合成氣制乙二醇生產工藝技術比較及經濟性分析

鞠曉強 劉曉強 牟建輝

摘 要：最近幾年，因為化工市場經濟的快速發(fā)展，對乙二醇的需求量越來越大。為了能夠滿足化工市場對于二醇的需求，這篇文章對合成氣制乙二醇生產工藝技術進行分析與探索，并對其的經濟性進行分析，以能夠確定氣制乙二醇的生產工藝技術所實現(xiàn)的使用價值。

關鍵詞：合成氣制乙二醇生產工藝、經濟性、比較分析

引言：由于我國人口的快速增長，很多資源都已經不能夠滿足人類的需求。合成氣制乙二醇生產工藝能夠有效緩解我國資源短缺的問題，所以非常有必要在我們國家廣泛推廣合成氣制乙二醇生產工藝。乙二醇在化工產業(yè)的發(fā)展中具有十分重要的影響，并且我們國家具有非常大的乙二醇發(fā)展市場，所以最近幾年我們國家乙二醇的進口率在不斷增長。因此我國要積極學習先進的氣制乙二醇生產工藝，進而可以推動我國化工產業(yè)發(fā)展的基礎，也是增加我國經濟快速增長的必要措施。

一、對氣制乙二醇生產工藝進行簡單的介紹

氣制乙二醇生產工藝主要采用了以下幾種主要合成工藝：

（1）以甲醇和甲醇為化學反應的原材料，經過反應羰化反應。

（2）一氧化氮和氧氣為原材料，在水合法中直接加入催化劑，降低氧氣在水中的融合度，從而能夠提高乙二醇在反應過程中的選擇程度。

（3）一氧化氮和低氮醇為化學反應的原材料，并且讓兩者發(fā)生氧化偶聯(lián)反應。

（4）以甲醛和甲酸為化學反應的原材料，并讓原材料參與到甲醛縮合法反應中。

上面集中方法，除了氧化偶聯(lián)反應的技術已經成熟之外，其它幾種合成工藝技術還在發(fā)展的過程中，并且還不能夠被化學產業(yè)所利用。所以目前氣質而與醇的生產工藝主要采用的是氧化偶聯(lián)反應，在乙二醇的生產過程中采用氧化偶聯(lián)反應，不僅使用的化學反應原材料簡單，而且化學反應步驟也非常的簡單，所以在乙二醇的生產過程中采用氧化偶聯(lián)反應是一種操作方便、經濟性能比較高的工藝。

乙二醇發(fā)生氧化偶聯(lián)反應，主要經過以下幾個步驟：

首先，亞硝酸甲酯合成：2NO+1/2O2+2CH3OH→2CH3ONO+H2O

其次，草酸酯合成：2CO+2RONO→（COOR）2+2NO

再次，反應尾氣再生：2NO+1/2O2+2ROH→2RONO+H2O

最后，草酸酯加氫制乙二醇：（COOR）2+4H2→（CH2OH）2+2ROH

二、合成氣制乙二醇生產工藝技術的比較

（1）通過發(fā)生高分子反應合成氣制乙二醇

高分子反應合氣制乙二醇主要是由三個步驟組成，分別是草酸二甲酯的合成反應、乙二醇的精餾、乙二醇的合成反應。

（2）酯化和羰化的化學反應

以一氧化碳、氧氣和甲醇為化學反應物，在pd催化劑的作用下，最后生成草酸二甲酯和水。在生產過程中大部分的合成氣體都會進入草酸二甲酯的合成氣反應內，但是仍有少部分的合成氣體會進入廢氣處理系統(tǒng)。塔底部含硝酸的溶液會將硝酸溶液送入到硝酸還原反應進行處理，再將硝酸進行還原反應得到的一氧化碳和亞硝酸在再生反應塔內硝酸和氫氧化錳反應生成錳，反應式為：

HNO+2NO+3MeOH→1MeOH+2H2O

在開始發(fā)生還原反應的時候，硝酸的還原反應是有硝酸鈉和硝酸發(fā)生化學反應生成氧化氮，并將一氧化碳送入錳的再生還原系統(tǒng)。

（3）加氫反應階段

將水蒸汽循環(huán)到乙二醇的反應塔內，然后再將草酸二甲酯與氫氣在銅的催化下發(fā)生加氫反應生成乙二醇和甲醇，最后再將反應塔內沒有參與到化學反應過程中的氫氣、乙二醇和甲醇與循環(huán)的氫氣發(fā)生熱量交換，從而將剩余的化學反應物進行降溫，然后再利用高壓分離器將剩余的氫氣與甲醇進行分離，讓甲醇從氫氣中分離出來。由此我們可以看出，氫氣在化學反應中可以循環(huán)利用，這還有利于減少廢氣的產生，以達到保護環(huán)境的目的。

