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20萬噸煤制乙二醇項目順利打通全線工藝流程，生產出合格乙二醇產品。這項歷經20多年研發(fā)的技術終獲成功，對我國的能源化工產業(yè)發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義，并標志著我國采用自主技術在世界范圍內率先開創(chuàng)了工業(yè)化煤制乙二醇的先河。
技術全球首創(chuàng)
中科院福建物構所應用化學中心主任、煤制乙二醇攻關組組長姚元根研究員介紹，目前乙二醇制備技術路線主要有兩種：一是石油路線，采用環(huán)氧乙烷水合法，其優(yōu)點是技術成熟，應用面廣，收率為90%，但缺點也十分明顯，依賴石油資源、水耗大、成本高；另一種方法就是煤制乙二醇技術路線，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注的一項技術。姚元根提出，國外技術未能實現工業(yè)化的原因，在于沒能獲得核心催化劑的關鍵制備技術和工業(yè)一氧化碳深度脫氫凈化等系列關鍵工藝和技術，以及關鍵單元的技術集成。他表示：“我們成功實現了工業(yè)化的煤制乙二醇自主技術，具有成本低、能耗低、水耗低、排放低等特點，十分適合我國缺油、少氣、煤炭資源相對豐富的資源國情。”
姚元根介紹說，金煤化工煤制乙二醇自主技術主要工藝包括七個步驟：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。其技術的獨到之處有兩方面：一是全部采用工業(yè)原料，切實解決了工業(yè)化應用問題；二是該技術覆蓋了整個工藝流程和脫氫、合成、加氫三種催化劑技術。他們同時獲得了四項相關知識產權，分別為氣相催化合成草酸酯連續(xù)生產工藝，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)經歷不凡
記者在采訪中了解到，我國自主煤制乙二醇技術的研發(fā)經歷了曲折不平凡的歷程。1982年，我國開始該項技術的小試，1993年通過了國家“八五”攻關項目200毫升催化劑規(guī)模及1000多小時催化劑壽命考察。
在隨后的10年間（1995～2004年），他們雖然通過各種渠道積極組織中試，但一直沒有獲得成功。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、機制問題，中科院福建物構所重新組織了攻關小組，再次啟動了該項技術的研發(fā)，并得到了國家科技部、中科院、福建省和技術合作方的大力支持。他們重點攻關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、乙二醇產品能否達到優(yōu)質標準等幾個關鍵技術問題。終于在2006年12月，金煤公司實現了百噸級中試成功，2007年完成萬噸級工業(yè)試驗，同時開始百萬噸級工業(yè)化裝置籌建。
2009年3月，萬噸級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了中科院專家團隊的鑒定。鑒定結果顯示，該成套技術處于國際領先水平，符合循環(huán)經濟三原則要求，完全擁有自主知識產權，技術指標達到了設計要求，具備了建設大規(guī)模工業(yè)化生產裝置的條件。該技術的推廣應用可替代傳統(tǒng)的石油路線制備乙二醇。該成套技術應用于20萬噸煤制乙二醇裝置獲得成功，2009年12月，實現了規(guī)模工業(yè)化生產。
戰(zhàn)略意義重大
姚元根等有關專家在接受記者采訪時指出，乙二醇是戰(zhàn)略性的大宗化工基本原材料，市場容量僅次于乙烯和丙烯，大量用于聚酯纖維和制冷劑的生產。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800萬噸左右，但產能不到200萬噸，進口量達500萬噸，遠遠不能滿足國內需求，制約了我國聚酯及下游產業(yè)的發(fā)展。因此，該技術的工業(yè)化應用成功將有效緩解我國乙二醇產品供需矛盾，對國家的能源和化工產業(yè)將產生積極影響，具有重要的科學意義、突出的技術創(chuàng)新性和顯著的社會經濟效益。
我國煤制乙二醇成套工藝技術的開發(fā)運用是科研成果、資本力量、工程能力、資源優(yōu)勢有機結合和共贏發(fā)展的過程，開創(chuàng)了我國技術產業(yè)化的新模式。