儲(chǔ)根云，范英杰，張大偉，高明林，梅樹美，楊慶春，

（1 合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，安徽合肥230009；2 安徽昊源化工集團(tuán)有限公司，安徽阜陽236023）

乙二醇（ethylene glycol,EG）是一種重要的基礎(chǔ)原料和化學(xué)中間體，常用于合成聚酯纖維和防凍液，下游用途廣泛，也能用作溶劑、潤滑劑、增塑劑、表面活性劑等。如今我國已經(jīng)成為世界聚酯生產(chǎn)大國，乙二醇生產(chǎn)和消費(fèi)量位居世界第一。例如，2020 年我國用于聚酯行業(yè)的乙二醇占其國內(nèi)總消費(fèi)量的90%以上。然而，我國乙二醇嚴(yán)重依賴于進(jìn)口，進(jìn)口量常年高于60%，國內(nèi)產(chǎn)能遠(yuǎn)不能滿足日益增長的需求。因此，如何立足于我國能源資源稟性，提高我國乙二醇自給率，緩解其供需矛盾，對(duì)于我國乙二醇及聚酯等行業(yè)高速發(fā)展至關(guān)重要。

目前，工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)乙二醇的技術(shù)方法主要有以下兩種：一種是以傳統(tǒng)石油路線為代表的環(huán)氧乙烷水合法；另一種是以煤為原料轉(zhuǎn)化制取合成氣進(jìn)而合成乙二醇的路線。前者技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，應(yīng)用廣泛，但不足之處在于嚴(yán)重依賴于石油資源，且由于原料需通過大型石油石化公司乙烯裝置聯(lián)產(chǎn)得到，導(dǎo)致配套乙二醇的產(chǎn)能增長被乙烯裝置的建設(shè)計(jì)劃所限制。另外，該路線還存在成本高、能耗及水耗高等缺點(diǎn)，因此，在我國發(fā)展緩慢。后者具有成本低、流程較短及抗風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在經(jīng)濟(jì)性能上，以當(dāng)前原料和產(chǎn)品價(jià)格為例，煤制乙二醇（coal to ethylene glycol，CtEG）和石油制乙二醇（oil to ethylene glycol，OtEG）工藝的總生產(chǎn)成本分別為4630CNY/t和5480CNY/t，且煤制乙二醇路線的內(nèi)部收益率亦比石油路線高出2.39%。因此，煤制乙二醇路線具有較大的成本優(yōu)勢，發(fā)展前景良好。

另一方面，由于我國是一個(gè)“富煤少油”的國家，為了提高我國乙二醇的自給率，促進(jìn)該行業(yè)穩(wěn)健高效發(fā)展，以煤為原料轉(zhuǎn)化制取合成氣進(jìn)而合成乙二醇的技術(shù)路線也在日趨完善，國內(nèi)掀起一股煤制乙二醇技術(shù)開發(fā)與投資的熱潮。例如，煤制乙二醇行業(yè)早在2009 年就被列入國家《石化產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》。截至2020 年8 月，中國已投產(chǎn)的煤制乙二醇工廠高達(dá)28 家，EG 年總產(chǎn)能近800 萬噸。此外，還有十余個(gè)項(xiàng)目正在建設(shè)或規(guī)劃中。

隨著煤制乙二醇行業(yè)的興起，首先引起了人們對(duì)其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能和市場競爭力的關(guān)注。例如，陳冬燕論述了煤路線的工藝技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀。張麗君主要對(duì)石油路線和煤基路線進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，提出開發(fā)煤制乙二醇技術(shù)，是符合我國能源特點(diǎn)、滿足乙二醇市場需求的較好途徑，具有較好的發(fā)展前景。但是，目前只有少數(shù)學(xué)者對(duì)煤制乙二醇技術(shù)進(jìn)行了初期的調(diào)研，主要綜述了煤制乙二醇工業(yè)化進(jìn)展以及分析煤制乙二醇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。少有文獻(xiàn)系統(tǒng)地綜述煤制乙二醇過程中關(guān)鍵單元技術(shù)的研究進(jìn)展，分析指標(biāo)單一（僅考慮生產(chǎn)成本），更少有文獻(xiàn)分析關(guān)鍵單元對(duì)煤制乙二醇整個(gè)過程技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的影響。然而，煤制乙二醇工藝與石油路線相比，煤制乙二醇技術(shù)尚處于初級(jí)階段，在關(guān)鍵單元流程上仍有較大的優(yōu)化和改進(jìn)空間。例如，分析不同煤氣化單元技術(shù)對(duì)煤制乙二醇系統(tǒng)的影響，則可尋找得到最適合工業(yè)化的煤氣化技術(shù)；優(yōu)化草酸二甲酯合成單元的性能，勢必將大大提升原料的利用效率，探尋得到經(jīng)濟(jì)性能最佳的合成路線；考察乙二醇合成催化劑的性能，則直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)率和性能。因此，分析煤制乙二醇系統(tǒng)關(guān)鍵單元技術(shù)取得的研究進(jìn)展及其對(duì)整體性能的影響，對(duì)于提升煤制乙二醇技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能具有十分重要的意義。

除了改善傳統(tǒng)煤制乙二醇路線自身單元性能之外，已有學(xué)者采用過程系統(tǒng)工程研究方法與手段，從系統(tǒng)的角度解讀對(duì)煤制乙二醇進(jìn)行系統(tǒng)集成與優(yōu)化。例如，本文作者課題組先前對(duì)煤制乙二醇進(jìn)行全流程碳平衡分析和能量分析，發(fā)現(xiàn)煤制乙二醇過程排放的CO和能耗分別比石油路線高4.99t/t EG和59.49GJ/t EG，而本質(zhì)原因是由于煤資源富碳少氫。即乙二醇合成所需要的氫碳比較高（H/CO≈2.0），煤氣化單元得到的合成氣卻一般都小于0.7。因此需在傳統(tǒng)煤制乙二醇過程中增加一個(gè)水煤氣變換單元，提高其氫碳比。在該單元中，補(bǔ)充了氫源，但是大量CO 被轉(zhuǎn)化為CO，不僅造成碳資源的大量浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。對(duì)此，有學(xué)者采用集成富氫資源輔助煤制乙二醇過程，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以降低CO排放，提高資源利用率、能源效率及經(jīng)濟(jì)效益。但是，鮮有文獻(xiàn)對(duì)煤制乙二醇過程集成技術(shù)進(jìn)行綜述和分析，而這方面的研究成果對(duì)提升煤制乙二醇過程的質(zhì)能結(jié)構(gòu)具有重要的指導(dǎo)意義。

