對當前合成氣制乙二醇的探討

張永（安徽省合肥市東華工程科技股份有限公司， 安徽 合肥 230024）

對當前合成氣制乙二醇的探討

張永（安徽省合肥市東華工程科技股份有限公司， 安徽 合肥 230024）

石油的短缺使得以其為原料制備乙二醇的工藝方式面臨著巨大的壓力，而油氣短缺、煤炭含量相對豐富的現狀使我國利用煤氣化產生的合成氣制乙二醇的技術逐漸發展起來。由合成氣制乙二醇的具體路線是利用合成氣中分離出的CO與亞硝酸甲酯反應合成草酸二甲酯，然后將草酸二甲酯催化加氫制得乙二醇。這一工藝具有對環境污染程度小、對溫度、壓力等反應條件要求較低的優點，具有非常重要的戰略意義，被列為我國重點石化項目。本文對當前由合成氣制乙二醇的工藝進行了探究。

合成氣；乙二醇；工藝；探討

合成氣的獲取途徑十分廣泛，可來源于石油、天然氣、煤等化石原料和自然資源，我國的合成氣生產工藝已經非常成熟，本文僅從合成氣制乙二醇的工藝進行詳細介紹。

1 合成氣制乙二醇的發展現狀

（1）合成氣制乙二醇可分為直接合成法和間接合成法兩大類。從理論上講，由合成氣一步合成乙二醇是一種最為簡單而有效的方法，即使反應選擇性和轉化率較低，也具有很大的實際應用價值。但目前直接合成法只有在高溫高壓的條件下，通過催化劑的催化才能直接合成乙二醇，雖然其有成本低的優勢，由于催化劑活性和選擇性的限制，此方法尚處于研究階段。間接合成法是利用合成氣先合成出一些中間產品，再通過催化加氫的方式制取乙二醇。合成氣間接合成法制乙二醇根據中間產物的不同可分為草酸酯法、甲醛氫甲?；?、甲醇脫氫二聚法、羥基乙酸法等。由于間接合成法沒有直接合成法突出的主要技術難點，成為了乙二醇生產工藝的發展重點。

（2）合成氣間接合成乙二醇——草酸酯加氫生產乙二醇工藝 目前，合成氣間接合成法中的草酸酯法已經初步實現了工業化，其他幾個方法尚處于實驗階段。本文主要介紹草酸酯法的工藝原理及開發現狀。

草酸酯加氫生產乙二醇工藝中的主要原料是NO，CO，O2，H2，醇類等，通過變壓吸附技術對合成器進行分離從而獲取CO和H2，NO和醇類是草酸加氫過程的中間產物，而O2是利用分離裝置從空氣中分離出來的。具體的工藝流程如下：

第一步，NO、O2和醇類反應生成亞硝酸酯，

2NO+2ROH+0.5O2→2RONO+H2O；

第二步，CO與亞硝酸酯發生羰化氧化偶聯反應生成草酸酯，2CO+2RONO→（COOR）2+2NO-；

第三步，草酸酯加氫生成乙二醇，

（COOR）2+4H2→（CH2OH）2+2H2O.

草酸酯加氫生產乙二醇的總反應：

2CO+4H2→（CH2OH）2+H2O，由此，可以看出該過程并不消耗醇類和亞硝酸酯，只是由源于合成氣的CO和H2制得乙二醇。

從20世紀70年代開始，國外就連續有些公司對草酸酯加氫制乙二醇的工藝進行了深入的研究，但均沒能實現工業化生產，瓶頸主要出現在第二步的反應上。傳統的CO合成草酸酯主要采用液相法，美國聯合石油（Uno-cal）公司于1966年提出液相合成草酸酯，其缺點是設備腐蝕問題嚴重。1978年，日本宇部興產公司和美國UCC公司聯合開發了新工藝路線，解決了原工藝中設備腐蝕等問題，但該工藝中草酸酯生成速率慢，副產物較多，且加氫需要在20MPa以上才能進行，嚴重限制了工業化的應用。后來日本宇部興產公司開發出了氣相合成法，其反應壓力為0.5MPa，溫度為80～150℃。此工藝的應用使得加氫制乙二醇技術取得了重要進展，加氫壓力降為3MPa。氣相法反應條件相對溫和，加氫壓力遠低于液相法，比較適合工業化生產的要求。目前，以宇部、高化學及東華公司聯合開發的乙二醇生產技術，成功實現了工業化的聚酯級乙二醇生產，標志著間接合成法邁上了一個新的臺階。

2 合成氣制乙二醇工業生產面臨的難題

聚酯產業的飛速發展使乙二醇的需求量逐年增長，再加上市場缺口量很大，使得合成氣制乙二醇的發展空間比較廣闊，但合成氣制乙二醇的過程仍然面臨一些問題不容忽視。第一，該工藝雖然發展較快，但總體上仍處于起步階段，許多核心技術是否能長期使用有待驗證，另外該過程對存在煤耗高、水耗高、碳排放量大的缺點，受到環境因素的制約。從目前的生產狀況來看，合成氣制乙二醇工藝要經過長期的完善才能實現穩定運行。第二，國外以乙烯為原料制備的乙二醇具有成本低、質量高的優點，出口到我國市場，對中國合成氣制得的乙二醇具有很強的沖擊力。

3 結語

我國乙二醇的生產能力和產量還不能滿足實際生產的需求，合成氣制乙二醇工藝在我國擁有廣闊發展空間的同時也面臨著巨大的挑戰，我國要加強對該項技術的研究力度，降低生產成本，提高產品質量，從而提高煤制乙二醇在全球市場的競爭力。

［1］江鎮海.國內外合成氣制乙二醇技術進展［J］.合成技術及應用，2010，（4）.

［2］汪家銘.新疆天業合成氣制乙二醇新裝置開車成功［J］.化肥設計，2015，（2）.