2012.10.25-醋酸酯化加氢制乙醇技术现状及应用前景分析

西南化工研究设计院概况CompanyOverview1958年化工部西南化工设计研究院1966年化工部西南化工研究院1996年化工部西南化工研究设计院1999年西南化工研究设计院转制成企业化工部第八设计院中国成达工程公司西南院为主要发起人组建四川天一科技股份有限公司集科研、技术开发、工程设计、工程承包、技术咨询、和产品生产为一体的原化工部直属重点技术开发型院所。西南化工研究设计院概况CompanyOverview国家碳一化学工程技术研究中心NationalCenterofC1ChemicalEngineeringResearch国家变压吸附技术研究推广中心TheNationalCenterofPSASeparationEngineeringResearch&Popularization中国化工学会煤化工专业委员会NationalSocietyofChemicalIndustry–CommitteeoftheCoalChemicalIndustry天然气化工专业委员会NaturalGasChemicalIndustryCommittee全国气体标准化技术委员会IndustrialGasStandardizationTechnicalCommittee工业排放气综合利用国家重点实验室StateKeyLaboratoryofIndustrialVentGasReuse西南化工研究院设计院SWRDICI全国煤化工标准化技术委员会NationalCoalChemicalStandardizationTechnicalCommittee西南化工研究设计院概况CompanyOverview天然气化工Naturalgaschemicalindustry煤化工Coalchemicalindustry碳一化工C1chemistry（Catalysis、ProcessTechnology）变压吸附（PSA）气体分离PSAgasseparationtechnology工业排放气净化与利用IndustrialVentGasReuse新能源与节能Newenergyandenergy-savingTechnologies环保技术与设备Environmentprotectiontechnologyandequipments特种气体与标准气体SpecialGasandStandardGas自动控制与仪器仪表ControlSystemandInstruments工程开发、工程咨询、工程管理consultation,projectdesign&projectgeneralcontract主要领域与研究方向ResearchAreas&Directions能源能源材料材料天然气煤炭工业排放气电石炉尾气焦炉气黄磷尾气甲醇、二甲醚甲烷F-T合成油甲醇二甲醚醋酸碳酸二甲酯甲酸甲酯甲醛合成烯烃MTO/MTP二甲醚化工醋酸乙烯醋酐醋酸酯聚碳酸酯（PC）甲酸二甲基甲酰胺N-甲酰吗啉（多）聚甲醛烯烃下游产品酚醛/脲醛树脂多元醇、含氮化合物乙二醇聚酯维尼纶合成气合成清洁燃料合成化工原料西南化工研究设计院概况CompanyOverview西南化工研究设计院概况CompanyOverviewTherepresentationofabovetechnologys,reachedthetoplevel,andleadingforwardtechnologicalprogressandindustrialdevelopment.