綜上，針對(duì)近年來興起的煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)，本文將重點(diǎn)闡述該過程的關(guān)鍵單元技術(shù)和系統(tǒng)集成研究的最新進(jìn)展，具體包括煤氣化單元、草酸二甲酯合成單元以及乙二醇合成與精制單元的技術(shù)進(jìn)展。與此同時(shí)，深入探討關(guān)鍵單元對(duì)煤制乙二醇整體性能的影響，為深入研究我國煤制乙二醇技術(shù)及煤炭資源高效清潔應(yīng)用，提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

1 煤制乙二醇的關(guān)鍵單元技術(shù)

煤制乙二醇包括以下兩種生產(chǎn)方式，一種是煤制甲醇轉(zhuǎn)烯烴然后再走傳統(tǒng)石油路線，另一種是煤制合成氣直接或間接合成乙二醇。由于煤先制甲醇轉(zhuǎn)烯烴后再生產(chǎn)乙二醇的工藝存在合成路線長，投資太大的缺點(diǎn)，在成本方面沒有優(yōu)勢；而煤制合成氣直接生產(chǎn)乙二醇的工藝，一方面要求的合成壓力和溫度過高難以達(dá)到，另一方面合成氣的轉(zhuǎn)化率又比較低，產(chǎn)物選擇性不好，所以目前還未大型工業(yè)化。合成氣間接法生產(chǎn)乙二醇憑借成本低、工藝流程短、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是目前煤制乙二醇更佳工藝路線之一。以現(xiàn)在的研究和工業(yè)化情況來看，在眾多間接法中，以合成氣氣相反應(yīng)制取草酸酯，草酸酯再加氫生產(chǎn)乙二醇的兩步法（草酸酯法）是眾多間接法中最可行的，其不僅反應(yīng)條件溫和，而且選擇性高，是煤制乙二醇技術(shù)發(fā)展的主要方向，已在全國各地廣泛應(yīng)用。例如，內(nèi)蒙古通遼已投產(chǎn)的20 萬噸/年的煤制乙二醇、安徽合肥中鹽紅四方已投產(chǎn)的30 萬噸乙二醇項(xiàng)目、內(nèi)蒙古開灤化工擬建的40 萬噸/年煤制乙二醇項(xiàng)目等，均采用草酸酯法。因此，本文重點(diǎn)探討草酸酯法制取乙二醇的工藝路線。

典型草酸酯法煤制乙二醇過程的工藝流程圖如圖1 所示。原料煤預(yù)處理后進(jìn)入煤氣化單元（coal gasification unit，CG），在來自空分單元（air separation unit，ASU）的氧氣作用下，發(fā)生系列物理化學(xué)反應(yīng)生成粗合成氣（通常H/CO小于1）。粗合成氣經(jīng)水煤氣變換單元（water gas shift unit，WGS）調(diào)整H/CO至2.0左右；再送至氣體凈化與分離單元（gas purification and separation unit，GPS），脫除合成氣中酸性氣體等雜質(zhì)，并純化CO 和H等氣體。其中CO 物流進(jìn)入草酸二甲酯合成單元（dimethyl oxalate synthesis unit，DMOS），H物流與DMO在乙二醇合成單元（EG synthesis unit，EGS），發(fā)生催化加氫反應(yīng)生成乙二醇粗產(chǎn)品，乙二醇粗產(chǎn)品經(jīng)乙二醇精制單元（EG refining unit，EGR）分離精制后，得到高純度乙二醇產(chǎn)品。

圖1 煤制乙二醇工藝流程框圖

1.1 煤氣化技術(shù)

煤氣化技術(shù)是煤化工中煤炭高效清潔利用重要單元，目前已工業(yè)化的煤氣化技術(shù)有：Texaco水煤漿氣化、傳統(tǒng)的固定床間歇式煤氣化、GSP 氣化、多元料漿加壓氣化、四噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化、Shell 粉煤氣化、Lurgi 煤氣化、航天煤爐氣化、灰熔聚流化床煤氣化、恩德爐煤氣化等。通過對(duì)煤制乙二醇過程的各個(gè)單元進(jìn)行的?分析研究，發(fā)現(xiàn)煤氣化單元的總?損以及可避免?損皆最大，且遠(yuǎn)高于其他單元。因此，相比之下，提升煤氣化單元的熱力學(xué)性能會(huì)比優(yōu)化其他單元的效果更顯著。

目前主要用于煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)中的煤氣化技術(shù)種類有Texaco、Shell 和GSP 三種主要煤氣化技術(shù)。因此，本文重點(diǎn)對(duì)三者進(jìn)行技術(shù)對(duì)比和分析，其主要技術(shù)參數(shù)如表1 所示。這三種技術(shù)中的反應(yīng)床類型均為氣流床，其中，Texaco技術(shù)對(duì)煤質(zhì)要求相對(duì)較高，為水煤漿進(jìn)料，合成氣中的有效氣體為CO 和H含量較低；Shell 技術(shù)的單爐投煤量最大，與GSP技術(shù)同屬干粉進(jìn)料。除Texaco技術(shù)氣化劑采用的是純氧，Shell 和GSP 技術(shù)的氣化劑均采用純氧+水蒸氣，具有較高含量的有效成分。Texaco 技術(shù)國產(chǎn)化水平最高，投資最少，而Shell 和GSP 技術(shù)的部分設(shè)備需進(jìn)口，故需投資較高。

