30万吨煤制乙二醇

东华工程科技股份有限公司 技术方案

目 录

1. 产品方案和产品规模

2. 工艺技术路线选择

3. 工艺流程简述

4. 公用工程简述

5. 消耗

6. 投资估算

7. 技术经济分析

1. 产品方案和产品规模

义马煤业综能有限责任公司现正在建设一套30万吨/年的甲醇项目，由于现在甲醇市场效益的降低，公司预以现有的流程生产乙二醇产品。原有的气化、变换、甲醇洗等装置不变，公用工程规模做相应大小的修改，增上H2/CO分离、草酸二甲酯合成、乙二醇合成和精馏等装置，达到生产乙二醇的要求。目前根据以前甲醇气化装置的能力，现在乙二醇正常操作的能力如下：

产品方案： 乙二醇

产品规模： 31.2万吨/年

操作时间： 8000小时/年

2. 工艺技术路线选择

传统乙二醇生产技术路线主要为石油路线，采用乙烯为原料，通

过环氧乙烷再生产乙二醇；由于石油价格的不断攀升，以及中国的石油缺口越来越大，使得采用以煤为原料，通过合成气生产乙二醇技术得到快速发展，并使得以煤为原料代替石油路线生产乙二醇成为可能。

日本宇部兴产采用合成气（CO+H2）生产草酸二甲酯的工业化生产装置已经稳定运行了20多年，且宇部兴产也对草酸二甲酯加氢生产乙二醇进行了催化剂筛选和实验室试验，并获得了很高的转化率和选择性。

因此，本技术方案拟采用日本宇部的草酸二甲酯生产技术，以及宇部筛选的催化剂加氢生产乙二醇。

工艺流程简述

气化技术采用美国SES公司的U-gas气化工艺。 3.1 煤干燥 来自煤贮运的原料煤，通过皮带送入四齿辊破碎机，破碎到8mm后，去干燥窑进行干燥，干燥后的煤水分不超过6.87％。 3.2 气化 干燥后的煤粉通过管状皮带输送到气化框架上的缓冲煤斗，通过锁斗、加料罐把煤粉送入的气化炉，在蒸汽和纯氧的作用下，气化成粗煤气。气化压力1.2MPa、温度1050℃。未反应的煤粉通过第一旋分分离器和第二旋风分离器后循环至气化炉。粗煤气通过余热锅炉回收热量后去高效旋风分离器。

3.3 除尘

除尘系统由高效旋风分离器、陶瓷过滤器及输粉装置以及湿法洗涤组成。

3.4 变换

来自气化装置的合成气中，H2/CO比例不符合乙二醇合成的需要，需要设置变换工段，调整H2和CO的比例，使H2/CO≈2。变换工艺采用国产耐硫变换催化剂，自行设计。变换采用部分变换流程，使得出变换的合成气的干气中CO含量约为20%左右。为了回收变换的反应热，并满足脱硫脱碳的需要，设置变换废锅副产低压蒸汽，并加热锅炉给水和脱盐水，最终变换气采用空冷和循环水冷却到40℃，送脱硫脱碳。

3.5 脱硫脱碳

脱硫脱碳工艺采用具有自主知识产权的低温甲醇洗工艺。来自变换工段的合成气从洗涤塔下部进入脱硫脱碳洗涤塔，与低温甲醇逆流接触，利用低温甲醇的吸收性能脱出CO2和硫化物。净化气送往H2/CO分离工段。溶解了CO2和硫化物的甲醇溶液采用减压闪蒸、气提脱出CO2放空。含硫化物的甲醇采用蒸汽再生方法脱出硫化物。含硫化物气体经过浓缩后送硫回收工段。含水甲醇通过精馏回收甲醇。

3.6 硫回收

硫回收采用超级克劳斯工艺回收硫磺，尾气通过焚烧后放空。 3.7 H2/CO分离H2/CO分离采用先进的深冷和膜分离组合技术。 来自脱硫脱碳的CO/H2混合气，通过分子筛吸附脱出微量水和CO2后，进入冷箱，分离出符合要求的高纯CO。CO加压后送草酸二甲酯合成工段。 冷箱出来的富氢气，加压后采用专用膜获得高纯氢气。高纯氢气的CO采用特殊CO脱除剂脱除。脱除CO后的氢气送乙

二醇合成工段。3.8草酸二甲酯合成

草酸二甲酯合成系统采用日本宇部兴产已经安全运行20多年的草酸二甲酯合成技术，包括NO制取、羰基化、精馏系统。

NO采用HNO3还原获得，NO、甲醇反应生产亚硝酸酯。亚硝酸酯与CO在Pd催化剂存在下，进行羰基化反应，获得草酸二甲酯，草酸二甲酯反应的选择性高达97～98%。经过精馏后，获得高纯草酸二甲酯和少量碳酸二甲酯。

3.9 乙二醇合成

草酸二甲酯加氢生产乙二醇装置，采用日本宇部公司筛选的加氢催化剂，包括草酸二甲酯加氢和乙二醇分离系统。草酸二甲酯在Cu催化剂存在下，与H2进行加氢反应，获得乙二醇和甲醇。反应中，草酸二甲酯转化率为100%，选择性为97～98%。通过精馏，甲醇返回草酸二甲酯合成工段作为原料，乙二醇作为产品输出，乙二醇达到聚合级要求。

