煤制乙二醇技術(shù)工業(yè)化之探討

楊秀斌

摘要：甲醇甲醛路線和草酸酯路線一直都在以煤代替石油原料生產(chǎn)的過程中占據(jù)著非常重要的地位。而草酸酯路線本身也有著非常大規(guī)模的工業(yè)化前景。本文通過探討草酸酯法生產(chǎn)乙二醇工藝、合成氣預處理系統(tǒng)、循環(huán)氣再生系統(tǒng)和產(chǎn)品分離系統(tǒng)在工業(yè)大裝置使用過的相關(guān)問題，希望能夠通過采用特殊的煤制乙二醇技術(shù)在基礎(chǔ)研究和設(shè)備國產(chǎn)化建設(shè)的過程中就基礎(chǔ)研究和國產(chǎn)化方面的的建設(shè)提出更多的建議。

關(guān)鍵詞：煤制乙二醇;工業(yè)技術(shù);探討策略

乙二醇本身也屬丁一種非常重要的有機化工原料。而隨著我國聚酯工業(yè)的不斷發(fā)展，乙二醇的需求量也會不斷地增加，諸多專家都在研究用煤炭資源來代替石油原料來生產(chǎn)乙二醇。本文主要就煤制乙二醇T業(yè)化的相關(guān)問題進行全面的分析。

1乙二醇的性質(zhì)

乙二醇又被稱之為“甘醇”，從外表來看，本身屬于一種無色無臭的液體。乙二醇的沸點為197.88度，且極其不容易揮發(fā)。乙二醇本身屬于最簡單的二元醇，對動物有很強的毒性，基本采用1.6g/kg的劑量就可以讓人類致死。乙二醇本身可以與水以及丙酮瓦溶。在工業(yè)上也可以作為溶劑、防凍劑和滌綸的原料。此外，乙二醇也可在細胞融合中發(fā)揮巨大的作用。

2工藝技術(shù)方案

同前，主要采用石油和非石油兩種路線來更好地合成乙二醇。而隨著石油的價格節(jié)節(jié)攀升，尋找一條獨立而義經(jīng)濟的改進工藝路線正變得越來越重要。目前，有越來越多的專家正在研究非石油的乙二醇合成路線，相信會有很好的發(fā)展。

3常用的乙二醇石油路線合成工藝

3.1環(huán)氧乙烷直接水合法

目前，環(huán)氧乙烷直接水合法是最常用的制備乙二醇的方法。在制作乙二醇的過程中，可以先將環(huán)氧乙烷和水放在一起，然后再加壓到2.25MPa，在將反應容器放置在190攝氏度的條件下進行液相水合反應，直接生產(chǎn)出乙二醇[1]。但是，該方法的應用范圍已經(jīng)變得越來越廣泛，技術(shù)也變得越來越成熟。但是整體生產(chǎn)過程中需要消耗掉更多的水，并在之后產(chǎn)生更多的副產(chǎn)品，整體生產(chǎn)的成本非常高。

3.2環(huán)氧乙烷硫酸催化水合法

這種方法是將環(huán)氧乙烷和水放置在反應環(huán)境中，再在硫酸的作用下進行催化。當這兩種物質(zhì)處于80攝氏度和9.804-19.59kPa的壓力環(huán)境下就可以生成乙二醇。這是最早使用的傳統(tǒng)的制備的乙二醇的工藝。但是在使用的過程中還存在著被腐蝕、被污染和其他一系列的質(zhì)量問題。

3.3乙二醇和碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)法

采用這種方法制備乙二醇，主要可以分兩個步驟來進行。第一，將二氧化碳和環(huán)氧乙烷放置在不斷催化的過程中生成碳酸乙烯酯。之后再利用碳酸乙烯酯和甲醇反應再生成碳酸二甲酯和乙二醇。

4乙二醇非石油路線合成工藝

4.1合成氣直接合成法

根據(jù)上述圖巾的公式，其合成氣體的方法在理論上有著更好的經(jīng)濟價值，其反應的方程式如下：2C0+3H2—}HOCH2CH2OH

本反應本身屬于一種Gibbs自由能增加的反應，一般在熱力學上沒有辦法更好地進行，需要催化劑和適當?shù)臈l件才能夠更好地進行。在上世紀70年代，美國UCC公司采用銠催化劑將整個反應的壓力提高到300MPa。在80年代之后又將反應壓力不斷降低到50MPa，并將整體工藝降低至220攝氏度。但是從反應的結(jié)果來看，其反應的選擇性和轉(zhuǎn)化率仍然較低。發(fā)展到今天，直接合成法的進展還不能夠在之后更好地實現(xiàn)工業(yè)化建設(shè)。

4.2甲醇甲醛合成法

一般而言，由丁通過合成氣直接合成乙二醇的工藝相對比較困難，所以專家一直都在考慮如何使用成熟的工藝來更好地合成甲醇和甲醛，這也成為了現(xiàn)在研究的重點內(nèi)容之一。

可以采用以下四種方法來通過甲醇甲醛路線合成乙二醇。第一，2CH30H一（CH2OH）2+H2。這種反應被稱為甲醇脫氫聚合法;第二，（CH3）2O+1/2O2一（CH2OH）2。這種反應方法一般被稱為二甲醚氧化偶聯(lián)法;第三，2HCHO+H2一（CH2OH）2。這種反應方法一般被稱為甲醛縮合法;第四，HCH0+2H2+CO一（CH2OH）2，這種反應方法一般被稱為甲醛甲?；?。該工藝有著很多優(yōu)點：反應中甲醇原料的價格較低，且原料數(shù)量較多。此外，乙二醇的收率也較高。目前，我國各個科研單位在這方面的研究還不夠深入，所以僅僅憑借這一技術(shù)很難實現(xiàn)工業(yè)化。

5未來乙二醇工業(yè)化發(fā)展趨勢

從長遠發(fā)展的角度來看，我國乙二醇項目工業(yè)化發(fā)展的趨勢和建議如下：第一，煤制乙二醇的技術(shù)屬于一類新型的煤化工技術(shù)，有著很好的發(fā)展前景。通過多年對煤化工技術(shù)的研究，成功地建立其中試或者工業(yè)示范的裝置，往往能夠為乙二醇大型工業(yè)化創(chuàng)造良好的條件。第二，在今后很長一段時間內(nèi)，國內(nèi)的聚酯和汽車防凍液的消費市場一直都保持著較高的增長速度，這也反應了國內(nèi)乙二醇市場的需求非常旺盛。就需要一方面更好地引進有效的建設(shè)項目，更好地減緩國內(nèi)市場的供需矛盾。第三，目前我國的乙二醇進口產(chǎn)品的所受到的沖擊正在不斷地擴大，所以尤其需要開發(fā)一些附加值較高的乙二醇產(chǎn)品，這樣才能夠在之后更好地掌握整體市場的主動權(quán)。

參考文獻：

[1]李新柱，陳瑤，陳吉強，煤化工路線合成乙二醇技術(shù)研究進展[J].煤化工，2016（3）：139-144.