表1 不同氣w化技術(shù)的主要參數(shù)

1.1.1 典型煤氣化技術(shù)

（1）Texaco水煤漿加壓氣化技術(shù) Texaco水煤漿氣化工藝流程主要有煤漿制備、煤漿氣化、灰水處理等。其優(yōu)點(diǎn)如下：①由于Texaco技術(shù)采用的是水煤漿進(jìn)料，可滿足下游合成工段的壓力要求，可有效降低合成氣壓縮能耗，進(jìn)而降低裝置的運(yùn)行費(fèi)用；②每臺(tái)爐最大的單日處理煤量約為2000t，碳轉(zhuǎn)化率高（≥98%），氣體質(zhì)量好；③氣化爐進(jìn)料穩(wěn)定，煤漿的流量和壓力穩(wěn)定，有助于氣化爐負(fù)荷的調(diào)節(jié)，使裝置的操作彈性增加；④工藝技術(shù)比較先進(jìn)，裝置的國產(chǎn)化率也高，生產(chǎn)規(guī)模相同的情況下投資比較少。

技術(shù)缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：①由于水煤漿進(jìn)料，大概含40%的水分，合成氣的熱值比較低；②氣化爐使用熱壁，為了延長其壽命，對(duì)于較高的煤灰熔點(diǎn)，添加有效量的助熔劑使水煤漿濃度減小，但對(duì)煤和氧的消耗增加；③同時(shí)煤的選擇會(huì)受到一定的限制，很難實(shí)現(xiàn)原材料采購的本地化；④由于燃燒器的壽命很短，所以為了穩(wěn)定生產(chǎn)過程，需要頻繁停車更換燃燒器（一般每45～60 天更換一次），這無形中使基礎(chǔ)建設(shè)的投資大大增加。此外，一般需要在半年到一年半內(nèi)換一次爐內(nèi)耐火磚。

（2）Shell 煤氣化工藝 Shell 煤氣化過程是在高溫加壓下進(jìn)行的，加壓后氧氣和煤粉以及部分蒸汽并流進(jìn)氣化爐中，短時(shí)間內(nèi)完成一系列物理和化學(xué)過程。因?yàn)闅饣癄t中溫度很高，所以當(dāng)氧被耗盡時(shí)，碳就會(huì)進(jìn)行各種轉(zhuǎn)化，即進(jìn)入氣化反應(yīng)階段，最終會(huì)生成主要成分為CO和H的氣相產(chǎn)物然后離開氣化爐。

技術(shù)特點(diǎn)為煤種適應(yīng)性廣，單系列生產(chǎn)力大，單爐處理煤量1000～2800t/d，操作壓力4.0MPa，碳的轉(zhuǎn)化率可以高達(dá)99%左右。氣化氧耗相比同當(dāng)量的水煤漿氣化工藝低15%～20%，并且具有高熱效率、長運(yùn)轉(zhuǎn)周期、較好的環(huán)境效益等技術(shù)特點(diǎn)。

存在問題如下：①Shell 煤氣化技術(shù)在國內(nèi)外主要用于發(fā)電上，雖然在合成氣使用上靈活性高，但在用于煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)上技術(shù)還不成熟，在流程配置、施工管理、設(shè)備制造、投料試車到操作運(yùn)行等方面，都要有一個(gè)逐步認(rèn)識(shí)消化和吸收掌握的過程；②裝置的高壓氮?dú)夂统邏旱獨(dú)獾挠昧慷己艽?，這在一定程度上部分抵消了其節(jié)能的優(yōu)勢；③設(shè)備制造要求高，投資費(fèi)用大，裝置建設(shè)周期長，是阻礙Shell 技術(shù)推廣應(yīng)用的又一阻礙；④流程操作控制復(fù)雜，其整套操作系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，因此要求工藝條件也相對(duì)苛刻、運(yùn)行條件需更加穩(wěn)定。

（3）GSP干煤粉煤氣化技術(shù) GSP煤氣化技術(shù)是一套相對(duì)先進(jìn)成熟的煤氣化技術(shù)。GSP煤氣化技術(shù)包含水冷壁氣化反應(yīng)器、激冷流程、干粉進(jìn)料和液態(tài)排渣一系列工藝流程。GSP 煤氣化技術(shù)兼有Texaco 與Shell 的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在兩方面：一是原料來源廣，適應(yīng)性強(qiáng)；二是技術(shù)指標(biāo)優(yōu)越。GSP氣化爐的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在耗氧量、單爐有效氣量、有效氣含量以及爐渣殘?zhí)亢糠矫?，特別是低耗氧量使空分裝置的建設(shè)和運(yùn)行成本都大大降低。

但是在實(shí)際投產(chǎn)中暴露出較多問題，如水冷壁被燒損、點(diǎn)火燒嘴的壽命不長、投煤不穩(wěn)定、粗煤氣含灰多等，使工廠不能長周期穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過一系列的研究改進(jìn)和優(yōu)化后，很大程度地提升了GSP氣化爐的性能指標(biāo)，基本使GSP氣化系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)作。目前主要阻礙技術(shù)大量產(chǎn)業(yè)化的原因是粗煤氣帶灰嚴(yán)重，大量細(xì)灰對(duì)后續(xù)工藝造成嚴(yán)重影響。需借鑒相關(guān)煤氣化中粗煤氣處理工藝的成功經(jīng)驗(yàn)，來解決洗滌效果差的問題。

1.1.2 不同氣化爐技術(shù)性能對(duì)比分析

本節(jié)主要對(duì)Texaco、Shell和GSP三種煤氣化爐的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境性能進(jìn)行分析。

