東歐地區(qū)的生產能力為83.6萬噸/年，約占世界總生產能力的3.26%；中東地區(qū)的生產能力為747.9萬噸/年，約占世界總生產能力的29.15%；亞洲地區(qū)的生產能力為1077.0萬噸，約占世界總生產能力的41.98%；世界其他地區(qū)的生產能力為2.2萬噸/年，約占世界總生產能力的0.09%。隨著我國乙二醇生產能力的不斷增加，產量也不斷增加。2000年我國乙二醇的產量只有90.75萬噸，2005年增加到110.08萬噸，2000-2005年產量的年均增長率為3.94%。2023年產量為186.80萬噸，同比增加約4.76%，2003-2023年產量的年均增長率為14.02%。2023年產量約為195.0萬噸，同比增長約4.4%。1.2國內外乙二醇的需求情況2023年美國乙二醇的總生產能力為288.1萬噸，約占世界乙二醇總生產能力的11.23%；2023年，中南美地區(qū)乙二醇的消費量為32.9萬噸，同比減少約3.23%，約占世界總消費量的1.83%，其中產量為19.5萬噸，進口量為21.6萬噸，出口量為8.2萬噸。2023年我國乙二醇的表觀消費量為777.14萬噸，同比增長約10.15%，約占世界乙二醇總消費量的43.24%，其中產量為195.0萬噸，進口量為582.81萬噸，出口量為0.67萬噸。1.3產品價格分析乙二醇進口業(yè)務都是以美金計價。2023年華西村交易所推出了乙二醇的人民幣電子盤交易，其成交價格及走勢對乙二醇的進口美金價格和走勢產生了較大的影響。下面將根據歷史數據總結乙二醇的價格區(qū)間及走勢規(guī)律。2.可行性研究的依據、可行性研究的主要內容和論據、評價的結論性意見根據《國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)開展“十二五〞規(guī)劃》，新一代信息技術、生物、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造產業(yè)將成為支柱產業(yè)，新能源、新材料、新能源汽車產業(yè)將成為先導產業(yè)。我國乙二醇需求量穩(wěn)步長，增國能產能缺乏，市場缺口比擬大，煤制乙二醇有很大的開展空間。我國是一個多煤的國家，所以原材料豐富，而且價格比擬低廉，適合我國能源結構。目前，煤制乙二醇技術處于工業(yè)示范階段，首先實現工業(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，考慮原料的運輸費用；其次考慮產品開發(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。3.產品的生產方案及生產規(guī)模，原材料、燃料及水電氣的來源與供給3.1產品的生產方案目前乙二醇的工業(yè)生產方法主要是由乙烯經過銀催化劑上的氣相氧化生成環(huán)氧乙烷，再進行液相非催化水合制得乙二醇產品。該工藝路線完全依賴于不可再生的石油資源，隨著近年來國民經濟的長足開展，我國石油消費一直呈上漲趨勢。面臨世界石油資源的日漸短缺，開辟新的乙二醇生產工藝路線成為研究熱點。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EG、EC法和甲醇反響聯(lián)產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)氧乙烷的生產效率直接關系到石化路線生產乙二醇的本錢。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)化生產的時代。目前乙二醇的生產根本上是以乙烯為原料，通過EO非催化液相水合法進行，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)氧乙烷生產本錢的分析說明，原料乙烯的消耗占生產本錢的70％，所以工業(yè)上EO、EG生產技術的進展很大程度上取決于EO催化劑的選擇性的進一步提高，以實現有效的節(jié)約乙烯，提高經濟效益?？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)氧乙烷水合副產物多〔主要為二乙二醇、三乙二醇〕，別離精制工藝復雜，能耗大；原料乙烯是石油產品，伴隨原油價格逐漸上漲，產品的經濟性會逐漸降低等問題。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合物，日本宇部興產開發(fā)出了新型銠釕雙金屬催化劑，在86Mpa、2300C的條件下進行液相反響，獲得EG選擇性為70％～80％，時空收率到達416g／(Lcat·h)。由于反響條件苛刻，副產大量的甲酸酯，EG的收率和選擇往較低，較難實現工業(yè)化。目前，合成氣直接合成乙二醇技術仍處于實驗室階段。3.1.3合成氣經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，然后經草酸二酯催化加氫制乙二醇的C1路線，是近來被公認為技術性和經濟性較好的一種工藝路線。這種路線在上世紀八、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〞重點攻關工程，由國內幾家著名研究單位開展了合成氣經草酸二酯合成乙二醇的研究，初步顯示了良好的應用前景。合成氣法制乙二醇工藝核心技術包括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關鍵過程。〔1〕草酸二甲酯制備草酸二甲酯制備主要由兩步化學反響組成。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?？偡错懯綖?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行，產品的別離回收困難，人們更傾向于采用負載型催化劑進行氣相催化加氫。研究普遍認為使用Cu／Si02催化體系產品收率高，乙二醇選擇性好。草酸二甲酯加氫是一個串聯(lián)反響，首先DMO加氫生成中間產物乙醇酸甲酯(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結語通過以上比擬：以環(huán)氧乙烷為原料生產乙二醇的傳統(tǒng)方法目前處于主導地位。但由于石油資源正日益減少，使得其價格不斷攀升；而以天然氣為原料，經乙烯生產環(huán)氧乙烷最后合成乙二醇的工藝尚未實現大規(guī)模生產，從長遠來看，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乙二醇那么具有來源范圍廣、價格低、原子經濟眭高等優(yōu)點，前景十分廣闊。