12月上旬，備受業(yè)界矚目的全球首套工業(yè)化示范裝置——內蒙古通遼金煤化工公司煤制乙二醇項目一期工程、年產(chǎn)20萬(wàn)噸煤制乙二醇項目順利打通全線(xiàn)工藝流程，生產(chǎn)出合格乙二醇產(chǎn)品。這項歷經(jīng)20多年研發(fā)的技術(shù)終獲成功，對我國的能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著(zhù)重要的戰略意義，并標志著(zhù)我國采用自主技術(shù)在世界范圍內率先開(kāi)創(chuàng )了工業(yè)化煤制乙二醇的先河。
技術(shù)全球首創(chuàng )
中科院福建物構所應用化學(xué)中心主任、煤制乙二醇攻關(guān)組組長(cháng)姚元根研究員介紹，目前乙二醇制備技術(shù)路線(xiàn)主要有兩種：一是石油路線(xiàn)，采用環(huán)氧乙烷水合法，其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，應用面廣，收率為90%，但缺點(diǎn)也十分明顯，依賴(lài)石油資源、水耗大、成本高；另一種方法就是煤制乙二醇技術(shù)路線(xiàn)，以煤制成合成氣，再以合成氣中的一氧化碳（CO）和氫氣（H2）為原料制取乙二醇，這也是當今世界普遍關(guān)注的一項技術(shù)。姚元根提出，國外技術(shù)未能實(shí)現工業(yè)化的原因，在于沒(méi)能獲得核心催化劑的關(guān)鍵制備技術(shù)和工業(yè)一氧化碳深度脫氫凈化等系列關(guān)鍵工藝和技術(shù)，以及關(guān)鍵單元的技術(shù)集成。他表示：“我們成功實(shí)現了工業(yè)化的煤制乙二醇自主技術(shù)，具有成本低、能耗低、水耗低、排放低等特點(diǎn)，十分適合我國缺油、少氣、煤炭資源相對豐富的資源國情?！?/p>
姚元根介紹說(shuō)，金煤化工煤制乙二醇自主技術(shù)主要工藝包括七個(gè)步驟：第一是氨與空氣在氨氧化爐內高溫氧化得到氨氧化物；第二是氨氧化物與甲醇、氧氣氧化酯化生成亞硝酸甲酯；第三是工業(yè)一氧化碳原料氣體的催化脫氫凈化；第四是亞硝酸甲酯與一氧化碳氧化偶聯(lián)生成草酸二甲酯；第五是草酸二甲酯催化加氫生成乙二醇；第六是乙二醇混合物的精餾；第七是尾氣循環(huán)使用和消除污染排放。其技術(shù)的獨到之處有兩方面：一是全部采用工業(yè)原料，切實(shí)解決了工業(yè)化應用問(wèn)題；二是該技術(shù)覆蓋了整個(gè)工藝流程和脫氫、合成、加氫三種催化劑技術(shù)。他們同時(shí)獲得了四項相關(guān)知識產(chǎn)權，分別為氣相催化合成草酸酯連續生產(chǎn)工藝，一種回收、分離、提純一氧化碳氣體的新方法，草酸酯合成催化劑，一氧化碳催化偶聯(lián)合成草酸。此外，新型催化劑的研發(fā)取得突破：一氧化碳脫氫催化劑提高了效率，降低了飛溫的危險性；一氧化碳羰基合成催化劑有效地降低了催化劑中貴金屬的負載量；草酸酯加氫的催化劑使得乙二醇的選擇性從80%提高到了90%。
研發(fā)經(jīng)歷不凡
記者在采訪(fǎng)中了解到，我國自主煤制乙二醇技術(shù)的研發(fā)經(jīng)歷了曲折不平凡的歷程。1982年，我國開(kāi)始該項技術(shù)的小試，1993年通過(guò)了國家“八五”攻關(guān)項目200毫升催化劑規模及1000多小時(shí)催化劑壽命考察。
在隨后的10年間（1995～2004年），他們雖然通過(guò)各種渠道積極組織中試，但一直沒(méi)有獲得成功。2005年，在總結梳理以往科研成果的基礎上，針對存在的研究手段、微結構和機理、機制問(wèn)題，中科院福建物構所重新組織了攻關(guān)小組，再次啟動(dòng)了該項技術(shù)的研發(fā)，并得到了國家科技部、中科院、福建省和技術(shù)合作方的大力支持。他們重點(diǎn)攻關(guān)脫氫催化劑的選擇性和飛溫的危險性、合成催化劑的效率提高和成本降低、加氫催化劑的選擇性和壽命、乙二醇產(chǎn)品能否達到優(yōu)質(zhì)標準等幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。終于在2006年12月，金煤公司實(shí)現了百?lài)嵓壷性嚦晒Γ?007年完成萬(wàn)噸級工業(yè)試驗，同時(shí)開(kāi)始百萬(wàn)噸級工業(yè)化裝置籌建。
2009年3月，萬(wàn)噸級CO氣相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氫合成乙二醇成果通過(guò)了中科院專(zhuān)家團隊的鑒定。鑒定結果顯示，該成套技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，符合循環(huán)經(jīng)濟三原則要求，完全擁有自主知識產(chǎn)權，技術(shù)指標達到了設計要求，具備了建設大規模工業(yè)化生產(chǎn)裝置的條件。該技術(shù)的推廣應用可替代傳統的石油路線(xiàn)制備乙二醇。該成套技術(shù)應用于20萬(wàn)噸煤制乙二醇裝置獲得成功，2009年12月，實(shí)現了規模工業(yè)化生產(chǎn)。
戰略意義重大
姚元根等有關(guān)專(zhuān)家在接受記者采訪(fǎng)時(shí)指出，乙二醇是戰略性的大宗化工基本原材料，市場(chǎng)容量?jì)H次于乙烯和丙烯，大量用于聚酯纖維和制冷劑的生產(chǎn)。目前全球三分之一的乙二醇需求在我國。
2008年，我國乙二醇需求量在800萬(wàn)噸左右，但產(chǎn)能不到200萬(wàn)噸，進(jìn)口量達500萬(wàn)噸，遠遠不能滿(mǎn)足國內需求，制約了我國聚酯及下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，該技術(shù)的工業(yè)化應用成功將有效緩解我國乙二醇產(chǎn)品供需矛盾，對國家的能源和化工產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生積極影響，具有重要的科學(xué)意義、突出的技術(shù)創(chuàng )新性和顯著(zhù)的社會(huì )經(jīng)濟效益。
我國煤制乙二醇成套工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)運用是科研成果、資本力量、工程能力、資源優(yōu)勢有機結合和共贏(yíng)發(fā)展的過(guò)程，開(kāi)創(chuàng )了我國技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的新模式。