探索环氧乙烷、乙二醇生产技术进展

探索环氧乙烷、乙二醇生产技术进展

作者：马晓宝

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第08期

摘要：环氧乙烷、乙二醇（EO/EG）的消费量在世界上位居前列，在工业生产中可以利用环氧乙烷直接水合精制生产乙二醇，所以二者的生产过程通常是在同一厂家进行，对二者的生产技术进展进行研究，有利于根据市场变化情况对其生产开工率进行调整。

關键词：环氧乙烷；乙二醇；水合；水解

随着生产技术的进步，环氧乙烷和乙二醇的生产技术发生了一系列的变化，其生产原料不断多样化，生产路线较之以前也发生了诸多环节的不同。环氧乙烷生产的技术进展主要体现在催化剂、反应器和精制工艺的选择上；乙二醇的生产则逐渐摒弃传统的水合法，改行为以煤为原料的催化法。

1 环氧乙烷及乙二醇的生产现状

在目前的市场发展状况中，环氧乙烷生产量的70%都被用于生产乙二醇，其他方面则是被应用于表面活性剂及其他衍生化学物品[1]。这些产品有些被直接应用于人们的日常生活中，有些则是被进一步加工成精细化工品，为人类的生产生活提供更加优质的服务。

由于我国是世界上最大的环氧乙烷及乙二醇消费国，目前不仅相关产品的进口量较大，而且带动国内相关企业的生产水平不断提高，在周边产品和生产工艺上也取得了较大的提升。这方面的成果主要包括催化剂研究、提升产品的生产质量并达到节能降耗的目的、“废气、废水、废渣”的环保处理等，此外还包括对新型生产工艺的研究和产品的深加工等方面。

2 环氧乙烷生产技术的进展

2.1 环氧乙烷生产工艺运行现状

目前化工行业运行过程中，环氧乙烷主要有氯醇法和直接氧化法两种生产方式。氯醇法的生产是基于氯气与水发生化学反应生成次氯酸的基础上，与乙烯发生化学反应生成氯乙醇，再通过与石灰乳皂发生反应最终生成环氧乙烷。采用这种方式，工艺简单，步骤少，但是在生产过程中不仅会消耗大量的氯气，还会产生污水和其他污染物，对环保事业造成较大的负面影响。直接氧化法又分为空气直接氧化法和氧气直接氧化法两种，这两种生产方式对设备要求比较复杂，生产环节繁多，需要做好多方面的控制，从而保障环氧乙烷的生产质量。

2.2 环氧乙烷生产技术进展

环氧乙烷生产技术提升的环节一般从三个方面入手：反应器、催化剂和生产工艺。反应器的改进和提升对于生产技术的进步具有重要的推动作用，其作用的改进主要是通过反应器的启动速度、反应器导热效率的改进、氧化剂填装方式的改进和反应器参数设置的改进等四个方面体现的。在催化剂的研究方面，我国目前的研究水平也在逐渐提高，开始缩小与行业领先者之间的差距，这方面研究水平的提升，也是整个环氧乙烷技术提升的重心所在。在生产工艺的改进上主要是能不断提高乙烯体积分数，保障氧气高纯化。此外，在采用氯醇法生产是，还要尽量抑制水和二氧化碳的产生。就生产技术的整体进展而言，我国在相关理论的研究和应用水平与国际发达国家相比还存在较大差距，如何通过相关环节的深入研究，不断提升环氧乙烷的生产质量和效率，才能真正减少生产过程中出现的资源浪费和环境污染等现象[2]，从而不断提升企业运营的效益。

3 乙二醇生产技术进展

就国内的发展现状而言，我国乙二醇年消耗量的70%都需要进口，在具体的生产工艺中，石油法生产工艺和煤制乙二醇生产工艺各自占到60%和40%的比例。由于我国未开采能源结构的特点是“煤多、油缺、气少”，在未来的行业发展中，煤制乙二醇的生产工艺应用水平还将不断提升，甚至会出现比例翻转的情况。

3.1 石油路线法生产乙二醇

石油路线法生产乙二醇是先进行环氧乙烷的合成，在水解生成乙二醇。在大型的乙二醇生产装置中，主要是采用环氧乙烷直接水合法、环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯合成法。环氧乙烷直接水合法的应用时间比较久、但是其后期分离比较困难，生产流程比较长，水资源消耗量比较大，从而造成总体生产成本居高不下。环氧乙烷催化水合法的生产效果主要是取决于催化剂的选择，并且不同类型的催化剂耗水量也有很大差别，但是采用这种方式所生产的产品寿命比较短还是共性的问题。碳酸乙烯酯合成法具有生产效果好、生产过程中污染比较小等各方面的优势，但是其存在酸性催化剂会造成腐蚀的缺点，因而限制了其应用范围。

3.2 煤化工路线法生产乙二醇

煤制乙二醇的生产工艺前期是两个同步的步骤，一方面是把煤进行加压至气化的状态，从中产生一氧化碳和氢气等气体，将二者的量调整变换至合理的比例，通过低温甲醇洗脱硫脱碳，最终在深冷分离的作用下，得到纯度>99.5%的一氧化碳。另一方面是通过变压吸附生产出纯度至99.99%的氢气，在两步骤工作完成之后，通过合成得到乙二醇。就目前的发展现状来看，煤制乙二醇的生产工艺与石油法生产乙二醇相比，在一般情形下具有较高的成本优势，但二者的综合成本主要还是受到煤和石油实际运行价格的影响。

4 结束语

受到我国能源资源结构的影响，在未来的发展过程中，煤制乙二醇的生存空间具有更高的优势，但就目前的发展水平而言，这一技术在应用过程中还需要做好成本控制和质量提升工作。

参考文献：

[1]张翼.含环氧乙烷废气吸收工艺的分析与探讨[J].化工与医药工程，2018，39（04）：54-59.

[2]安然，林子昕，安维中，别海燕，朱建民.持液量对乙二醇单乙醚催化精馏的影响及塔板的优化设计[J].化学反应工程与工艺，2017，33（06）：527-534.