让焦炉气减排 为乙二醇添绿

　　焦炉煤气制乙二醇技术是以焦炉煤气为原料制取合成气，进而合成乙二醇的新型煤焦化工艺路线。中国化学所属东华工程科技股份有限公司(以下简称“东华科技”)开发的一种“焦炉煤气补碳转化制乙二醇合成气工艺”，开创性地利用甲烷/二氧化碳重整技术，将二氧化碳转化为一氧化碳，解决了同类技术中存在的蒸汽/燃料耗量高、甲烷转化率低、一氧化碳不足、氢气严重过剩等问题，实现了二氧化碳的资源化利用，并在较大程度上降低了能耗，具有良好的经济、环保效益和技术通用性。该技术也因此于近日获国家知识产权局颁发的第24届中国专利银奖。

应用焦炉煤气补碳转化制乙二醇合成气工艺的某乙二醇项目

　　创新焦炉煤气利用技术

　　乙二醇工艺路线分为石油化工路线和非石油路线。在我国石油高度依赖进口的背景下，发展非石油路线的合成气制乙二醇技术具有战略意义。东华科技开创了国内非石油路线生产乙二醇的技术先河，其开发的合成气制乙二醇技术荣获全国质量创新大奖等多项荣誉，在国内市场占有率超过70%。

　　然而，在以焦炉煤气制取合成气的生产过程中，企业往往无法充分利用外部碳源，导致得到的合成气中氢气、一氧化碳比例严重失调，影响经济效益的同时还会带来环保问题。

　　为解决制约焦化行业发展乙二醇产业的技术难题，东华科技从2013年开始就进行焦炉煤气制乙二醇技术的创新研发。依托公司在天然气化工、焦炉煤气化工、合成气制乙二醇技术领域丰富的经验成果，东华科技着力推动焦炉煤气转化单元核心技术攻关，探索打通焦炉煤气制乙二醇可持续发展的通道。

　　东华科技研发人员反复研究反应机理，汇总、比对大量模拟计算数据，分析不同类型重整工艺对重整后合成气成分的影响因子，对反应器做流场模拟，以及和国内外主要重整催化剂厂家专家进行研讨。经过4年的艰辛探索和实践，他们终于找到了攻克此技术难题的方法——在严格控制原料焦炉煤气中二氧化碳、甲烷比例的前提下，添加足量二氧化碳；在不会出现析碳反应的安全范围内最大程度降低水、甲烷的比例；采用抗积碳高活性镍基催化剂；同时，采用部分氧化工艺。

　　他们将以上工艺技术有机结合后，再配以安全高效的自动化控制系统，可有效调节转化炉出口合成气中氢气、一氧化碳比例，从而达到或接近乙二醇生产理想的原料气气体配比。在此基础上，东华科技开发了焦炉煤气补碳转化制乙二醇合成气工艺新技术，各项指标均优于同类技术水平。

　　实现资源效益最大化

　　据介绍，该技术应用的甲烷/二氧化碳重整技术，相较于同类技术，可以减少转化单元20%~30%的工艺蒸汽消耗和25%~35%的燃料消耗，不仅可以消耗工艺系统内部本身的二氧化碳，还可以消纳外部碳源，实现负碳，并可使下游乙二醇装置的产量提高25%~35%。

　　以一个200万吨/年焦化装置配套5.5万标准立方米/小时焦炉煤气综合利用项目为例：采用该技术后，转化单元的蒸汽消耗下降近30%，燃烧消耗下降25%，减少二氧化碳排放5820标准立方米/小时，同时乙二醇产量可增产33.3%。应用该技术可以为企业减排二氧化碳9.1万吨/年，节约运行成本约2500万元/年，增加产品收益约3600万元/年；同时，其制造成本较石油、煤炭等原料路线低600~1200元/吨，切实实现了焦炉煤气资源化利用和经济效益的最大化。

　　甲烷/二氧化碳重整技术，不仅适用于焦炉煤气，还适用于如天然气、页岩气、合成油尾气、炼厂干气等(富)甲烷气体的加工，是一种直接消耗二氧化碳制备工业气体、解决温室效应的有效手段。该技术可以大量转化利用二氧化碳而较少消耗蒸汽/燃料，有效缓解企业的碳减排压力，并为下游高附加值化学品提供适宜氢碳比的合成气原料。

　　打造技术应用产业生态

　　据介绍，该技术研发成功后，即得到山西多家煤焦化企业的青睐，迅速实现工业化应用并取得预期效果，为山西煤炭能源企业转型升级树立了新的标杆。

　　同时，东华科技积极贯通上下游产业链，努力打造技术应用产业生态。公司在催化剂、工程建设、副产品和节能降耗等后续延伸环节，提供全方位服务，还可以通过优化流程、应用节能降耗先进工艺及设备，实现乙二醇装置的大型化，提高能效水平。

　　此外，目前东华科技合成气制乙二醇技术已经迈入精细化阶段，原料结构可以实现煤、天然气、电石炉气、焦炉煤气或转炉气等碳氢工业尾气多种选择。公司还积极开拓乙二醇产业链相关产品，例如草酸、乙醛酸、草酰胺和聚乙醇酸等技术，以提高合成气制乙二醇技术的综合竞争力。据悉，东华科技承担(参与)的安徽省重大专项“乙二醇中间产品草酸二甲酯制备草酰胺关键技术研发”“乙二醇分离纯化技术开发及产业化”已顺利通过安徽省科技厅的验收，承担的中国化学科技专项“草酸电解制乙醛酸技术研发”也进入最后冲刺阶段。