李逢琦，赖达辉，高智荣
（陕西榆能化学材料有限公司，陕西 榆林719302）
［摘 要］某400 kt/a煤制乙二醇装置采用宁波中科远东催化工程技术有限公司两步法乙二醇合成工艺，于2023年10月建成投产，2024年10月实现达产达标，设计甲醇单耗（吨乙二醇消耗甲醇量）为0.03 t/t，而实际生产中，通过精心控制与优化管理，该乙二醇装置完全可以将甲醇单耗降至0.025 t/t。基于该煤制乙二醇装置的实际情况，分析与探讨煤制乙二醇装置中甲醇的作用（甲醇既是原料又是产品，既是溶解剂又是吸收剂，既是冷却剂又是清洗剂），提出通过反应过程控制、中间产物控制、溶剂和吸收剂控制、热量转移控制、副反应控制、随副产品流失控制，并优化操作、加强生产管理等，可有效降低煤制乙二醇装置的甲醇单耗，提升经济效益。
［关键词］煤制乙二醇装置；甲醇的作用；原料与产品；溶解剂与吸收剂；冷却剂与清洗剂；甲醇单耗；优化措施
［中图分类号］TQ223.16+2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）04-0070-04
0 引 言
国内某企业400 kt/a煤制乙二醇装置原料气制备工艺为科林粉煤气化（2台气化炉，两开无备，设计单炉投煤量55 t/h、操作压力3.5～4.5MPa、操作温度＜1 350 ℃）、耐硫变换、大连佳纯低温甲醇洗、CO深冷分离、PSA提氢，合成气制乙二醇采用宁波中科远东催化工程技术有限公司两步法合成工艺（第一步合成气制草酸二甲酯，第二步草酸二甲酯加氢制乙二醇）。装置于2023年10月建成投产，2024年10月实现达产达标。
煤制乙二醇装置生产过程中，甲醇既是原料又是产品，既是溶解剂又是吸收剂，既是冷却剂又是清洗剂。首先，甲醇既是原料又是产品，甲醇与NO、O2反应生成亚硝酸甲酯（MN），MN与CO在催化剂的作用下发生羰化反应生成草酸二甲酯（DMO），DMO加氢生成乙二醇的过程中会同时生成甲醇，甲醇再通过精馏回收返回前工序制备亚硝酸甲酯（MN）；其次，甲醇作为溶解剂，具有良好的溶解性，能有效地吸收与溶解DMO，防止其在生产过程中沉积或堵塞管道；再者，甲醇作为吸收剂，用于去除与分离合成气中的DMO，保证下游系统运行的安全性与稳定性；再有，甲醇作为冷却剂，在系统中发挥着重要作用，特别是在DMO再生系统中，甲醇蒸发可以吸收大量的热量，帮助控制反应温度；最后，在羰基化反应和加氢反应中，甲醇可用于清洗和冲洗催化剂，减少催化剂因水分和硝酸盐的影响而受损，延长催化剂的使用寿命。该煤制乙二醇装置设计消耗甲醇120 kt/a，设计甲醇单耗（吨乙二醇消耗甲醇量）为0.03 t/t[一般煤制乙二醇装置因产能相对较小（多在200 kt/a）、投产时间较早及工艺技术不够成熟等方面的原因，甲醇单耗通常会高出30%～60%]；实际生产中，通过精心控制与优化管理，完全可以将甲醇单耗降至0.025 t/t。基于该煤制乙二醇装置的实际情况，以下就甲醇在煤制乙二醇生产过程中的作用及如何降低甲醇单耗等作一分析与探讨。
1 煤制乙二醇装置工艺流程简介
粉煤加压气化系统所产粗合成气分为两股，一股经热回收系统与脱盐水换热（副产蒸汽）后送低温甲醇洗系统脱硫脱碳，得到的净化气与PSA系统解吸气合并后送CO深冷系统分离得到CO产品气，送至乙二醇酯化系统与O2、甲醇生成DMO，CO深冷分离系统富氢气送至PSA系统制氢；另一股粗合成气经两段等温变换后送低温甲醇洗系统脱硫脱碳，得到的净化气与CO深冷分离系统的富氢气一起进入PSA系统制氢，H2产品气送乙二醇加氢系统与DMO反应生产乙二醇。PSA系统的解吸气经压缩机提压，小部分进入燃料气管网，大部分送至CO深冷分离系统入口以回收有效气。
合成气制乙二醇装置包括MN制备、酯化、偶联、加氢、精馏等系统。空分装置送来的O2与甲醇、氮氧化物发生酯化反应生成MN，MN与冷箱送来的CO在催化剂作用下生成DMO和氮氧化物，经分离后氮氧化物返回酯化系统回收利用，DMO经精馏后与PSA系统送来的H2在催化剂作用下发生加氢反应生成乙二醇和甲醇，并副产一元醇、二元醇，经分离、精馏后，甲醇送酯化系统回收利用，乙二醇作为产品销售，一元醇、二元醇作为副产品销售。
2 甲醇既是原料又是产品
2.1 酯化系统
更多内容详见《中氮肥》2025年第4期