国内外乙二醇的生产和需求情况

1.国内外乙二醇的生产和需求情况，产品的价格分析1.1国内外乙二醇的生产情况近年来，随着全球聚酯产品市场消费的急剧增长，世界乙二醇的生产发展很快。2006年世界乙二醇的总生产能力只有1955.5万吨，2009年增加到2313.5万吨。截止到2010年10月底，世界乙二醇的总生产能力达到约2565.3万吨，同比增长约10.88%，其中北美的生产能力为484.6万吨/年，约占世界乙二醇总生产能力的18.89%；中南美地区的生产能力为40.9万吨/年，约占世界总生产能力的1.59%；西欧地区的生产能力为129.1万吨，约占世界总生产能力的5.03%；中东欧地区的生产能力为83.6万吨/年，约占世界总生产能力的3.26%；中东地区的生产能力为747.9万吨/年，约占世界总生产能力的29.15%；亚洲地区的生产能力为1077.0万吨，约占世界总生产能力的41.98%；世界其他地区的生产能力为2.2万吨/年，约占世界总生产能力的0.09%。随着我国乙二醇生产能力的不断增加，产量也不断增加。2000年我国乙二醇的产量只有90.75万吨，2005年增加到110.08万吨，2000-2005年产量的年均增长率为3.94%。2008年产量为186.80万吨，同比增加约4.76%，2003-2008年产量的年均增长率为14.02%。2009年产量约为195.0万吨，同比增长约4.4%。1.2国内外乙二醇的需求情况2010年美国乙二醇的总生产能力为288.1万吨，约占世界乙二醇总生产能力的11.23%；2009年，中南美地区乙二醇的消费量为32.9万吨，同比减少约3.23%，约占世界总消费量的1.83%，其中产量为19.5万吨，进口量为21.6万吨，出口量为8.2万吨。2009年我国乙二醇的表观消费量为777.14万吨，同比增长约10.15%，约占世界乙二醇总消费量的43.24%，其中产量为195.0万吨，进口量为582.81万吨，出口量为0.67万吨。1.3产品价格分析乙二醇进口业务都是以美金计价。2012年华西村交易所推出了乙二醇的人民币电子盘交易，其成交价格及走势对乙二醇的进口美金价格和走势产生了较大的影响。下面将根据历史数据总结乙二醇的价格区间及走势规律。2.可行性研究的依据、可行性研究的主要内容和论据、评价的结论性意见根据《国家战略性新兴产业发展“十二五”规划》，新一代信息技术、生物、节能环保、高端装备制造产业将成为支柱产业，新能源、新材料、新能源汽车产业将成为先导产业。我国乙二醇需求量稳步长，增国能产能不足，市场缺口比较大，煤制乙二醇有很大的发展空间。我国是一个多煤的国家，所以原材料丰富，而且价格比较低廉，适合我国能源结构。目前，煤制乙二醇技术处于工业示范阶段，首先实现工业化的企业较大的利润和发展前景。但是，在煤制乙二醇的发展行业中也要有全面考虑。首先，要考虑原料来源，不要盲从，考虑原料的运输费用；其次考虑产品开发，使得煤得到充分利用；还要考虑乙二醇的供需状况，以免供需失衡，造成资源浪费。3.产品的生产方案及生产规模，原材料、燃料及水电气的来源与供应3.1产品的生产方案目前乙二醇的工业生产方法主要是由乙烯经过银催化剂上的气相氧化生成环氧乙烷，再进行液相非催化水合制得乙二醇产品。该工艺路线完全依赖于不可再生的石油资源，随着近年来国民经济的长足发展，我国石油消费一直呈上涨趋势。面临世界石油资源的日渐短缺，开辟新的乙二醇生产工艺路线成为研究热点。3.1.1石化路线合成乙二醇方法概述在石化路线中有环氧乙烷（EO）直接催化水合法和碳酸乙烯酯(EC)法路线，EC路线又分EC直接水合生产EG、EC法和甲醇反应联产EG、碳酸二甲酯(DMC)法。上述方法的基础首先是乙烯氧化生成环氧乙烷，因而环氧乙烷的生产效率直接关系到石化路线生产乙二醇的成本。1938年英国UCC公司首先建立了乙烯通过银催化剂气相氧化生产环氧己烷(EO)的工业装置，环氧乙烷再与水蒸气反应合成乙二醇，从而开始了乙二醇大规模工业化生产的时代。目前乙二醇的生产基本上是以乙烯为原料，通过EO非催化液相水合法进行，而银则是乙烯氧化制环氧乙烷唯一有效的催化剂。通过对环氧乙烷生产成本的分析表明，原料乙烯的消耗占生产成本的70％，所以工业上EO、EG生产技术的进展很大程度上取决于EO催化剂的选择性的进一步提高，以实现有效的节约乙烯，提高经济效益。