3.10 空分装置

气化需要用32908Nm3/h，压力为1.6MPa，羰基化需要氧气6770Nm3/h，压力为0.5MPa。建设一套46000Nm3/h的空分系统，按照压力要求分别供应气化和羰基化装置。

以上的H2/CO分离、草酸二甲酯合成、乙二醇合成为在甲醇装置上增加的装置，空分装置则能力由原来的40000Nm3/h增大到46000Nm3/h。脱硫脱碳工段吸收部分需要根据要求进行相应的修改。

4. 公用工程简述

4.1 总图规划

本项目30万吨/年乙二醇装置，按照有关规范，总平面布置占地为630x380m2。

4.2 锅炉、热电系统

根据热量平衡，本项目需要9.81MPa、540℃蒸汽437.31t/h，原来设置的240t/h高温高压锅炉2套不需要变化，正常生产时，负荷率为92%。

本项目用电量高达54184kw，低压蒸汽1.6MPａG用量达到486.28t/h。

空分空压机采用抽凝透平驱动， CO2压缩机、循环水泵Ⅱ、加氢循环压缩机、变换气压缩机、冰机采用背压透平驱动，驱动蒸汽为 9.81MPa、540℃蒸汽。为了补充生产中的锅炉给水损耗，设置脱盐水装置一套。

4.3 给排水

本项目需要循环冷却水28413m3/h，采用单台4800m3/h的冷却塔6套。现在甲醇项目设计的为8套，可减少2套。详见全厂水平衡图

本项目的清净排水和污水处理排水采用中水回用系统，回收水作为循环水补充水。

本项目需要新鲜水764.8吨/小时，由界区外供应。

5. 消耗（以生产1吨乙二醇计）

序号 名称 规格 单位 单位消耗

1 原料煤 3.07 t

2 甲醇 工业级 70 kg

3 硝酸 98% 18 Kg

4 水 0.4MPa 19.61 m3

5 电 1736.67 Kwh

6 燃料煤 2.72 t

7 城市煤气 19.44 Nm3

6. 总进度计划

由于乙二醇软件包设计，引进设备，循环氢气压缩机采购等周期的影响，整个项目机械竣工推迟到2012年10月，详见附表：总进度计划表。

7. 投资估算

义马煤业综能新气体有限责任公司煤制乙二醇项目。工程设计范围包括：气化装置、净化装置、空分装置、CO2提纯、火炬、甲醇蛋白装置、乙二醇装置等工艺主装置以及与主装置相配套的罐区、冷东站、空压站、分析、控制室、锅炉系统、循环水系统、仓库等辅助工程、公用工程内容。

投资估算详见《总估算表》。

本项目报批总投资为408895.83万元，其中建设投资387987.16万元，建设期贷款利息14029.50万元，铺底流动资金为6879.18万元。本项目建设投资为387987.16万元，分项如下： 设

备购置费195729.73万元，占建设投资的50.45%；主要材料费36114.66万元，占建设投资的9.31%； 安装工程费22050.89万元，占建设投资的5.68%； 建筑工程费44401.13万元，占建设投资的 11.44%； 其它工程费89690.74万元，占建设投资的23.12%。 东华工程科技股份有限公司

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炉系统、循环水系统、仓库等辅助工程、公用工程内容。 投资估算详见《总估算表》。

本项目报批总投资为408895.83万元，其中建设投资387987.16万元，建设期贷款利息14029.50万元，铺底流动资金为6879.18万元。 本项目建设投资为387987.16万元，分项如下： 设备购置费195729.73万元，占建设投资的50.45%； 主要材料费36114.66万元，占建设投资的9.31%； 安装工程费22050.89万元，占建设投资的

5.68%； 建筑工程费44401.13万元，占建设投资的 11.44%； 其它工程费89690.74万元，占建设投资的23.12%。

8. 技术经济分析

7.1 计算基准

原、辅材料 含税单价 不含税单价 备注

原料煤 320元/t 273.50元/t 甲醇 2500元/吨 2136.75元/吨 硝酸

2000元/吨 1709.40元/吨

催化剂及化学品 400元/吨 341.88元/吨 按吨产品计 电 0.55元/kwh 0.47元/kwh 水 4.15元/吨 3.67元/吨 燃料煤 320元/t 273.50元/t 城市煤气 1.30元/Nm3 1.15元/Nm3

产品名称 含税单价 不含税单价 备注 乙二醇 6000元/吨 5128.21元/吨 碳酸二甲酯 6000元/吨 5128.21元/吨 硫磺 950元/吨 811.97元/吨 城市煤气 1.30元/Nm3 1.15元/Nm3 液氮

550元/m3

470.09元/m3

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液氧 550元/m3 470.09元/m3 硫氨 650元/t 555.56元/t 食品级CO2 650元/t

555.56元/t

7.2 计算结果

本项目技术经济计算结果详见《效益指标汇总表》