代表性技术Representativetechnology国内市场占有率MarketshareGasSeparationTechnology(PSA)变压吸附（PSA）90%HydroCarbonconversionProcess&Catalyst烃类转化技术90%Low-PressureMethanolSynthesis低压合成甲醇技术50%MethanolCarbonylationtoAceticacid甲醇羰基化合成醋酸75%MethanoltoDimethylEtherTechnology甲醇制二甲醚技术80%MethanoldecompositiontoHydrogen甲醇制氢技术55%SynthesisandApplicationofFormylmorpholine甲酰吗啉技术85%UtilizationofIndustrialgasemissions工业排放气综合利用Commercial（商业化）…………西南化工研究设计院工业排放气综合利用国家重点实验室国家碳一化学工程技术研究中心2012-10-25醋酸酯化加氢制乙醇技术现状&应用前景分析报告人：王科目录1.项目开发背景2.技术进展及工艺流程4.技术经济效益3.应用及市场状况分析1.项目开发背景——醋酸行情20030050070040060080020052006200720082009201020112015产能产量表观消费量醋酸现状：2009年以后产能迅速释放，消费量增长缓慢，开工率不足，利润低趋势：产能继续扩张，产需矛盾更加突出1000万吨醋酸现有下游市场情景如何？新增产能是否有新的支撑点？1.项目开发背景——醋酸下游行情醋酸醋酸酯醋酸乙烯PTA醋酐氯乙酸双乙烯酮产能过剩产能过剩产能扩张，有过剩风险产能略过剩市场份额小市场份额小市场容量大前景好下游产业链疲软，缺乏新的增长点1.项目开发背景——我国乙醇行业概况乙醇-用于食品、化工、燃料、军工、医药等领域-乙醇生产以发酵法为主，主要原料为玉米、木薯-2011年生产企业159家，产量724.3万吨，行业总资产447.73亿元-乙醇产量未来5年将保持8~10%速度增长2011-2012年无水乙醇价格1.项目开发背景——乙醇价格醋酸乙醇中间物质2.技术进展及工艺流程2.技术进展及工艺流程酯化反应：CH3COOH+C2H5OH→CH3COOC2H5+H2O催化加氢：CH3COOC2H5+2H2→2C2H5OH总反应式：CH3COOH+2H2→C2H5OH+H2O（乙醇产品）乙醇产品氢气部分返回精馏加氢酯化醋酸醋酸乙酯粗乙醇乙酯产品2.技术进展及工艺流程——工艺路线I吨耗：1.31吨醋酸，975Nm3氢气总反应式：2CH3COOH+2H2→CH3COOC2H5+2H2O（乙酯产品）2.技术进展及工艺流程——工艺路线I醋酸乙酯H2醋酸粗醇粗酯加氢酯化吨耗：1.37吨醋酸，510Nm3氢气CH3COOCH3+2H2→CH3OH+C2H5OH反应：粗产品醋酸甲酯甲醇+乙醇+乙酸甲酯精制乙醇氢气精馏催化加氢粗乙醇+分离粗甲醇醋酸甲酯除水精制甲醇精馏粗乙酸甲酯分离2.技术进展及工艺流程——工艺路线II2.技术进展及工艺流程——工艺路线II项目水解工艺加氢工艺成本产品价值成本产品价值醋酸甲酯1.0t25001.0t2500氢气610Nm3732醋酸0.81t2268甲醇0.43t10750.43t1075乙醇0.62t4712增加值843元2555元注：计算标准按照（醋酸2800元/吨、甲醇2500元/吨、无水乙醇7600元/吨）从原料和产品角度：醋酸甲酯加氢路线的产品价值明显高于水解路线2.技术进展及工艺流程——加氢工艺流程2.技术进展及工艺流程——加氢工艺流程2.技术进展及工艺流程——开发过程2008年2009年2010年2011年小试催化剂开发完成中试试验编制20万吨级的软件包技术可靠性：由小试→模试→中试，完整的工艺开发过程技术完善性：成熟的可工业化的完整的工艺软件包，在建示范装置模试，建中试催化剂定型技术完整性：“合成气→甲醇→醋酸→乙醇”完整的自主知识产权技术技术支撑：国内先进的气体提纯和分离技术2.技术进展及工艺流程——技术特点技术特点技术特点1.醋酸酯化和醋酸加氢酯单程转化率均95%，乙醇选择性98%，醋酸利用率高2.设备除醋酸酯化塔外，均无需特殊材质，设备投资小3.