乙二醇

乙二醇1.物化性质

乙二醇 ethylene glycol，又名甘醇、1,2-亚乙基二醇，简称EG。结构式HOCH

2CH

2

OH，分子

式C

2H

6

O

2

，相对密度1.1132。折射率1.4306（25℃）。凝固点-12.6℃。沸点197.2℃。自燃温度

400℃。闪点110℃。自燃点412℃，爆炸极限3.2%~15.3%。很易吸湿。能与水、乙醇和丙酮混溶。能大大降低水的冰点。微溶于乙醚。

乙二醇在常温下为无色、无臭、有甜味的粘稠液体。无气味，有甜味，稳定无腐蚀性。它可燃但不易燃。它被《欧洲委员会危险品导则》分类为“有害物质”。如果被误吞的话，二醇类化合物都是慢性毒物。过度暴露在它的蒸汽中，能对眼、鼻和咽喉产生刺激作用。

2.技术进展

工业上，现在唯一的大规模生产乙二醇的方法是环氧乙烷水解法。早期的环氧乙烷是通过氯乙醇制取的，而现在这种方法已被直接氧化法取代，即在空气或氧气存在条件下，通过氧化银催化剂对乙烯进行氧化，然后环氧乙烷水解分馏制得乙二醇。这一工艺的乙二醇选择性低，需要20倍于环氧乙烷摩尔数的水才能达到90%的乙二醇收率。

典型的水解工艺描述如下：将环氧乙烷和来自环氧乙烷装置的环氧乙烷水溶液送入氧化物——水混合器，使之与加入的补充水及循环水混合，使混合物中水和环氧乙烷的摩尔比达到22:1。从混合器流出的混合物首先用第四效蒸发器——再沸器出来的冷凝液加热，然后通过与蒸汽的热交换使其温度达到150℃。混合物进入乙二醇反应器，在150℃，1.38MPa压力条件下进行反应，生成乙二醇和少量的二甘醇、三甘醇和聚乙二醇残渣。此工艺中乙二醇的选择性为88.4%，二甘醇为10.3%，三甘醇为0.5%。

为了克服上述工艺水与环氧乙烷摩尔比很高的缺点，许多石化公司力图开发出环氧乙烷催化水合制乙二醇的工艺。UCC公司着重进行这方面的开发工作。该公司开发了两种阴离子水合催化剂，主要是钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐；另一种是三苯基膦络合催化剂。在两种催化剂的应用实例中：用离子交换树脂Amberlite IRA904制备的钼酸盐催化剂，在水/EO摩尔比为4.9/1的条件下水合，乙二醇收率为97%；而应用双（三苯基膦）亚胺钼酸盐催化剂，在水/EO为6.1/1时可获得几乎100%乙二醇收率。虽各国石化研究人员一直从事多种努力，但仍未寻找到工业上可替代的新工艺。

在石油路线制取乙二醇工艺方面，近年来正在研究开发的催化水合法、碳酸乙烯酯法及酯交换法等工艺。Shell化学公司将壳牌Master EO工艺和三菱乙二醇催化转化工艺组合在一起开发了Omega乙二醇生产新工艺，该工艺可使乙二醇选择性达到99.3%～99.5%，用1吨乙烯可以生产1.95 吨乙二醇，而常规工艺的乙二醇选择性为90%～95%，1吨乙烯只能生产1.53～1.70 吨乙二

醇。在相同的乙二醇产率下，采用Omega工艺的乙二醇生产装置投资费用可降低10%。与常规工艺相比，在相同的环氧乙烷反应选择性条件下，蒸汽消耗减少20%，产生的废水减少30%，并且生产过程中只产生二乙二醇和三乙二醇衍生物，不需要投资建设处理这些产品的基础设施。该工艺2008年5月在韩国乐天大山石化公司40万吨/年装置上首次实现了工业化应用，在新加坡正在建设的Shell东方石化联合装置中的75万吨/年乙二醇装置也采用了该工艺，计划于2010年建成投产，将成为世界采用Omega工艺的最大同类装置。