目前已有各種生產乙醇酸乙酯的工藝存在條件苛刻、產量不足、原料稀缺且價格較高等多種弊端，嚴重阻礙其工業(yè)化進程，急需新工藝路線進行補充和替代。尋找一條非石油路線合成乙二醇成為研究的熱點。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濟意義，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)產法的間接方法，替代石油路線最有可能成功實現產業(yè)化的技術。3.2主要原材料供給本工程主要原材料為高嶺土、無機非金屬合成材料，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)碳質頁巖經過煤氣發(fā)生爐生產煤氣，作為企業(yè)生產燃料。3.4給水本工程生產用水及生活用水均采取打井汲取地下水的方式解決，預計井深100米，出水量可滿足生產運行需求。3.5排水本工程區(qū)排水主要為生活污水，污染較小。3.6供電用電計算負荷7000kW，需用系數0.9，實際功率6600kW，同時利系數取0.7，年工作時間為7200小時，那么年用電量為4276.8萬kWh。工藝技術初步方案，主要設備的選擇4.1工藝技術初步方案本工程以煤制合成氣為原料，采用草酸酯法生產乙二醇。

首先CO氣相催化反響合成中間產品草酸二甲酯，然后草酸二甲酯催化劑加氫生產乙二醇。合成氣間接法生產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串聯(lián)反響，首先DMO加氫生成中間產物乙醇酸甲酯(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主要工藝包括七個步驟：

第一是氨與空氣在氨氧化爐內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氣體的制備，通過空分制得氧氣與爐內煤反響制得爐氣，爐氣經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，爐氣經脫硫凈化，接著進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，催化反響同時除去所含的氫氣和氧氣。其催化劑是負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。反響溫度在50-400℃，最好在80-250℃。接觸時間在0.5-10s。最后再導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〔體積分數〕為：一氧化碳為25%-90%，亞硝酸酯為5%-40%，導入裝有以氧化鋁作載體的鈀催化劑的列管反響器中進行催化反響。金屬含量為載體中的0.1%-5%，接觸時間為0.1-20s。反響溫度為80-200℃。反響產物經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，控制塔溫在相應酯的沸點以上，別離醇的水溶液循環(huán)使用。當醇的濃度低于20%時，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入冷凝別離塔，控制溫度在相應酯的沸點以上，將亞硝酸酯氣體中的醇和水進一步別離，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。經氣化后再導入合成塔循環(huán)使用，不凝氣體主要是氮氣和少量的甲烷、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原活化，然后設定好反響溫度和壓力。DMO溶液由高壓計量泵打入氣化器氣化，氫氣由高壓質量流量計控制流量，進入氣化器與氣化的DMO溶液充分混合后進入反響器進行反響。產物由循環(huán)水冷卻，液體產物進精餾裝置精制生產高純乙二醇，尾氣經回收有用組分后送入加熱爐或鍋爐燃燒。4.2主要設備選型本工程設備選擇主要考慮降低物耗、能耗，提高裝置的機械化和自動化水平，主要設備如下：建設工程主要設備明細表廠址選擇；與總廠的集成5.1廠址選擇位置：廠址應靠城近路，在城市規(guī)劃的化工區(qū)域范圍內，有現有的供電系統(tǒng)和較便利的交通，與其他化工廠之間保持平安的距離，注意風向、水流方向，應遠離居民區(qū)。地形：地形應盡量平整，排水較好，盡量不處在窩風多霧濕地洼地，盡量不處在干涸地帶。原材料及產成品運輸：廠址盡量靠近質量可靠的原料資源地或原材料銷售供給地。應保證運輸方便，減少運輸損失，盡量減少中轉站的建設。水、電、交通：廠址應靠近水源，保證供水充足，應靠近動力資源，有可靠的供電系統(tǒng)。施工和協(xié)作條件：廠址當地有施工力量，建筑材料充足，有勞動力資源和一定的施工、設備組裝、堆放場地。地質：廠址應防止在斷層、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、土質對材料無腐蝕性。環(huán)境保護和平安衛(wèi)生：有毒有害車間及毒害物品的儲存、生產應遠離居民區(qū)，處于下風向，三廢的綜合治理和臨時堆放要防止對生產、生活、周圍環(huán)境和農田產生影響。應考慮廠址附近其他企業(yè)對本廠產品的有害影響。生活區(qū)及其他：生活區(qū)要有良好的用地和衛(wèi)生條件，處于工廠的上風向，廠址應盡量避開古墓葬群。廠址還要注意與國家測量標志、電臺、電視臺、雷達、通訊、重要建筑等有關規(guī)定的平安距離相符，并有防護措施。5.2集成方案化工聯(lián)產集成系統(tǒng)是通過對熱工過程和化工過程集成優(yōu)化整合，到達更合理的物質與能量綜合梯級轉換利用，從而形成一體化的能源資源利用系統(tǒng)，以實現領域交叉的多種目標。因此，它常常具有以下特點：最有效地進行能源資源綜合梯級與循環(huán)利用，以實現從能源資源到各種二次能源和化工產品轉化過程的利用率最大化；最合理地進行多領域交叉，為統(tǒng)籌解決單個領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)調兼顧了動力、化工、環(huán)境等多領域問題特點；可最大限度地將物質與能量轉化過程和污染物控制過程一體化，具有低能耗、低本錢的有害物質排放控制和污染極小化等的潛力。因此針對上面的分析結果，本工程主要進行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