乙二醇合成技术研究进展

24工业技术

0　前言

乙二醇又被称为甘醇，它的分子式为HOCH2CH2OH，它属于脂肪族二元醇，在工业中有着非常广泛的用途，乙二醇可以用来作为汽车防冻剂、润滑剂和涂料等，正是由于它的使用范围非常广泛，所以其合成技术也引起了人们的重视，如果能够高效地合成乙二醇，将大大地提高乙二醇的生产效率，所以对其合成技术进行研究是非常有必要的。

1　催化水合法合成乙二醇

催化水合法主要可以分为两类：第一类是均相催化水合法；第二类是非均相催化水合法。催化水合法的技术关键就在于对新的水合催化剂的开发，因为在传统的直接水合法中，水和环氧乙烷的摩尔比往往较高，这对于乙二醇的合成是极为不利的，而改善了水合催化剂之后，可以使得水和环氧乙烷的摩尔比得到有效的降低，从而提高乙二醇的选择性。当前应用得较为广泛的两种水合催化剂是钼酸盐复合催化剂和负载于离子交换树脂上的阴离子催化剂，通过对这两种催化剂的使用可以有效地提高乙二醇选择性，在一定的摩尔比条件下可以使得乙二醇选择性达到96%以上。随着科研人员对于乙二醇合成技术研究的不断深入，越来越多的新型的催化剂不断地被开发了出来，而且许多新型的催化剂能够在摩尔比较低的条件下使得乙二醇选择性得到明显的提高，甚至使其接近与100%。催化水合法是当前应用得较为普遍的一种乙二醇合成方法，利用催化水合法的关键就在于水合催化剂，水合催化剂的质量直接影响着乙二醇的合成效率和质量。

2　以合成气为原料生产乙二醇

近些年来，由于全球的石油资源日益枯竭，传统的依赖于石油资源生产乙二醇的方式已经受到了一定的限制，因此研究人员开始对煤和天然气进行研究，以期能够以煤和天然气作为初级原料来进行乙二醇的生产，当前已经取得了一定的成就，目前利用煤和天然气来进行乙二醇合成的方法主要有氧化偶联法、甲醇二聚法和甲醛电化加氢二聚法等。

（1）氧化偶联法。氧化偶联法是由日本的宇部兴产所开发出来的，利用该方法来进行乙二醇的生产，首先需要将一氧化碳和亚硝酸甲酯或者丁酯置于80~150摄氏度的环境之中，同时环境的气压应该保持在0.5MPa以下，然后再利用氧化铝为载体的钯催化剂，使其进行气相反应，然后生成草酸二脂，在生成了草酸二脂之后，再使用铜铬系催化剂在3.0MPa和225℃的气相条件下加入氢，然后生成乙二醇，利用这种方式生成的乙二醇，其选择性可以达到95%，而且利用这种方式所产生的副产物还可以循环加以使用。目前这种方式已经实现了工业化，得到了广泛的应用。

（2）甲醇二聚法。甲醇二聚法也是一种常用的合成气法，甲醇二聚合成乙二醇一般都是通过自由基的反应来实现的，甲醇二聚法在存在引发剂的条件下可以使得甲醇生成・CH2OH自由基，在生成了自由基之后，两个自由基往往就会终止然后产生乙二醇。由于甲醇的价格较为便宜而且也较为容易获得，所以这种方法的应用也较为广泛，而且其成本也相对较低，因此甲醇二聚法也是一种较为可行的乙二醇合成方法。 （3）甲醛电化加氢二聚法。甲醛电化加氢二聚法往往是采用NaCl作为其电解质的载体，然后利用石墨电极非分隔式电解槽对甲醛进行电化，在电化的过程中加入氢，但是电解槽的温度应该保持在60~70℃之间，电流的密度应该保持在2~3kA・m-2之间，在这种条件之下，一般乙二醇的收率可以达到80%以上。利用甲醛电解的方法来进行乙二醇的合成，乙二醇选择性和收率都较高，而且其工艺也较为简单，反应也较为缓和，所产生的废气等也较为容易处理，但是其缺陷就在于耗电量较大。

3　碳酸乙烯脂法合成乙二醇

（1）碳酸乙烯酯水解法。碳酸乙烯酯水解法的本质就是利用二氧化碳和环氧乙烷来生成碳酸乙烯酯，其反应的方程式如下：

（CH2）2O+CO2→（CH2O）2CO

在生成了碳酸乙烯酯之后，然后再将碳酸乙烯酯进行水解，水解之后就可以得到乙二醇，其反应的方程式如下：

（CH2）2CO+H2O→HOCH2CH2OH

由于在合成的过程中还需要利用到环氧乙烷，一般情况下，制备环氧乙烷的方法都是通过乙烯，将乙烯氧化之后就可以得到环氧乙烷，在制得环氧乙烷之后，再采用含有乙二醇和乙基纤维素的水溶液对其进行吸收，通过碳酸乙烯酯水解法所得到的乙二醇的收率可以达到99%以上。

（2）乙二醇和碳酸二甲酯联产法。除了碳酸乙烯酯水解法之外，还可以利用乙二醇和碳酸二甲酯联产法来进行乙二醇的合成，乙二醇和碳酸二甲酯联产法一般需要分成两步来进行：第一步是在催化剂的作用下使得环氧乙烷和二氧化碳来合成碳酸乙烯酯，其方程式与碳酸乙烯酯水解法一样；第二步是利用甲醇和碳酸乙烯酯来进行反应生成乙二醇和碳酸二甲酯，其反应方程式如下：

（CH2）2CO+CH3OH→HOCH2CH2OH+（CH3O）2CO

利用乙二醇和碳酸二甲酯联产法可以使得原子的利用率达到100%，因此不会造成浪费，而且还可以生成碳酸二甲酯。

4　结语

乙二醇有着许多的工业用途，所以对其合成技术进行研究是非常有必要的，上文中提到的几种方式是当前应用得较为广泛的乙二醇合成技术，相信随着研究的不断深入，更多高效的合成方式也将被开发出来，从而使得乙二醇的合成效率更高，同时还能够尽可能地减少对环境的污染。

参考文献：

[1]王暠.煤化工路线合成乙二醇技术研究进展[J].化工管理,2015(17):157.

[2]庞纪峰,郑明远,姜宇等.乙二醇生产和精制技术研究进展[J].化工进展,2013(09):2006-2014.

[3]王琼,冯磊,陈强等.含聚乙二醇侧链的碳酸酯单体的合成新路线[J].合成化学,2015,23(08):750-752.

作者简介:刘超（1994-），男，湖南岳阳人，学生。

乙二醇合成技术研究进展

刘　超

（邵阳学院 生物与化学工程系,湖南 邵阳 422000）

摘　要：乙二醇是一种非常重要的有机化工原料，它在我国的化工产业中有着非常广泛的应用，但是乙二醇是一种化学合成物，并不是天然的，所以要想利用乙二醇，必须要首先要对其进行合成。经过多年的研究，我国在乙二醇合成技术方面已经取得了一定的成就，当前已经可以通过多种技术来对乙二醇进行合成，比如说氯乙醇法、环氧乙烷水合法和甲醛法等。本文就乙二醇的合成技术及其发展趋势进行了一定的研究。

关键词：乙二醇；合成技术；研究进展

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.09.020