总的来说，虽然人们对石化路线合成乙二醇的催化剂、水合效率等进行了大量研究工作，但这种工艺任存在乙烯氧化制环氧乙烷的选择性较低；环氧乙烷水合副产物多（主要为二乙二醇、三乙二醇），分离精制工艺复杂，能耗大；原料乙烯是石油产品，伴随原油价格逐渐上涨，产品的经济性会逐渐降低等问题。3.1.2合成气直接合成乙二醇合成气直接合成乙二醇反应的催化剂体系一般采用铑的羰基络合物，日本宇部兴产开发出了新型铑钌双金属催化剂，在86Mpa、2300C的条件下进行液相反应，获得EG选择性为70％～80％，时空收率达到416g／(Lcat·h)。由于反应条件苛刻，副产大量的甲酸酯，EG的收率和选择往较低，较难实现工业化。目前，合成气直接合成乙二醇技术仍处于实验室阶段。3.1.3合成气经草酸二甲酯间接合成乙二醇合成气间接法合成乙二醇，即从一氧化碳出发，偶联得到草酸二酯，然后经草酸二酯催化加氢制乙二醇的C1路线，是近来被公认为技术性和经济性较好的一种工艺路线。这种路线在上世纪八、九十年代在我国得到了广泛的重视，国家科技部和化工部曾列为“八五”重点攻关项目，由国内几家著名研究单位开展了合成气经草酸二酯合成乙二醇的研究，初步显示了良好的应用前景。合成气法制乙二醇工艺核心技术包括CO气相偶联合成草酸二甲酯和草酸二甲酯加氢制乙二醇两个关键过程。（1）草酸二甲酯制备草酸二甲酯制备主要由两步化学反应组成。第1步为CO在催化剂的作用下，与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO，称为偶联反应；第2步为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯，称为再生反应，生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为:2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+H2O（2）草酸二甲酯加氢制乙二醇采用草酸酯加氢生产乙二醇的工艺可分为以Ru等贵金属催化剂为主的液相均相加氢法和以铜基催化剂为主的非均相气相或液相加氢法。由于均相液相加氢需在高压下进行，产品的分离回收困难，人们更倾向于采用负载型催化剂进行气相催化加氢。研究普遍认为使用Cu／Si02催化体系产品收率高，乙二醇选择性好。草酸二甲酯加氢是一个串联反应，首先DMO加氢生成中间产物乙醇酸甲酯(MG)，MG再加氢生成乙二醇，总反应、主反应方程式如下：(COOCH3)2＋4H2=(CH2OH)2+2CH3OH3.1.4结语通过以上比较：以环氧乙烷为原料生产乙二醇的传统方法目前处于主导地位。但由于石油资源正日益减少，使得其价格不断攀升；而以天然气为原料，经乙烯生产环氧乙烷最后合成乙二醇的工艺尚未实现大规模生产，从长远来看，这必将使以环氧乙烷为基本原料的各种乙二醇制备方法成本受到很大影响。相比之下，以合成气为原料生产乙二醇则具有来源范围广、价格低、原子经济眭高等优点，前景十分广阔。目前已有各种生产乙醇酸乙酯的工艺存在条件苛刻、产量不足、原料稀缺且价格较高等多种弊端，严重阻碍其工业化进程，急需新工艺路线进行补充和替代。寻找一条非石油路线合成乙二醇成为研究的热点。我国是富煤，少油的国家，采用煤制乙二醇不仅具有重要的经济意义，并且具有重要的战略意义。因而由煤制合成气用乙二醇和碳酸二甲酯联产法的间接方法，替代石油路线最有可能成功实现产业化的技术。3.2主要原材料供应本项目主要原材料为高岭土、无机非金属合成材料，其中主要原材料高岭土为企业矿区自产获得。3.3燃料供应本项目燃料主要为煤气，利用项目企业矿区碳质页岩经过煤气发生炉生产煤气，作为企业生产燃料。3.4给水本项目生产用水及生活用水均采取打井汲取地下水的方式解决，预计井深100米，出水量可满足生产运行需求。3.5排水本项目区排水主要为生活污水，污染较小。3.6供电用电计算负荷7000kW，需用系数0.9，实际功率6600kW，同时利系数取0.7，年工作时间为7200小时，则年用电量为4276.8万kWh。4.