不同氣化技術(shù)的氧氣與蒸汽消耗對(duì)比參數(shù)（以干燥無灰基煤為基準(zhǔn)），如圖2所示。由于Texaco技術(shù)采用濕法進(jìn)料，其數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)為水和蒸汽總單耗，Shell 和GSP 煤氣化技術(shù)數(shù)據(jù)則對(duì)應(yīng)為蒸汽單耗，其中水和蒸汽單耗數(shù)據(jù)不包括公用工程以及鍋爐的循環(huán)水耗和蒸汽消耗。由于煤氣化技術(shù)進(jìn)料方式的差異，GSP氣化技術(shù)的蒸汽單耗最小，鍋爐的能耗也因此減小。由圖2可知，Texaco煤氣化技術(shù)的氧耗最高，其次是Shell 和GSP 技術(shù)，這主要是由于氣化劑和進(jìn)料方式差異性造成的。

圖2 不同氣化技術(shù)的氧氣、蒸汽單耗圖

不同氣化技術(shù)對(duì)應(yīng)的煤氣關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)如圖3所示。Texaco技術(shù)采用的是水煤漿進(jìn)料，而Shell和GSP采用的都是干煤粉進(jìn)料，導(dǎo)致前者的碳轉(zhuǎn)化率較低。此外Texaco 氣化工藝生成的氣體產(chǎn)物中有效氣體成分為77.5%，其他兩種煤氣化工藝有效氣體成分分別96.6%（Shell）和88.8%（GSP），相比而言Texaco 技術(shù)在有效氣體含量方面還有待改進(jìn)。另一方面，本工藝采用草酸酯法工藝路線合成乙二醇，需要進(jìn)料中的氫碳比（H/CO）為2。通過比較三種煤氣化工藝的有效組分含量中的氫碳比發(fā)現(xiàn)，Texaco煤氣化工藝生成的粗合成氣具有最高的氫碳比，約為0.93，更為接近本工藝的原料配比需求，可有效降低水煤氣變換單元的投資成本和運(yùn)行成本；而Shell 產(chǎn)生的合成氣的氫碳比最低，因此，后續(xù)需要更高的變換比（進(jìn)入水煤氣變換單元的合成氣比例）以調(diào)整至合適的氫碳比。

圖3 不同氣化爐技術(shù)煤氣的關(guān)鍵參數(shù)

1.1.3 不同氣化爐技術(shù)對(duì)整個(gè)煤制乙二醇系統(tǒng)的影響

煤氣化裝置是煤制乙二醇工藝中最重要的裝置之一，決定了合成氣的產(chǎn)量和合成氣組成，對(duì)整個(gè)煤制乙二醇工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能都至關(guān)重要。此外，不同氣化爐的冷煤氣效率、熱效率、設(shè)備成本和處理能力也有很大差異。因此，研究不同氣化工藝對(duì)整個(gè)煤制乙二醇工藝系統(tǒng)性能的影響具有重要意義。

（1）技術(shù)性能 對(duì)三種煤氣化工藝進(jìn)行了?效率分析，結(jié)果如圖4 所示。結(jié)果表明，GSP、Shell和Texaco 的?效率分別為42.43%、41.60% 和39.13%。這主要是由于GSP 和Shell 的產(chǎn)品收率高于Texaco，且前兩種的煤耗小于Texaco氣化爐的工藝。在單元?效率方面，由于GSP 和Shell 氣化爐的冷煤氣效率和碳轉(zhuǎn)化率較高，使得GSP 和Shell煤氣化單元的?效率高于Texaco。與Texaco氣化爐相比，GSP和Shell氣化爐H和CO的總產(chǎn)量分別提高了21.06%和6.39%。Texaco水煤氣轉(zhuǎn)換裝置的?效率比GSP 和Shell 氣化爐的?效率要高，因?yàn)樗淖儞Q比較小。由于其余單元流程和處理規(guī)?；鞠嗤运麄兊?效率基本相同。因此，基于GSP氣化爐的煤制乙二醇工藝具有最佳的熱力學(xué)性能。

圖4 GSP、Shell和Texaco氣化爐的CtEG?分析

（2）經(jīng)濟(jì)性能 基于GSP、Shell 和Texaco 氣化爐的煤制乙二醇工藝的總資本投資估算如圖5所示?？梢钥闯鯯hell的投資成本最高，為18100CNY/t EG，其次是GSP 16500CNY/t EG 和Texaco 15100CNY/t EG。這主要是由于在整個(gè)生產(chǎn)路線中煤氣化的投資最高，占煤制乙二醇過程總資本投資的32.13%～37.70%，而Texaco 氣化爐煤氣化具有技術(shù)成熟、國產(chǎn)化程度高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，且投資費(fèi)用最低。此外，在三種工藝的水煤氣輸送裝置方面，Texaco輸送裝置的設(shè)計(jì)規(guī)模最小，因此其輸送設(shè)備投資成本最低。由于GSP和Shell的CO排放量高于Texaco，導(dǎo)致其酸性氣體脫除裝置的投資費(fèi)用高于Texaco?？傮w而言，采用Texaco 氣化技術(shù)的煤制乙二醇工藝具有較低的投資費(fèi)用。

根據(jù)所建立的經(jīng)濟(jì)模型，計(jì)算得到GSP、Shell和Texaco的總生產(chǎn)成本如圖5所示?？梢钥闯鯰exaco的總生產(chǎn)成本最高，為4980CNY/t EG；其次是Shell，為4896CNY/t EG；GSP最低，為4625CNY/t EG。因此，GSP 的煤制乙二醇工藝的總生產(chǎn)成本最低。這主要是由于Texaco的煤耗、氧耗量均高于GSP和Shell，導(dǎo)致消耗較高的原料成本。但是GSP的燃料和電力成本高于Shell 和Texaco，主要是因?yàn)樗妮^多的公用工程。結(jié)合上述計(jì)算得到的投資費(fèi)用、生產(chǎn)成本和產(chǎn)品收入，最終計(jì)算得到GSP、Shell 和Texaco 的內(nèi)部收益率分別為18.01%、14.24%和17.72%。即采用GSP 氣化爐的煤制乙二醇工藝具有最佳的經(jīng)濟(jì)效益。這主要是因?yàn)镚SP的生產(chǎn)成本較低，且產(chǎn)品收率高于Shell 和Texaco。雖然Texaco 的總生產(chǎn)成本略高于Shell，但其總資本投資明顯低于Shell，最終使得Texaco 的內(nèi)部收益率高于Shell。

