乙二醇生產(chǎn)新技術(shù)的研究進(jìn)展分析

關(guān)志陽

摘 要：隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，乙二醇的社會(huì)需求量也在不斷增加，但乙二醇主要利用石油材料制取，為了減輕對(duì)原料的依賴性，企業(yè)應(yīng)在遵循乙二醇發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，綜合考慮技術(shù)開發(fā)、環(huán)境保護(hù)等方面，開發(fā)適合的非石油法生產(chǎn)乙二醇技術(shù)，創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，從而最大程度地減輕對(duì)石油的依賴性。

關(guān)鍵詞：乙二醇生產(chǎn);新技術(shù);應(yīng)用

1 乙二醇用途

乙二醇（簡稱EG）又被稱為甘醇，常溫下為無色、無臭、有甜味的粘稠液體，屬于最簡單的脂肪族二元醇，在石油化工生產(chǎn)過程中屬于基礎(chǔ)原料，可以被廣泛應(yīng)用至潤滑劑、增塑劑以及防凍劑的生產(chǎn)方面，還可以用于制作涂料、照相顯影液以及油墨等材料，具有較為廣泛的用途。與乙醇化學(xué)性質(zhì)相似，乙二醇也可以與有機(jī)酸、無機(jī)酸生成酯，一般只有一個(gè)羥基參與化學(xué)反應(yīng)，之后，通過加熱、增加酸用量等方法促使2個(gè)羥基參加化學(xué)反應(yīng)，且均形成酯。同時(shí)，乙二醇也可以與堿金屬生成醇鹽，在制藥行業(yè)中被用作水合劑與溶劑。但乙二醇具有較強(qiáng)的溶解能力，且很容易被代謝氧化，會(huì)生成有毒草酸，因此，盡量不要將其用作溶劑。我國乙二醇的消費(fèi)構(gòu)成中約95%用于生產(chǎn)聚酯，5%用于生產(chǎn)防凍劑等方面。

2 煤制乙二醇生產(chǎn)新技術(shù)研究

煤制乙二醇的直接合成法主要是使用合成氣進(jìn)行乙二醇制備，它存在較多的不足之處，例如轉(zhuǎn)化率相對(duì)較低，產(chǎn)物的選擇性不多，副產(chǎn)物的種類較多等等，至今沒有形成工業(yè)化批量生產(chǎn)。

煤制乙二醇間接合成法是當(dāng)前新型的煤制乙二醇生產(chǎn)技術(shù)之一，但是它難度相對(duì)較大，具體來說，有甲醇甲醛和草酸酯生產(chǎn)工藝技術(shù)兩條路線。

甲醛路線也是新型的生產(chǎn)方式，通過一氧化碳和甲醛的相互作用，在硫酸和氫氟酸等物質(zhì)的共同作用之下，生產(chǎn)形成羥基乙酸，并在酯化反應(yīng)之后生產(chǎn)加工成為乙二醇。也可以使用甲醛羧化的方式進(jìn)行制備，主要是通過一氧化碳，氫氣，聚甲醛等多種物體，在催化體系之中不斷反應(yīng)生成乙醇類醛類物質(zhì)，并經(jīng)加氫反應(yīng)最終生成乙二醇。

甲醛縮合法也是一種較好的方式，主要是在氫氧化鈉的踐行溶液之中進(jìn)行甲醇催化，同樣通過固態(tài)加氫的技術(shù)制備乙二醇。甲醛電化反應(yīng)也是使用加氫的方式，并結(jié)合甲醛水，進(jìn)行制備煤質(zhì)乙二醇，它可以在連續(xù)性的電解槽之中不斷反應(yīng)，然而這種化學(xué)反應(yīng)方式相對(duì)較輕，成本較低，單對(duì)乙醇的利用率相應(yīng)較高。甲醛和甲酸酯可以在硫酸的催化作用之下，通過縮合作用生成甲氧基乙酸，并在催化加氫的過程之中不斷生成煤質(zhì)乙二醇，最終得到乙二醇甲醚。甲醇的方式是使用脫氫的方式進(jìn)行聚合反應(yīng)得到煤質(zhì)乙二醇，對(duì)于甲醇來說，碳?xì)滏I屬于惰性鍵態(tài)，可以使用脫氫的方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，并在兩個(gè)自由基的氧化作用之下生成乙二醇，但是該種反應(yīng)有著較強(qiáng)的選擇性，對(duì)于條件的要求較大，具體可以使用各類氧化物，紫外線物質(zhì)，以及各類射線具體催化進(jìn)行。

