乙二醇的生产

目前乙二醇的生产方法主要有两种:石油路线和非石油路线。石油乙烯制乙二醇主要有三种生产工艺,即环氧乙烷(EO)水合、环氧乙烷经中间体合成乙二醇以及联产乙二醇和碳酸二甲酯。非石油路线主要有两种生产工艺,即直接合成和间接合成。

石油路线生产技术

环氧乙烷水合法。环氧乙烷水合是当今世界生产乙二醇的主要方法。在这种方法中,环氧乙烷通常与水混合,然后与离开水解反应器的乙二醇和水的混合物进行热交换,预热后进入水解反应器进行水解。由于上述工艺耗水量大、转化率低,直接催化水合技术近年来受到重视,其中以壳牌公司的非均相催化水合法和陶氏公司的均相催化水合法具有代表性,陶氏公司的MeteorEG300催化剂也已在示范装置上运行,乙二醇选择性达95%以上。

由环氧乙烷通过中间体合成乙二醇的工艺。目前由环氧乙烷通过碳酸乙烯酯生产乙二醇的工艺比较成熟。壳牌欧米伽工艺是环氧乙烷与二氧化碳反应生成碳酸乙烯酯,然后在催化剂的作用下水解生成乙二醇和二氧化碳。该工艺从EO到EG的选择性大于99%,高于传统工艺,降低了装置的投资、能耗和物耗。已在韩国乐天大山公司等乙二醇工厂实现工业化。日本旭化成公司通过环氧乙烷与二氧化碳反应,然后与甲醇进行酯交换反应,生产聚碳酸酯(PC)和乙二醇。该工艺在台湾省旭化成有限公司实现了商业化

碳酸二甲酯与乙二醇的联产。乙二醇联产碳酸二甲酯(DMC)的方法是德士古化学公司近年来开发的。目前国内还没有该工艺的工业化生产装置。非石油路线生产技术

直接合成法是最简单有效的方法。但是,直接合成法反应条件苛刻,需要高温高压催化剂,催化剂铑非常昂贵。同时产生大量副产物甲酸盐,反应的转化率和选择性较低,因此没有得到广泛的推广和应用。

间接合成法是煤气化制合成气,再由合成气合成草酸二甲酯,再进一步反应合成乙二醇。间接合成法工艺流程长,步骤复杂,设备类型复杂,副产物多。目前,这种工艺在国内建筑中应用广泛。

2007-2017中国乙二醇产能和产量变化

全球乙二醇市场已呈现产能过剩、需求增长缓慢的局面,而具有资源优势的中东地区正在规划和建设大量石化装置,包括大型乙二醇装置和聚酯装置,世界乙二醇生产的重心正在向东部地区特别是中东地区转移。同时,中国国内乙二醇产能短期内无法满足市场需求,近几年将主要依赖进口。2019之前,国内乙二醇产能将新增约40万吨/年,但煤制乙二醇产能潜力巨大。据统计,目前在建和拟建的煤制乙二醇产能超过200万吨/年。2007年至2017年,我国乙二醇产能年均增长率约为16.6%,产量年均增长率约为16.1%。

未来,国内乙二醇行业将呈现原料多元化、竞争激烈的局面。国内石油路线乙二醇将面临从中东进口乙二醇和用国内煤炭生产乙二醇的双重压力,市场竞争将进一步加剧。这种竞争会促进整个行业的科技发展和进步,有利于下游企业的健康发展。

2017年全国乙二醇生产企业19家,总产能527万吨/年,产量约460.5万吨;煤制乙二醇生产企业10家,总产能287万吨/年,产量约1.54万吨。生产区域主要集中在华东地区,总产能为363万吨/年,占全国产能的44.5%。主要原因是乙二醇最大的下游聚酯行业生产集中在华东地区,因此该地区乙二醇产能相对集中。

我国绝大多数乙二醇生产企业为大型国有石化企业,其中11属于中国石化公司,总产能为321万吨/年,约占我国乙二醇总产能的39.4%。中国有5家石油公司,总产能为77万吨/年,占国内总产能的7.8%。中国海油1,产能35万吨/年,约占国内总产能的4.3%。另外还有一家辽宁华锦化工(集团)有限公司,2010乙二醇行业新增生产企业,现有产能20万吨/年,约占国内总产能的2.5%。截至2017年末,全国煤基乙二醇生产企业11家,分别为新疆天业、河南金庸化工、辽通晋煤、鲁花恒盛、湖北化肥、怀化集团、新航能源、阳煤神州、阳煤首阳、阳煤平定。

未来几年,新的石油乙烯法乙二醇项目将明显增加。除2018投产的中海壳牌二期工程外,还将新增40万吨/年的乙二醇,并建设大型乙二醇装置,包括恒力石化、浙江石化、中化全洲乙烯和洪升石化。最近两年将有超过10套新增乙二醇装置投产,新增产能超过200万吨/年。