可同时生产醋酸乙酯和乙醇两种产品4.对于醋酸乙酯生产企业，可无需外购乙醇，降低原料成本5.解决企业副产醋酸酯的销路和循环利用问题技术成果2.技术进展及工艺流程——技术成果-确定了醋酸酯加氢反应的适宜条件和工艺参数-醋酸酯单程转化率95~98%，乙醇选择性98%，收率800gL-1h-1-催化剂寿命1年-申请6项专利，形成具有自主知识产权的新技术和新工艺技术转让2012年初与河南顺达集团签订国内首套“20万吨/年醋酸酯化加氢制乙醇”合作协议目录1.项目开发背景2.技术进展及工艺流程4.技术经济效益3.应用及市场状况分析3.应用及市场状况分析——全球乙醇产量全球40年来乙醇产量及消费结构的变化产量：40年增长了8倍消费结构：由食品和工业需求向燃料乙醇转变燃料乙醇消费急剧增加，占总量的~81%3.应用及市场状况分析——燃料乙醇优点燃料乙醇GB18350-2001定义：燃料乙醇：未加变性剂的、可作为燃料用的无水乙醇（化学纯99.5v%）变性燃料乙醇：加入变性剂后不适于饮用的燃料乙醇；变性剂的加入量为1.96~4.76v%部分替代石油，减少对石油依赖，提高国家能源安全调和辛烷值120，可提高汽油抗爆震性能替代MTBE，可使污染物排放量降低1/3以上有效消除火花塞等部位的积碳，延长部件使用寿命增加就业岗位3.应用及市场状况分析——燃料乙醇应用状况世界燃料酒精产量（百万升）0500010000150002000025000300003500040000450001975198519952005BrazilUSAEUTotal目前：欧美发达国家推广较为普遍产量：美国和巴西的燃料乙醇生产量占全世界的产量的85%以上趋势：覆盖美洲、欧洲，及亚洲、非洲主要国家我国燃料乙醇状况3.应用及市场状况分析——我国燃料乙醇现状序号企业名称产能2009年销售量主要原料1吉林燃料乙醇有限公司6046.0玉米2河南天冠企业集团有限公司5049.5小麦、玉米3安徽丰原生物化工有限公司4442.0玉米、小麦4中粮生化能源肇东有限公司2519.4玉米5广西中粮生物质能源有限公司2016.3木薯合计199173.2我国燃料乙醇生产企业（万吨/年）-2002年开始推广燃料乙醇，按10±2v%比例参入汽油中（E10汽油）；-目前已在6个省和18个地市进行试点，产量世界第三；-“十二五”目标500万吨/年，2020年目标1000万吨/年（目前仅为目标值的17%）；-按照目前国内汽油需求量，燃料乙醇生产能力仅为潜在市场需求的27.1%应用及市场状况分析——存在的问题我国燃料乙醇市场存在的问题-技术基础薄弱，生产成本高原料成本占70~80%，蒸汽5~7t（美国3~4t），水10~12t（美国6t），电300度（美国250度）国家给予企业相应的补贴，但已连续三年下调补助标准，由原来2246元/t降为500元/t-原料价格波动较大引发了玉米和木薯价格连续上涨，导致生产的不连续性-技术标准体系不完善现有国标仅考虑了食用性淀粉基、糖基原料；原料多样性，生产工艺不同，产品技术指标上存在差异，但缺乏相应标准-市场环境和保障机制不完善“以产定销、计划供应”，未形成真正市场化新技术经济性如何？醋酸价格稳定目录1.项目开发背景2.技术进展及工艺流程4.技术经济效益3.应用及市场状况分析4.技术经济效益——产品方案参考方案技术方案：醋酸→醋酸乙酯→乙醇生产规模：20万吨/年乙醇产品规格：无水乙醇操作时间：300天（7200h）产品用途：乙醇燃料汽油序号内容1.主体工程20万吨/年乙醇工业生产装置包括：醋酸酯化工序、醋酸酯加氢工序、乙醇精制工序。2.辅助工程PSA提氢、分析检验、贮运工程3.公用工程及配套设施供水、供电、蒸汽、电信、循环水、仪表空气等系统总图运输、公用工程外管、环境保护与监测、污水处理、消防、安全等4.技术经济效益——项目建设范围20万吨/年醋酸酯化加氢制乙醇项目建设范围*序号项目金额（万元）1工程费用272701.1设备购置费