煤制乙二醇技术是国家“八五”、“九五”重点科技攻关项目。2005年起，由上海盛宇企业投资有限公司投资约1.8亿元，与中科院福建物质结构所、丹化集团公司、上海金煤化工新技术有限公司等强强联手启动了“CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇”的产业化试验，经过3年多的艰苦努力，在国家发改委、科技部、中科院、福建省、上海市和江苏省政府的大力支持下，相继在丹化集团建成300吨/年中试和1万吨/年工业化试验两套装置，在多项关键技术领域取得突破。2007年12月万吨装置顺利开车打通全流程，经过一年多的实际运行检验，并经专家组鉴定，证明全球首套“万吨级煤制乙二醇”技术已完全取得成功。2009年5月7日，该成套技术通过了中国科学院组织的成果鉴定。鉴定委员会专家一致认为，此项成果标志着我国领先于世界实现了全套煤制乙二醇技术路线和工业化应用，是一项拥有完全自主知识产权的世界首创技术。

内蒙古通辽金煤化工有限公司在1万吨/年工业化试验成功的基础上，采用拥有我国自主知识产权，工业化试验成功的“全球首创万吨级煤制乙二醇”成套技术，进行一定比例的放大，然后采用多台（套）并联的方法，该项目是我国煤化工五大重点示范工程之一，总投资约21亿元。2009年12月上旬内蒙古通辽金煤化工公司煤制乙二醇项目一期工程、年产20万吨煤制乙二醇项目顺利打通全线工艺流程，生产出合格乙二醇产品。由于全部采用工业级的CO、NO、H2、O2和醇类为原料，容易推广应用，对形成规模化产业极为有利。

金煤化工煤制乙二醇自主技术主要工艺包括七个步骤：第一是氨与空气在氨氧化炉内高温氧化得到氨氧化物；第二是氨氧化物与甲醇、氧气氧化酯化生成亚硝酸甲酯；第三是工业一氧化碳原料气体的催化脱氢净化；第四是亚硝酸甲酯与一氧化碳氧化偶联生成草酸二甲酯；第五是草酸二甲酯催化加氢生成乙二醇；第六是乙二醇混合物的精馏；第七是尾气循环使用和消除污染排放。其技术的独到之处有两方面：一是全部采用工业原料，切实解决了工业化应用问题；二是该技术覆盖了整个工艺流程和脱氢、合成、加氢三种催化剂技术。新型催化剂的研发取得突破：一氧化碳脱氢催化剂提高了效率，降低了飞温的危险性；一氧化碳羰基合成催化剂有效地降低了催化剂中贵金属的负载量；草酸酯加氢的催化剂使得乙二醇的选择性从80%提高到了90%。

3.主要用途

乙二醇是一种重要的石油化工基础有机原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等，此外还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业，用作过硼酸铵的溶剂和介质，用于生产特种溶剂乙二醇醚等，用途十分广泛。

全球来看，乙二醇主要用于聚酯（PET）纤维、薄膜及树脂。聚酯系列产品耗用的乙二醇占世界产量的52%左右。第二大用途是作PET瓶用树脂，其它一些小用途有用作除冰液和表面涂料等。目前全球乙二醇消费结构情况如图1所示。

图1 全球乙二醇消费结构分布图

A 聚酯纤维52%;

B PET瓶用树脂25%;

C 抗冻剂11%;

D 工业用乙二醇5%;

E PET薄膜4%;

F 其他产品3%。

目前，我国乙二醇产品主要用于生产聚酯、防冻液以及粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂和聚酯多元醇等。其中聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，其消费量约占国内总消费量的83.8%，另外约16.2%用于防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等其他产品。

目前中国乙二醇消费结构情况如图2所示。

图2 中国乙二醇消费结构分布图

4.产需状况

近年来，随着聚酯产品消费的急剧增长，世界乙二醇的生产发展很快。20世纪90年代以来，由于全球聚酯市场消费的急剧增长，世界乙二醇的生产发展迅速。1993年世界乙二醇的总生产能力只有960.0万吨，2001年达到1433.0万吨，2003年进一步增加到约1586.2万吨，2000年全球乙二醇生产能力为1423.0万吨/年，2006年已超过2000万吨，达到2097.7万吨/年。陶氏化学公司是目前世界上最大的乙二醇生产厂家，在英国以及美国建有生产装置。到2010年，沙特东部石化公司的乙二醇生产能力超过330万吨/年，从而取代陶氏化学成为全球最大的乙二醇生产商。

我国乙二醇的工业生产始于20世纪60年代，20世纪70年代以后，随着我国石化工业的崛起，近年来，我国乙二醇的生产得到了迅速发展。先后引进国外技术，在北京燕化、辽阳石化、上海石化、吉林化学等公司建立了多套乙二醇生产装置。由于需求量的快速增长，促进了乙二醇