近日有媒体报道,煤制乙二醇只能掺混在石油乙二醇中使用,属于“待勾兑乙二醇”,由此引发了行业对乙二醇产品质量的质疑。事实上,行业从未停止过对“煤制乙二醇质量是否过关”这一问题的拷问。
2016年11月4日,包括浙江省恒逸石化股份有限公司和浙江省桐昆集团股份有限公司在内的国内8家聚酯龙头企业联名上书证监会,请求推迟乙二醇期货上市。这些企业担心,国内大量以煤炭为原料生产的乙二醇成分复杂,若混入交割仓库参与交割,将会影响下游产品品质。国内化纤巨头浙江省荣盛石化股份有限公司公开声称,目前煤制乙二醇产品的品质不能完全满足聚酯涤纶工业聚合反应的需求,影响产品质量。因此,该公司目前不考虑采用煤制乙二醇为原料。
聚氨酯企业的上书,揭开了长期以来被宣传为形势大好的煤制乙二醇产业的面纱。这意味着“十一五”期间煤制乙二醇示范厂并没有达到预期要求,整体工艺距离完全成熟尚有相当距离。
当前尽管煤制乙二醇总量不大,勾兑后并不过剩,所产生的问题尚不严重,但截至8月27日,网上公布已建和在建煤制乙二醇项目的企业已达45家,产能累计达到1495万吨,这已为煤制乙二醇产业未来的发展敲响了警钟。如果现在不解决产品纯度问题,等到大批工厂建成,不合格的产品将大量过剩,损失会更大。
纯度不高影响聚合效果
所谓掺混,指的是将杂质含量高的煤制乙二醇产品加入到杂质含量低的石油乙二醇中,使混合液中杂质总体仍然能够低于聚合的原料指标,从而达到聚合的要求。
在化工中,聚合是难度较高的工艺,对操作条件要求严格,特别是对原料的纯度要求非常苛刻。这是因为聚合过程是游离基链不断增长的过程,对于能够产生游离基的杂质,特别是含氧、含硫和含氮的有机化合物,必须严格控制其含量。否则一旦杂质含量偏高,产生新的游离基会阻断聚合链,就会产生低分子化合物,使聚合物的分子量达不到预期要求,进而影响聚合物性能。因此,作为聚合物的原料,纯度要求极高,杂质越少越好。
煤制乙二醇产品纯度不高,主要是由于其杂质复杂且难以清除。有文献显示,在乙二醇的生产中,草酸二甲酯在铜/二氧化硅催化剂或负载型铜-铬催化剂加氢时,产物中除了乙二醇和加氢中间产物乙醇酸甲酯外,还存在大量其他副产物,主要有乙醇、1,2-丁二醇、甲酸甲酯、二甲醚、二氧戊环、甲氧基乙酸甲酯、乙二醇单甲醚、1,2-丙二醇等。还有部分微量杂质暂时无法检测出,连其分子式都无法确定。而上述杂质通过常规的分离工艺,如蒸馏、吸附、离子交换、膜分离等,难以实现完全清除。
科研不完整质量难过关
煤制乙二醇工艺包括乙二醇的合成和分离两大部分。之前的科研比较重视合成部分,忽视了分离部分。在建立示范厂项目的时候,由于科研深度不够,没有对分离展开深入研究,没有进行严格聚合试验就宣布成功。
因此尽管当前声称拥有煤制乙二醇技术的单位很多,但都忽略了乙二醇分离的难度和微量级杂质对于聚合的影响,导致煤制乙二醇如今陷入质量不过关的困境。
一个化工工艺项目,从原料到产品的全部单元,全流程都是工业化的一部分。只有全盘得到重视,不存在缺项,组合后才能得到合格产品。煤制乙二醇工艺的科研在没有完成全部试验就进入工业化,催化剂寿命长短不清楚,能否用于聚合没有试验,就顶着“达到和超过世界先进水平”的光环,一口气上2.5万吨/年的8条生产线,并且推广至几个厂,步伐实在走得太快了。
集全国之力攻克技术难题
当前,没有什么比煤制乙二醇产品不需掺混就能直接用于聚合更加重要!
目前煤制乙二醇存在的问题,不仅是工艺问题,还包括化学问题,是需要运用分析化学、有机化学和物理化学综合解决的问题。试问,造成聚合性能不合格的杂质是什么分子?有一种还是几种?这些分子是如何影响聚合的?这些问题应该由化学家来回答,然后再由化工工艺专家来研究和试验将其分离的方法。
目前声称拥有煤制乙二醇技术的企业尽管也拥有一定的科研实力,但在市场经济条件下,他们基本上是单干,且缺乏综合技术背景。可以想象,如果他们继续单干,互相保密,都去闭门搞低级试验,几年之后恐怕还是难以掌握影响聚合的机理,依旧只能生产出低纯度的煤制乙二醇产品再去掺混。
因此,摆在我们面前的一条路就是集全国之力攻关。
早在2008年,我国就颁布了工业用乙二醇国家标准(GB/T 4649-2008)。该标准是针对石油制乙二醇制定的,适用于乙烯直接氧化得到环氧乙烷再经水合制成的工业用乙二醇。如今,国家应该着手建立煤制乙二醇的标准,以适应煤化工发展的需要。同时,有关部门应组织一次乙二醇产品质量问题全国用户评估会,把问题摆到桌面上,通过用户的化学分析数据来评价目前乙二醇产品的质量,进行阶段结论,从而达到生产企业的产品质量由用户监督的目的。
当然,最好是由国家科技部主持,邀请大型聚酯企业加盟投资,由愿意分享成果的煤制乙二醇企业提供样品,请中国科学院从事有机化学研究的研究所和原化工部主要化工研究院合作立项,请专家查清影响聚合的物质和清除方法。最终,把煤制乙二醇企业各自的“自主知识产权”集合成国家级的自主知识产权。
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