圖5 GSP、Shell、Texaco生產(chǎn)成本、投資費(fèi)用和內(nèi)部收益率

1.2 草酸二甲酯合成技術(shù)

目前對(duì)草酸二甲酯（dimethyl oxalate，DMO）合成技術(shù)的研究主要集中于優(yōu)化DMO 合成催化劑以及產(chǎn)品分離精制等方面。Wang 等綜述了近年來CO直接酯化制備DMO相關(guān)進(jìn)展，認(rèn)為活性組分Pd 的聚集狀態(tài)是催化選擇性的關(guān)鍵，聚集態(tài)的Pd有利于DMO 的形成。該綜述可為CO 直接酯化制DMO 提供合理的指導(dǎo)。此外，還有學(xué)者針對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以改進(jìn)催化劑性能，探索經(jīng)濟(jì)、高效的氣相CO偶聯(lián)DMO的結(jié)構(gòu)Pd催化劑。例如，Wang 等利用α-AlO/Al 纖維復(fù)合材料制備了Pd/α-AlO/Al 纖維催化劑，并研究了DMO 強(qiáng)放熱氧化偶聯(lián)反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)微纖維結(jié)構(gòu)的催化劑具有傳熱性能良好、壓降低、活性高和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。Xing 等采用螯合促進(jìn)劑制備高活性Pd-Fe/α-AlO催化劑，用于CO 和亞硝酸酯合成草酸酯。該制備方法簡單、鈀含量低、產(chǎn)率高，具有良好的工業(yè)應(yīng)用潛力。該研究對(duì)于設(shè)計(jì)其他負(fù)載型貴金屬工業(yè)催化劑亦具有普適性。Yang等利用多重浸漬法制備Pd/MgO/γ-AlO催化劑，可以使得CO 轉(zhuǎn)化率高達(dá)48.3%，DMO 選擇性為94.4%，催化性能顯著提升?？傮w而言，目前DMO 合成技術(shù)已經(jīng)較為成熟，反應(yīng)中的亞硝酸甲酯的熱穩(wěn)定性高，使偶聯(lián)反應(yīng)的操作彈性和效率提高，且生成的DMO 常溫下為固體，便于儲(chǔ)存運(yùn)輸。草酸酯合成法是目前比較接近于大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)方法，不但對(duì)工藝的要求低，而且反應(yīng)條件也溫和，是目前研究的熱點(diǎn)。

1.3 乙二醇合成與精制技術(shù)

乙二醇合成與精制單元的流程示意圖如圖6所示。DMO 首先與氫氣混合，加熱至200℃，送入DMO加氫反應(yīng)器。在反應(yīng)器中，DMO與H反應(yīng)生成乙二醇，首先，DMO 加氫反應(yīng)生成中間體乙醇酸甲酯（methyl glycolate,MG）；再加氫進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為EG，并伴隨副反應(yīng)生成乙醇，如式(1)～式(3)所示。

圖6 草酸酯加氫制乙二醇簡要工藝流程圖

加氫單元的作用是將草酸二甲酯加氫得到乙二醇的粗產(chǎn)品，同時(shí)反應(yīng)生成甲醇經(jīng)分離單元返回酯化單元。DMO 加氫反應(yīng)器出口氣預(yù)熱原料后，送入高壓分離器。大部分來自分離器的蒸汽被回收到壓縮機(jī)，只有一小部分作為尾氣排放。分離器的液流壓力通過一個(gè)減壓裝置降低到0.4MPa，進(jìn)入EGR單元。EGR單元主要由5個(gè)塔組成，即甲醇回收塔、脫水塔、脫醇塔、EG 產(chǎn)品塔、EG 回收塔。將EGS 單元合成的粗EG 產(chǎn)品先送入甲醇回收塔回收甲醇。然后送至脫水塔除去水和部分低沸點(diǎn)醇，經(jīng)過脫醇塔脫醇后的富乙二醇物流進(jìn)入EG 產(chǎn)品塔，生產(chǎn)高純EG 產(chǎn)品。此外，由乙二醇回收塔回收剩余產(chǎn)物中的乙二醇，以提高生產(chǎn)工藝的經(jīng)濟(jì)性能。

為了提高乙二醇選擇性和收率，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)DMO 加氫催化劑和反應(yīng)器進(jìn)行了優(yōu)化。例如，Wang 等也采用沉淀法制備了不同Zn/CuMo 摩爾比的CuO-ZnO/SiO催化劑，結(jié)果表明，適宜的鋅摻雜可以提高催化劑表面銅離子含量，CuO粒子分散性好，催化劑的穩(wěn)定性好更好，明顯提高乙二醇選擇性。Cui 等以CuMgAl-LDH 為前體制備了系列Cu 基納米催化劑，發(fā)現(xiàn)Cu/MMO-S催化劑即使在極低的操作溫度下亦具有優(yōu)異的催化性能，乙二醇產(chǎn)率高至94.4%。Wang 等使用硅烷偶聯(lián)劑有效地覆蓋了Cu/SiO表面分離的羥基，可明顯提升乙二醇選擇性以及催化劑的穩(wěn)定性。Ye 等在綜述草酸二甲酯加氫活性位點(diǎn)及催化劑設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展基礎(chǔ)之上，提出引入有機(jī)添加劑以提高乙二醇產(chǎn)率和穩(wěn)定催化劑活性。此外，Wei 等提出了一種新型的四級(jí)固定床管式CO 偶合反應(yīng)器，采用三級(jí)膜分離結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙塔精餾技術(shù)回收再生甲醇，實(shí)現(xiàn)了較低能耗和較高的乙二醇產(chǎn)率。