（3）精餾加工步驟

乙二醇合成反應產生的具有雜質的乙二醇和甲醇，并且還有少量的副產物。乙二醇在進行精餾的時候需要使用五塔精餾工。通過使用五塔精餾工藝得到純正的乙二醇，從而作為反應物去生成去草酸乙二酯。

三、國內公司的合成氣制乙二醇技術

國內某公司公司為了能夠提高企業(yè)效益，聯(lián)合當地理工大學研究了一門新型的乙二醇合成技術，合成氣制乙二醇的技術主要有以下幾個步驟：

（1）酯化化學反應

將經過羰化反應的產物一氧化碳經過加氫反應得到亞硝酸甲酯。 采用加四氧化二氮甲醇發(fā)生化學反應的方式去制取硝酸甲酯和硝酸，其操作工藝不僅簡單安全，而且易于控制。

（2）羰化反應步驟

讓一氧化碳和錳發(fā)生催化偶聯(lián)反應，得到生成物草酸二甲酯和化學反應副產物。用羰化化學反應去獲得草酸二甲酯具有化學反應速率快、得到了生成物化學性質穩(wěn)定等優(yōu)點，并且在發(fā)生羰化反應的過程中，對于氧化氮中氫的含量要求不嚴格，所以沒有必要專門去設置脫氫裝置，這樣有利于降低化工企業(yè)生產草酸二甲酯的成本。

（3）加氫反應步驟

讓草酸二甲酯和氫發(fā)生加成反應，這樣就可以得到含有雜質的乙二醇粗產品。在合成乙二醇的過程中采用加氫反應就以下特點：

首先，加氫反應不僅速度快，而且生產的化學物質性質穩(wěn)定；因為加氫反應所需要的氫循環(huán)系統(tǒng)的性能比較低，所以對氫氣循環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)要求的技術不高；其次，加氫反應的變化都非常的靈活，使化學反應速率加快，并且也能夠有效的提高乙二醇的生產質量。

（4）精餾的反應步驟

將粗質量的乙二醇通過精餾可以得到高品質的乙二醇，并且在化學反應的過程中也不需要其它的輔助手段和催化劑。

四、合成氣制乙二醇生產工藝技術與原材料消耗指標的對比分析

目前，我們國家都是使用合成氣制乙二醇生產工藝去生產乙二醇，并且很多企業(yè)都對合成氣制乙二酯生產工藝技術與原材料消耗的指標進行對比，依據一系列的市場調查發(fā)現(xiàn)，我國乙二醇的主要消費市場在華東地區(qū)，而乙二醇的生產地主要在西北地區(qū)，并且經過一系列的計算發(fā)現(xiàn)乙二醇的運費消耗，得出、以下圖表：

表1技術經濟分析乙二醇價格

表2主要公用價格表

通過上面這幾個表格我們可以看出，中等價格的乙二醇的生產效率比較穩(wěn)定，存在風險低的優(yōu)勢；高等價格的生產效率更加穩(wěn)定，這高度的抗風險能力；低等價格的營銷比較低，所以他的風險力度比較高，但是這三種價格乙二醇的生產營銷利潤已經達到企業(yè)的要求標準，所以在一定程度上還是具有抗風險的能力的。

結束語：通過這篇文章我們可以知道，我國對乙二醇的需求量越來越大，所以加強對合成氣制乙二醇技術的研究很有必要。與其它高科技的化學合成乙二醇技術相比較，我國的生成二醇技術需要消耗大量的水蒸氣，但是原材料的消耗較少；通過對經濟效益的比對，高質量的乙二醇生產投資風險比較低，而低質量的乙二醇的生產投資風險比較高?？偠灾?，乙二醇能夠有效地緩解我國資源短缺的問題，所以國家加強對于二醇合成技術的研究與探索有積極的影響意義。

參考文獻：

[1]李代紅，王洪波.合成氣制乙二醇市場及技術進展[J].現(xiàn)代化工，2017，（01）：5-8+10.