工艺技术初步方案，主要设备的选择4.1工艺技术初步方案4.1.1本项目以煤制合成气为原料，采用草酸酯法生产乙二醇。首先CO气相催化反应合成中间产品草酸二甲酯，然后草酸二甲酯催化剂加氢生产乙二醇。合成气间接法生产乙二醇的主要反应包括一氧化碳(CO)与亚硝酸甲酯(MN)生成草酸二甲酯(DMO)的羰化反应，草酸二甲酯加氢生成乙二醇(EG)的反应，一氧化氮、氧气和甲醇生成亚硝酸甲酯的酯化再生反应，亚硝酸钠、硝酸反应生成一氧化氮。具体过程如下：（1）原料气制备低压煤气化制一氧化碳2C+O2=2CO间歇法制半水煤气，再经高变低变制得氢气C+H2O=CO+H2CO+H2O=CO2+H2（2）草酸二甲酯合成CO气相偶联合成草酸二甲酯(DMO)由两步化学反应组成。首先为CO在催化剂的作用下，与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO，称为偶联反应，反应方程式如下：2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2+2NO其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯，称为再生反应，反应方程式如下：2NO+2CH3OH+1/2O2=2CH3ONO+H2O生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为：2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+H2O（3）草酸二甲酯加氢制取乙二醇草酸二甲酯加氢是一个串联反应，首先DMO加氢生成中间产物乙醇酸甲酯(MG)，MG再加氢生成乙二醇。主反应方程式如下：(COOCH3)2+4H2=(CH2OH)2+2CH3OH4.1.2工艺步骤金煤化工煤制乙二醇自主技术主要工艺包括七个步骤：第一是氨与空气在氨氧化炉内高温氧化得到氨氧化物；第二是氨氧化物与甲醇、氧气氧化酯化生成亚硝酸甲酯；第三是工业一氧化碳原料气体的催化脱氢净化；第四是亚硝酸甲酯与一氧化碳氧化偶联生成草酸二甲酯；第五是草酸二甲酯催化加氢生成乙二醇；第六是乙二醇混合物的精馏；第七是尾气循环使用和消除污染排放。4.1.3工艺总流程第一步，原料气的制备、净化及变换一氧化碳气体的制备，通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气，炉气经脱硫净化送到下一工序；氢气的制备，通过间歇制气法制得半水煤气，炉气经脱硫净化，接着进行高温变换和低温变换，制得氢气。第二步，一氧化碳原料气的再净化处理从合成气净化装置出来的一氧化碳原料气，采用催化氧化技术除去氢和氧，最后以分子筛脱水。再按一定比例混入普氧或空气，并送入载有催化剂的固定床反应器中，催化反应同时除去所含的氢气和氧气。其催化剂是负载有铂族金属或它们的盐的载体催化剂。金属主要是铂、钯或铂-钯合金。其盐可以是硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、草酸盐、醋酸盐、卤化物及其络合物等。金属含量为载体重量的0.05%-5%。载体可采用硅胶、浮石、硅藻土、活性碳、分子筛及氧化铝等物质。反应温度在50-400℃，最好在80-250℃。接触时间在0.5-10s。最后再导入分子筛床层常温脱水。气体中所含氮、二氧化碳、甲烷、氩不必除去。净化后气体中有害杂质含量控制在硫化物≤1.15mg/kg(1.15ppm)，NH3≤200mg/kg(200ppm)，H2≤100mg/kg(100ppm),O2≤1000mg/kg(1000ppm），H2O≤100mg/kg(100ppm)。该混合气体即可作为合成草酸酯的一氧化碳原料气。第三步，草酸酯的合成将净化后的一氧化碳原料气与亚硝酸酯混合，其含量（体积分数）为：一氧化碳为25%-90%，亚硝酸酯为5%-40%，导入装有以氧化铝作载体的钯催化剂的列管反应器中进行催化反应。金属含量为载体中的0.1%-5%，接触时间为0.1-20s。反应温度为80-200℃。反应产物经冷凝分离后得草酸酯。第四步，尾气再生将分离了草酸酯的反应尾气导入再生塔，按NO与O2分子比为4.1：6.5，配入氧气氧化，按醇与NO