2 低碳高效的煤制乙二醇創(chuàng)新工藝

由于煤制乙二醇采用的是富碳缺氫的原料，產(chǎn)品是富氫缺碳，元素差異導(dǎo)致其質(zhì)能效率低和CO排放大等問題。即煤制乙二醇過程輸入與輸出的氫碳比存在較大差異，需通過水煤氣變換單元，以犧牲大量寶貴的CO 資源為代價(jià)，提升氫碳比。然而，水煤氣變換單元產(chǎn)生的大量CO，又無法進(jìn)行固定或回用，造成煤制乙二醇系統(tǒng)物耗、能耗、碳排放高等問題。有的放矢地優(yōu)化煤制乙二醇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是解決上述問題的最有效途徑之一。例如，Yi等對(duì)煤化工中二氧化碳循環(huán)利用進(jìn)行了深入研究，分析了CO循環(huán)對(duì)煤化工過程性能的影響，揭示了基于CO循環(huán)的煤化工系統(tǒng)集成與優(yōu)化原理，并提出將煤與不同能源（如化石燃料或可再生燃料）結(jié)合原理。此外，他們將CO循環(huán)利用應(yīng)用于焦?fàn)t氣制甲醇的工藝中。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析發(fā)現(xiàn)，新工藝的CO排放接近于零，且具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。Yang 等針對(duì)CO排放問題提出了天然氣輔助煤-烯烴新工藝，該過程回收部分二氧化碳到氣化爐作為氣化劑，以增加合成氣產(chǎn)量，另一部分CO被收集起來與CH反應(yīng)，最大限度地重復(fù)利用CO。該工藝實(shí)現(xiàn)降低CO排放的同時(shí)，提高了資源利用效率。上述研究工作主要重點(diǎn)討論了CO作為氣化劑的可行性，本文將重點(diǎn)綜述集成富氫資源聯(lián)供的低碳高效的煤制乙二醇新工藝的研究進(jìn)展，例如焦?fàn)t氣、頁巖氣和綠氫等。

2.1 焦?fàn)t氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝

由于我國鋼鐵行業(yè)的大力發(fā)展，產(chǎn)生了大量的焦?fàn)t煤氣，年產(chǎn)量達(dá)到7×10m。焦?fàn)t煤氣（coke oven gas，COG） 主 要 由H（55%～60%）、CH（23%～27%）、CO（5%～8%）和N（3%～5%）以及一些雜質(zhì)（如CO、HS、COS和NH）組成。若將焦?fàn)t煤氣直接排放到大氣中，勢必污染環(huán)境，造成富氫資源的浪費(fèi)。根據(jù)焦?fàn)t煤氣的元素組成特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用不僅能很大程度降低全球?qū)δ茉吹男枨?，還能促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合傳統(tǒng)煤制乙二醇工藝中經(jīng)煤氣化后得到合成氣中氫碳比低，而焦?fàn)t煤氣的含氫量高的特征，提出焦?fàn)t煤氣輔助煤制乙二醇，并結(jié)合甲烷重整技術(shù)的新工藝，目的是為獲得合適氫碳比和提高系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。

2.1.1 集成甲烷干重整的焦?fàn)t氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝

與石油基路線相比，煤制乙二醇路線存在CO排放高、碳利用率低、能源效率低等問題。這主要是由于煤氣化產(chǎn)生的粗合成氣的氫碳比一般小于1，遠(yuǎn)低于煤制乙二醇路線所需的氫碳比，導(dǎo)致需要額外增加一個(gè)水煤氣變換來調(diào)節(jié)H/CO。雖然得到了適合乙二醇合成的氫碳比，但浪費(fèi)了大量高價(jià)值的CO。此外，高CO排放勢必造成碳源的大量損失，降低了碳效率，污染了環(huán)境，使原有的成本優(yōu)勢不復(fù)存在。因此，減少煤制乙二醇工藝的CO排放，提高工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能迫在眉睫。

為了降低煤制乙二醇過程中的CO的排放，作者提出了一種集成甲烷干重整的的焦?fàn)t煤氣輔助煤制乙二醇（CtEG process integrated with dry methane reforming technology，CtEG-DMR）工藝，如圖7所示。與傳統(tǒng)工藝不同的是，新型體系通過將焦炭行業(yè)大量副產(chǎn)、廉價(jià)、富氫的焦?fàn)t氣與煤進(jìn)行聯(lián)供，集成甲烷干重整（dry reforming technology，DMR）技術(shù)將工藝過程中產(chǎn)生的CO進(jìn)行循環(huán)利用生產(chǎn)合成氣。如表2 所示，通過對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)煤制乙二醇過程相比，新的CtEG-DMR 工藝可減少1.81t/t EG CO排放量，節(jié)省10.05%生產(chǎn)成本，以及內(nèi)部收益率提高了3.76%，證明了新過程具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。

圖7 集成甲烷干重整的焦?fàn)t煤氣輔助煤制乙二醇（CtEG-DMR）工藝流程框圖

表2 典型的焦?fàn)t氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝的綜合性能對(duì)比[45]

2.1.2 集成甲烷雙重整的焦?fàn)t氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝

焦?fàn)t煤氣輔助煤制乙二醇工藝，可有效利用煤炭資源和焦?fàn)t煤氣，降低CO排放，提高其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，但是該工藝中仍不能完全省去水煤氣變換單元，導(dǎo)致還有部分合成氣中的CO 被浪費(fèi)。因此，為了減少傳統(tǒng)煤制乙二醇過程中CO排放，同時(shí)并加以利用，本文作者課題組提出了集成甲烷雙重整的煤與焦?fàn)t氣聯(lián)供制乙二醇（CtEG process integrated with steam and dry methane reforming technologies，CtEG-S&DMR）工藝，如圖8 所示。新工藝用甲烷干/濕重整技術(shù)代替水煤氣變換技術(shù)，以得到適合乙二醇合成的氫碳比，同時(shí)減少了CO的排放，提高了新工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。在新工藝中，引入COG 資源是不僅提供了額外的氫源，而且從COG分離出的部分富CH氣體可被送入甲烷干重整單元（DMR） 以及甲烷濕重整（steam methane reforming，SMR）裝置，富氫源COG 與富碳源合成氣進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)一步調(diào)整合成氣的氫碳比。因此，在CUCtEG 工藝中，通過調(diào)整原料中焦?fàn)t氣和煤的比例，以及甲烷干重整和濕重整的分配比，不但不需要水煤氣變換單元，而且還可以高效利用傳統(tǒng)過程排放的CO。與傳統(tǒng)過程對(duì)比，CUCtEG工藝的碳效率和?效率分別提高了32.75%和8.94%，生產(chǎn)成本降低了14.41%，內(nèi)部收益率提高了7.2%，如表2所示。因此，集成CO高效利用的煤制乙二醇工藝具有更好的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境性能，是煤制乙二醇行業(yè)未來一個(gè)具有良好發(fā)展情景的方向。

