关于乙二醇生产工艺的基本解释

关于乙二醇生产工艺的基本解释

关于乙二醇生产工艺的基本解释

摘要：熟悉乙二醇的生产工艺，不断加强技术进步是化工产品的必由之路。文章通过对乙二醇工艺特点的基本介绍，阐述乙二醇工艺的一些难点、重点。

关键词：草酸酯加氢合成法乙烯能耗低

一、基本制法

乙二醇的制法，环氧乙烷直接水合法，为目前工业规模生产乙二醇较成熟的生产方法。环氧乙烷和水在加压（2.23MPa）和190～200℃条件下，在管式反应器中直接液相水合制的乙二醇，同时副产品一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和多缩聚乙二醇。

煤制乙二醇的潜在工艺路径可以分为直接合成法和间接合成法。直接合成法是将合成气中的CO及H2一步合成为乙二醇。间接合成法则主要分为通过甲醇甲醛及草酸酯作为中间产物合成，然后加氢获得乙二醇。相对而言，甲醇甲醛路线合成的研究还不深入，离工业化距离远；而草酸酯加氢合成法的实用性较强，适宜进行工业生产。由煤制合成气经草算酯加氢制取乙二醇的三个主要反应为：

氧化酯化反应：2CH3OH+2NO+1/2O2→2CH3ONO+H2O

CO偶联反应：2CO+2CH3ONO→（COOCH3}2+2NO

草酸酯加氢反应：（COOCH3}2+4H2→HOCH2CH2OH2CH3OH

总的化学方程式：2CO+4H2+1/2O2→HOCH2CH2OH+H2O

二、主要技术路线

目前，乙二醇的生产主要采用石油路线，即采用乙烯、氧气为原料，在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷再进一步与水以一定物质的量比在管式反应器内进行水合反应生成乙二醇，乙二醇溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到乙二醇及其它副产品。此外，整个工艺还设置了与其生产能力配套的空分装置、碳酸盐的处理以及废气废液处理等系统。英荷Shell、美国SD以及美国联碳（UCC）三家公司的专利技术在我国均

建有生产装置。它们的工艺技术和工艺流程基本上相似，主要区别体现在催化剂、反应和吸收工艺以及一些技术细节上。

Shell工艺的主要技术特点为：（1）使用Ag-Re-Cs-S体系银催化剂；（2）反应管使用管径为ф44.9mm×3.0mm的高强度合金钢管；（3）反应生成气中的醛类等杂质通过环氧乙烷吸收塔急冷段大部分被吸收掉，保证了产品中较低的醛含量以及乙二醇产品的UV值；（4）从贫吸收水中抽出20-30t/h送到解吸塔提浓段，将解吸过程中环氧乙烷水解生成的醇浓缩（约含醇30%），以每小时1.2吨量排至醇闪蒸回收塔，避免了吸收水中醇的积累。

SD工艺的主要技术特点为：（1）采用C9以上新酸银盐制备的含铯银催化剂；（2）反应管使用管径为ф38.1mm×3.4mm的无缝碳钢管；（3）设置环氧乙烷再吸收系统，调节循环工艺水量恰好维持再吸收塔釜液中的环氧乙烷浓度（质量分数约为10%），然后直接送入环氧乙烷精馏塔或乙二醇水合系统，减少了系统中处理高浓度环氧乙烷的部位，装置的安全性较好；（4）装置的整个水系统基本上采用闭环控制，各凝液量充分利用，使装置水耗量较低，但因水系统置换量小，整个水系统杂质积累较多，影响了产品UV值的控制。

UCC工艺的主要技术特点：（1）使用含锂、钠、钾、铷、铯和钡至少一种正离子助剂和含硫化物、氟化物氧代负离子助剂的银催化剂；（2）反应管使用管径为ф34.9mm×2.75mm的高强度合金钢管；（3）由环氧乙烷提纯塔、脱惰性气体塔、精制塔组成环氧乙烷精制系统，确保了产品的质量。

三、乙二醇的生产工艺

目工艺过程分为羰化合成和酯加氢两部分：

1、生成草酸酯

生产原理

方程式如下：

2C0+2RONO→（COOR）2+2NO ①

一氧化碳亚硝酸酯草酸酯一氧化氮

2NO+1/202+2ROH→2RONO+2H20 ②

一氧化氮氧气醇类亚硝酸酯水

2C0+1/202+2ROH→（COOR）2+H20 ③

一氧化碳氧气醇类草酸酯水

第一步是把C0和亚硝酸酯气相催化合成草酸酯（式①），反应尾气中的N0气体和氧气及醇类反应再生成亚硝酸酯回收循环使用（式②）：由式①+式②得式③，即由C0加空气中的氧和醇类，就可以合成出草酸酯。

2、生产方法的先进性比较

即由草酸与醇类在甲苯中高温酯化的化学反应方法相比[见反应式④]，原料路线和工艺过程都有极大的优越性。每生产一吨草酸酯，可省去一吨草酸和大量的甲苯及浓硫酸，成本可降低40%以上，并可连续大量生产，能耗低、安全、不污染环境。特别是产品质量好，草酸甲酯产品纯度达到99.8%，不含微量重金属及酸，这在国内外尚未见报导。

（COOH）2. 2H20+2ROH→（COOR）2+4H20 ④

3、草酸酯加氢制乙二醇

本生产工艺采用中国科学院福建物质结构研究所的草酸酯气相

催化合成加氢制乙二醇技术。生产原理：反应方程式如下：（COOH）2+4H2→（CH2OH）2+2ROH ⑤

2CO+1/2O2+4H2→（CH2OH）2+H2O ⑥

第二步是把草酸酯催化加氢生成乙二醇。③+⑤得⑥，即只要用煤或天然气制成的合成气（C0和H2）以及空气中的氧气，就能合成出乙二醇。

参考文献

[1]汪家铭.乙二醇发展概况及市场前景[J].上海化工.2009（12）

[2]尹安远，戴维林，范康年.草酸二甲酯催化加氢合成乙二醇过程的热力学计算与分析[J].石油化工.2008（01）

[3]陈秀清，杨润贤.乙二醇合成方法研究探讨[J].广东化

工.2010（09）

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