煤制乙二醇系統(tǒng)沙盤模型
解碼一：噸成本降低近千元
新一代煤制乙二醇技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室技術(shù)到完成千噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)，中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所(以下簡(jiǎn)稱“中科院福建物構(gòu)所”)姚元根研究員和他的團(tuán)隊(duì)，為此付出了10年的努力。
根據(jù)考核結(jié)果，新一代煤制乙二醇單位產(chǎn)品綜合能耗為2.097tce/t(噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量)，原料氣消耗為3006.1Nm3/t(立方米/噸), 乙二醇選擇性大于95%，產(chǎn)品優(yōu)級(jí)品率達(dá)到88.4%。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了三種新型催化劑體系，建立了全新的工藝技術(shù)流程，實(shí)現(xiàn)了貴金屬的高效利用、有毒金屬鉻的替代，大幅度降低了催化劑的成本，由原來的平均300元/噸乙二醇降低到100元/噸乙二醇以下。
姚元根向記者介紹，新一代煤制乙二醇技術(shù)生產(chǎn)成本約為3985元/噸，比第一代技術(shù)產(chǎn)品節(jié)約成本近1000元，而目前乙二醇市場(chǎng)價(jià)約7500元/噸。以年產(chǎn)60萬噸煤制乙二醇為例，年產(chǎn)值近50億元，可實(shí)現(xiàn)利稅25億元左右，其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。
中科院福建物構(gòu)所從1982年起經(jīng)過30多年研發(fā)，形成了第一代煤制乙二醇技術(shù)，2009年建成世界首套20萬噸級(jí)煤制乙二醇工業(yè)示范裝置，率先在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。
姚元根表示，相比第一代煤制乙二醇技術(shù)，新一代煤制乙二醇技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了工藝流程，加強(qiáng)了環(huán)保和安全控制，降低了催化劑貴金屬負(fù)載量，催化劑性能顯著提升，經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。
全新的催化劑體系，是新一代煤制乙二醇技術(shù)的核心，獨(dú)特的精餾工藝也是關(guān)鍵技術(shù)。
在優(yōu)化工藝流程方面，經(jīng)過研發(fā)團(tuán)隊(duì)與合作伙伴中石化洛陽(廣州)工程公司的共同努力，改進(jìn)和完善了第一代技術(shù)工藝不足的地方，優(yōu)化了酯化塔進(jìn)料方式、氮氧化物吸收和乙二醇產(chǎn)品的提純方案等。
姚元根介紹，新一代煤制乙二醇技術(shù)形成了完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，完全獨(dú)立于第一代煤制乙二醇技術(shù)，共申請(qǐng)了52項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，已獲得授權(quán)專利15項(xiàng)。
解碼二：更加安全環(huán)保
安全環(huán)保是社會(huì)對(duì)煤化工行業(yè)最為關(guān)注的話題。新一代煤制乙二醇技術(shù)加強(qiáng)了安全環(huán)保工藝，特別是對(duì)氫氣、一氧化碳、亞硝酸甲酯等危險(xiǎn)氣體的安全處理。
“對(duì)于殘余的氫氣和一氧化碳，在充分吸收利用后主要通過馳放氣系統(tǒng)送到火炬，通過燃燒實(shí)現(xiàn)廢氣處理。”姚元根說，對(duì)于氮氧化物和亞硝酸甲酯等含氮化合物，通過高效的吸收工藝處理后達(dá)標(biāo)排放。新一代煤制乙二醇技術(shù)有一個(gè)十分高效的廢氣吸收系統(tǒng)，可以把99%的氮氧化物吸收利用。國(guó)家氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)是低于200 mg/L(毫克/升)，而新一代煤制乙二醇氮氧化物的排放目標(biāo)是低于100 mg/L。
廢液的處理分為兩個(gè)方面，一方面是對(duì)從酯化塔出來的稀硝酸進(jìn)行還原處理后循環(huán)利用。第一代煤制乙二醇技術(shù)是將1%到5%的稀硝酸排出交給專業(yè)的廠家處理，含酸廢水的處理成本很高。新一代煤制乙二醇技術(shù)是將2%的稀硝酸還原成亞硝酸甲酯回到體系里，然后將剩下0.2%的稀硝酸的廢水輸送管排到自備水處理裝置進(jìn)行處理后，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)排放。
姚元根介紹，新一代煤制乙二醇技術(shù)的廢渣主要有二到三噸失效的催化劑。將這部分失效的催化劑交回生產(chǎn)催化劑的廠家進(jìn)行專業(yè)回收處理，回收廢催化劑里的貴金屬以及一些其他金屬元素。
“今后建成的60萬噸煤制乙二醇生產(chǎn)裝置，會(huì)做得更加潔凈。”姚元根表示。
“中試工業(yè)試驗(yàn)是技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的必由途徑。”姚元根說，下一步，將進(jìn)一步優(yōu)化工藝流程，啟動(dòng)30萬噸工藝包設(shè)計(jì)，并重點(diǎn)推動(dòng)在興仁巴鈴重工業(yè)園內(nèi)建設(shè)年產(chǎn)30萬噸工業(yè)示范和年產(chǎn)60萬噸乙二醇工業(yè)生產(chǎn)基地。同時(shí)在全國(guó)范圍推廣新一代煤制乙二醇工業(yè)化技術(shù)，使新一代煤制乙二醇技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成為“政產(chǎn)學(xué)研”合作推動(dòng)科研成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的典范。姚元根表示，新一代煤制乙二醇技術(shù)將會(huì)遇到更大的挑戰(zhàn)，為此，計(jì)劃在項(xiàng)目所在地建立技術(shù)研發(fā)中心，匯聚先進(jìn)技術(shù)、工藝以及相關(guān)專業(yè)人才隊(duì)伍，不斷推動(dòng)煤制乙二醇技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。