圖8 集成甲烷雙重整的煤與焦?fàn)t氣聯(lián)供制乙二醇（CtEG-S&DMR）工藝流程框圖

2.1.3 集成甲烷三重整的焦?fàn)t氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝

盡管上述兩種工藝明顯提升了傳統(tǒng)煤制乙二醇工藝的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境性能，但是所集成的甲烷干重整或濕重整都是吸熱反應(yīng)，需要消耗大量額外的熱量。三重整不同于其他重整技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：①將CO重整、蒸汽重整和甲烷部分氧化集成到一個(gè)反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)熱量自我平衡，可大大降低能耗和生產(chǎn)成本；②優(yōu)化氧氣和蒸汽進(jìn)料比顯著減少催化劑積炭；③合成氣的H/CO比率很容易控制到生產(chǎn)所需的比率。三重整技術(shù)被認(rèn)為是緩解二氧化碳排放和充分利用碳資源的有效途徑。因此，本文作者課題組將三重整技術(shù)與傳統(tǒng)CtEG 集成起來，提出了集成甲烷三重整的焦?fàn)t氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝（coal to ethylene glycol process integrated with methane tri-reforming technology，CtEG-TR），如圖9 所示。結(jié)果表明，CtEG-TR 工藝的碳效率和?效率分別比CtEG工藝提高了50.94%和15.16%；總投資和生產(chǎn)成本分別節(jié)省了16.1%和14.2%；以及內(nèi)部收益率比CtEG 工藝提升了9.6%。此外，工藝的直接CO排放量僅為0.05t/t EG，這將減少CtEG 工藝98.06%的CO排放量。

圖9 集成甲烷三重整的煤與焦?fàn)t氣聯(lián)供制乙二醇（CtEG-TR）工藝流程框圖

2.1.4 焦?fàn)t氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝綜合性能對(duì)比

典型的焦?fàn)t氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝的綜合性能對(duì)比結(jié)果如表2所示。生產(chǎn)等量的乙二醇產(chǎn)品，CtEG-S&DMR工藝耗煤最少，為0.69t/t EG。CtEGTR 工藝在五個(gè)工藝中消耗最高的焦?fàn)t氣，為48.88kmol/t EG。CtEG-S&DMR 工藝的耗電量最低，其次是CtEG-TR、CtEG-DMR 和CtEG-SMR 工藝。對(duì)比結(jié)果表明，CtEG-TR工藝技術(shù)性能最好，?效率最高，為40.80%，其次是CtEG-S&DMR、CtEGDMR和CtEG-SMR工藝。此外，CtEG-TR工藝的總投資為12114CNY/(t·a)，生產(chǎn)總成本為4120CNY/t，內(nèi)部收益率最高為18.85%。因此，CtEG-TR 工藝具有最佳的綜合性能。然而，這些新工藝的系統(tǒng)性能是基于當(dāng)前的技術(shù)水平和市場狀況。在推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化過程中，還應(yīng)更加關(guān)注新興技術(shù)和市場波動(dòng)對(duì)其業(yè)績的影響，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)投資。此外，這幾種新工藝的集成度大大提高，建議借助工藝工程系統(tǒng)方法進(jìn)一步優(yōu)化其材料和熱交換網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)其工業(yè)實(shí)施。

2.2 頁巖氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝

頁巖氣作為一種低碳、清潔的新興能源，它的合理有效開發(fā)對(duì)工業(yè)上能源使用起到了重要作用。我國頁巖氣的主要組成為CH（90.1%～99.3%）,也是一種富氫資源。與焦?fàn)t氣輔助煤制乙二醇新工藝類似，Yang等將富氫資源頁巖氣和富碳資源煤進(jìn)行聯(lián)供，提出了三種煤與頁巖氣聯(lián)供制乙二醇（shale gas assisted coal to ethylene glycol，SCtEG）創(chuàng)新工藝，分別是集成甲烷干重整（D-SCtEG）、甲烷濕重整（S-SCtEG）和甲烷雙重整D+S-SCtEG工藝。這三種創(chuàng)新工藝的綜合性能對(duì)比結(jié)果如表3所示。對(duì)創(chuàng)新型工藝進(jìn)行技術(shù)性能分析，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)CtEG 工藝相比，D-SCtEG、S-SCtEG 和D+SSCtEG 工藝的碳元素利用效率分別提升了38.24%、37.28%和38.10%，?效率分別提升了17.63%、25.30%和20.06%。在經(jīng)濟(jì)性能方面，三種新工藝的總投資和生產(chǎn)成本都有較明顯的下降，內(nèi)部收益率更是分別提升了4.39%、9.40%和7.18%。此外，三種新工藝的直接碳排放顯著下降，甚至可以實(shí)現(xiàn)近零排放，如D-SCtEG 工藝。因此，集成頁巖氣與聯(lián)供也是一種實(shí)現(xiàn)煤制乙二醇行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排的重要途徑。

表3 典型頁巖氣輔助煤制乙二醇創(chuàng)新工藝性能對(duì)比結(jié)果[46]