草酸酯的工藝制備煤質(zhì)乙二醇流程已經(jīng)成為當(dāng)前我國最為高科技的煤制乙二醇技術(shù)。它同樣是使用煤來進(jìn)行合成氣的制備，并將其中的一氧化碳和氫氣有效的分離出來，一氧化碳在催化劑的作用下，與亞硝酸甲酯反應(yīng)生成草酸二甲酯和一氧化氮，稱為羰化反應(yīng)，反應(yīng)原理：2CO+2CH3ONO（MN）=（COOCH3）2（DMO）+2NO。一氧化氮與甲醇和氧氣反應(yīng)生成亞硝酸甲酯，稱為氧化酯化反應(yīng)，反應(yīng)原理：2NO+2CH3OH+O2=2CH3ONO+H2O。草酸二甲酯與氫氫氣生成粗乙二醇，稱為加氫反應(yīng)，反應(yīng)原理：（COOCH3）2+ 4H2=（CH2OH）2+2CH3OH。粗乙二醇經(jīng)過脫甲醇乙醇等輕組分、脫醛脫酯、精餾最終得到優(yōu)級(jí)品和工業(yè)級(jí)的煤質(zhì)乙二醇。國內(nèi)對(duì)于這種煤質(zhì)乙二醇的制備方式研究進(jìn)展顯著，我國的多家企業(yè)致力于對(duì)于乙二醇的技術(shù)研究，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的批量化產(chǎn)業(yè)化，現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)形成了很多草酸酯加氫制備乙二醇的工業(yè)化設(shè)備，產(chǎn)業(yè)規(guī)模與發(fā)展前景很是樂觀。

3 煤質(zhì)乙二醇技術(shù)發(fā)展中的存在問題與對(duì)策探討

近年來，我國的煤制乙二醇工藝技術(shù)都在飛速更新發(fā)展，但是煤質(zhì)乙二醇制備技術(shù)沒有成熟，存在一定技術(shù)難題。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，對(duì)于催化劑的選擇，一般對(duì)催化劑使用工業(yè)化的生產(chǎn)方式，例如一氧化氮的再生，廢水處理難度大，加氫反應(yīng)床層阻力大、催化劑出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象等，但是關(guān)鍵在于各類工藝設(shè)備的使用，包括使用催化劑羰基反應(yīng)，一氧化碳的脫氫處理等方面存在難點(diǎn)。當(dāng)前，我國的各個(gè)科研機(jī)構(gòu)都在研究催化劑，但是現(xiàn)階段催化劑的強(qiáng)度相對(duì)較低，不夠穩(wěn)定等問題時(shí)有發(fā)生，間接影響了煤質(zhì)乙二醇的制備效果。煤制乙二醇的制備需要大量的煤炭，在煤炭產(chǎn)地，成本就會(huì)相應(yīng)降低，適合其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。從我國當(dāng)前的市場(chǎng)發(fā)展角度來考慮，煤炭制成乙二醇生產(chǎn)的關(guān)鍵在于聚酯產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)行，在我國的華東等地區(qū)，我國紡織纖維行業(yè)的進(jìn)展迅猛，纖維業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展也帶動(dòng)了整體煤炭領(lǐng)域的進(jìn)步與發(fā)展，并產(chǎn)生了較大經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，煤制乙二醇的發(fā)展面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。但是我國煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展格局存在不平衡的狀況，發(fā)展失衡更是時(shí)常發(fā)生，只有通過對(duì)生產(chǎn)技術(shù)和煤炭資源價(jià)格的調(diào)整，形成規(guī)模化的煤炭生產(chǎn)方式，促進(jìn)煤制乙二醇的生產(chǎn)平衡。

4 結(jié)論

早期的合成氣需要較多的石油，目前針對(duì)我國缺油現(xiàn)狀，需要更新乙二醇生產(chǎn)方式。煤制乙二醇從根本上說對(duì)于反應(yīng)流程的要求相對(duì)較低，條件較為溫和，能源消耗程度更低，研究出相對(duì)較為高效的催化劑，能夠使乙二醇的制備前景更加廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]張濤.新型乙二醇合成工藝的產(chǎn)品精制與節(jié)能技術(shù)[J].化工進(jìn)展，2018，36（07）：2344-2352.