2.3 耦合綠氫的煤制乙二醇新工藝

利用可再生能源通過水電解法制氫是一種清潔、無碳、有前景的替代方法，受到了廣泛關(guān)注。考慮到我國大部分CtEG 項(xiàng)目位于風(fēng)能、太陽能等可再生能源豐富的地區(qū)，本文作者課題組提出了兩種集成固體氧化物電解制綠氫的煤制乙二醇新工藝，即蒸汽電解（SOEC-CtEG）和蒸汽-CO共電解（CoSOEC-CtEG），如圖10所示?；陔娀瘜W(xué)和全流程仿真模型，研究操作溫度、電流密度和入口氣體成分對(duì)固體氧化物蒸汽電解和共電解過程電化學(xué)性能的影響。在此基礎(chǔ)之上，對(duì)兩種新工藝進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)過程相比，這兩種新工藝的碳利用效率分別提高了6.13%和22.48%，?效率提高了14.82%和17.34%，總投資減少了23.60%和19.38%，平均化生產(chǎn)成本節(jié)省了20.55%和27.47%，內(nèi)部收益率提升了8.85%和9.18%。此外，敏感性分析結(jié)果表明，提出的兩種工藝比常規(guī)工藝具有更強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

圖10 集成固體氧化物電解制綠氫的煤制乙二醇新工藝

2.4 關(guān)鍵單元技術(shù)優(yōu)化與系統(tǒng)集成工藝創(chuàng)新之間的關(guān)系

對(duì)比傳統(tǒng)煤制乙二醇與上述兩個(gè)集成創(chuàng)新技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵單元技術(shù)的不同將對(duì)整個(gè)集成創(chuàng)新的流程結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)性能具有較大的影響。例如，為了解決傳統(tǒng)過程高碳排放的問題，同樣是基于煤與焦?fàn)t氣聯(lián)供集成創(chuàng)新思路，但是CtEG-DMR、CtEG-SMR、CtEG-S&DMR 和CtEG-TR 技術(shù)在流程結(jié)構(gòu)和性能上皆存在較大差異。CtEG-DMR技術(shù)通過集成甲烷干重整技術(shù)調(diào)整合成氣氫碳比，而該技術(shù)產(chǎn)生的合成氣的氫碳比約為1.0，導(dǎo)致該單元無法避免水煤氣變換單元，并未有效地從源頭控制CO的產(chǎn)生。與其不同的是，CtEG-S&DMR技術(shù)結(jié)合甲烷干、濕重整兩種關(guān)鍵單元技術(shù)，憑借濕重整高氫碳比的優(yōu)勢，避免了合成氣中的CO 被調(diào)整變成CO，省去了水煤氣變換單元，即有效地減少了CO的產(chǎn)生。最終，不同集成創(chuàng)新技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)境性能都有了較大差異。此外，從1.1.3 節(jié)中可以發(fā)現(xiàn)，集成創(chuàng)新技術(shù)即使是為了實(shí)現(xiàn)同一個(gè)轉(zhuǎn)化利用功能而采用不同工藝，也會(huì)對(duì)系統(tǒng)集成參數(shù)和性能產(chǎn)生較大影響。例如，集成不同的煤氣化技術(shù)得到不同氫碳比的合成氣，將對(duì)CaCtEG 和CUCtEG技術(shù)的焦?fàn)t氣/原料煤進(jìn)料比、物耗、能耗及系統(tǒng)性能等產(chǎn)生較大影響。因此，集成創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)過程中應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)性地權(quán)衡各關(guān)鍵單元特性，完成全局物質(zhì)與能量網(wǎng)絡(luò)的最緊密銜接。

3 結(jié)語

煤制乙二醇技術(shù)符合我國富煤缺油少氣的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可有效緩解國內(nèi)乙二醇供需矛盾，對(duì)保障國家能源安全和化工行業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。本文重點(diǎn)綜述和分析了煤制乙二醇工藝的關(guān)鍵單元技術(shù)取得的相關(guān)進(jìn)展，明確了關(guān)鍵單元技術(shù)對(duì)煤制乙二醇整體性能的影響；針對(duì)傳統(tǒng)煤制乙二醇技術(shù)存在的問題，總結(jié)了對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)進(jìn)展，主要結(jié)論如下。

（1）通過分析比較煤制乙二醇工藝中三種典型煤氣化技術(shù)發(fā)現(xiàn)，基于GSP氣化技術(shù)的煤制乙二醇工藝具有最高的內(nèi)部收益率，18.01%；基于Texaco氣化技術(shù)的煤制乙二醇工藝具有最高的?效率，42.43%。

（2）煤和焦?fàn)t氣、頁巖氣等富氫資源聯(lián)供制乙二醇新系統(tǒng)可有效解決傳統(tǒng)工藝中CO排放高的問題。例如，集成不同重整技術(shù)的煤與焦?fàn)t氣聯(lián)供制乙二醇創(chuàng)新工藝直接碳排放可以降低98%，耦合綠氫的煤制乙二醇創(chuàng)新工藝則可實(shí)現(xiàn)過程近零排放。

（3）與傳統(tǒng)工藝相比，集成創(chuàng)新工藝具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)境性能。在技術(shù)性能方面，新工藝碳利用效率和?效率均有所提高。例如，集成不同重整技術(shù)的煤與焦?fàn)t氣聯(lián)供制乙二醇創(chuàng)新工藝使得碳效率、?效率和內(nèi)部收益率分別提升了23.35%～39.21%、4.25%～10.12%和3.60%～9.60%；頁巖氣輔助煤制乙二醇新工藝則分別提升了37.28%～38.24%、17.63%～25.30%和4.39%～9.40%；耦合綠氫的煤制乙二醇新工藝則分別為6.13%～22.48%、14.82%～17.34%和8.85%～9.18%。

綜上，煤制乙二醇未來發(fā)展過程中，應(yīng)系統(tǒng)性考慮關(guān)鍵單元技術(shù)對(duì)全局性能的影響，實(shí)現(xiàn)與其他相關(guān)聯(lián)單元最佳匹配及全局綜合性能最優(yōu)；在系統(tǒng)集成方面，集成可再生能源和CO高效利用的煤與富氫資源聯(lián)供制乙二醇創(chuàng)新工藝是煤制乙二醇行業(yè)向低碳-高效-經(jīng)濟(jì)-清潔可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一。