探究乙二醇生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

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前言

對于乙二醇來說,是我國目前應(yīng)用廣泛的一種現(xiàn)代工業(yè)原料,主要用于生產(chǎn)以及合成樹脂、防凍液、表面活性劑以及潤滑劑等等精細(xì)化學(xué)品。可以根據(jù)原材料組成情況的不同來將乙二醇的生產(chǎn)方法分為石油化工以及煤化工。石油路線的應(yīng)用最早,并且受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛歡迎,直至今天石油路線的生產(chǎn)工藝方式開始逐漸體現(xiàn)出多樣性的特點,人們在工藝選擇方面有了更多的可能性。從現(xiàn)階段我國乙二醇生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀來看,主要應(yīng)用的生產(chǎn)工藝有環(huán)氧乙烷直接水合法以及碳一路線合成法。

一、乙二醇生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀

(一)環(huán)氧乙烷直接水合法生產(chǎn)乙二醇。對于此種方法來說,在現(xiàn)階段我國乙二醇生產(chǎn)的過程中有廣泛的應(yīng)用,并且取得了較為理想的應(yīng)用效果,應(yīng)用此項工藝來進(jìn)行乙二醇的生產(chǎn),在具體作業(yè)時,應(yīng)該注意在高壓以及高溫的環(huán)境下進(jìn)行。通常情況下,在進(jìn)行乙二醇生產(chǎn)的期間,應(yīng)該將規(guī)定摩爾比例的水與環(huán)氧乙烷在試管中進(jìn)行混合反應(yīng),然后與水解反應(yīng)器中的水和乙二醇進(jìn)行混合換熱操作,當(dāng)溫度達(dá)到120℃～160℃以上時,應(yīng)該將混合物導(dǎo)入水解反應(yīng)器當(dāng)中[1]。這樣可以完成相應(yīng)的水解反應(yīng),一般情況下,此過程大概會持續(xù)0.5h左右,實際操作的壓力應(yīng)該控制在2.20～2.24MPa,此化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng),在反應(yīng)的過程中會釋放出大量的熱量。在整個反應(yīng)進(jìn)行的過程中,生產(chǎn)的乙二醇水溶液中乙二醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)該占10%左右,要通過多次蒸發(fā)器脫水操作,最終得到乙二醇產(chǎn)物,同時也會得到二乙二醇以及三乙二醇等產(chǎn)物。從以上描述中我們可以看出應(yīng)用此種方法來進(jìn)行乙二醇的生產(chǎn)會有大量的水生成。因此,在進(jìn)行乙二醇生產(chǎn)操作的過程中,會應(yīng)用到多個蒸發(fā)器,所起到的主要作用就是蒸發(fā)掉反應(yīng)過程中各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的水分,與此同時,這也會導(dǎo)致整個反應(yīng)過程有所延長。同時,想要保證反應(yīng)的順利進(jìn)行還應(yīng)該有多種設(shè)備作為基礎(chǔ),這也就會導(dǎo)致整個生產(chǎn)過程中會消耗較大的能量,提高了乙二醇生產(chǎn)的成本,這也是此種乙二醇生產(chǎn)工藝在實際應(yīng)用過程中所表現(xiàn)出的缺點[2]。隨著我國現(xiàn)代工藝水平的不斷提升,相信乙二醇生產(chǎn)成本一定會得到很好的控制。

(二)碳一路線合成乙二醇。從最近幾年我國能源發(fā)展的實際情況來看,由于石油原料的緊缺,我國石油價格正在逐漸走高,這也導(dǎo)致了石油路線生產(chǎn)乙二醇的成本有了很大的提升,如果應(yīng)用石油路線的方式來進(jìn)行乙二醇的生產(chǎn)也勢必會在一定程度上影響到工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。但是我國有豐富的煤炭資源,我國大型煤礦數(shù)量較多,可以通過裂解的方式來進(jìn)行乙烯的生產(chǎn),乙烯本身是我國重要的石化產(chǎn)品的一種基礎(chǔ)材料,在這樣的時代背景以及行業(yè)背景之下,想要保證化工生產(chǎn)企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益,在進(jìn)行乙二醇生產(chǎn)的時候可以應(yīng)用煤炭作為主要生產(chǎn)原料[3]。化工企業(yè)在進(jìn)行乙二醇生產(chǎn)的時候,應(yīng)該不斷加強(qiáng)對生產(chǎn)工藝的研究探索力度,對煤化工生產(chǎn)工藝進(jìn)行不斷優(yōu)化。在生產(chǎn)的過程中應(yīng)該以非石油材料為主要生產(chǎn)原料,在這樣的行業(yè)背景之下,碳一路線合成乙二醇技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,此項工藝技術(shù)在現(xiàn)階段我國乙二醇生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大,受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛歡迎,并且使得乙二醇生產(chǎn)的成本得到了很好的控制,同時也在一定程度上緩解了現(xiàn)階段我國石油資源短缺的情況。從現(xiàn)階段我國對碳一路線合成乙二醇生產(chǎn)工藝技術(shù)應(yīng)用的實際情況來看,在此種方法應(yīng)用期間,主要是以合成氣以及甲醛作為原材料。在進(jìn)行乙二醇生產(chǎn)的過程中,甲醛是經(jīng)常應(yīng)用到的一種化學(xué)材料。甲醛在乙二醇生產(chǎn)過程中應(yīng)用的方法主要有甲醛氫甲酰化法、甲醛和甲酸甲酯偶聯(lián)法等,從本質(zhì)上來說,都是通過對合成氣的應(yīng)用來間接實現(xiàn)對乙二醇的合成[4]。在應(yīng)用甲醛氫甲酰化法進(jìn)行乙二醇生產(chǎn)操作時,往往會涉及到多個環(huán)節(jié),并且每一個環(huán)節(jié)對工藝的精度都有很高的要求,需要應(yīng)用重金屬元素作為催化劑,因此在應(yīng)用此種方式時往往成本會有所提升,這也導(dǎo)致了此種方式的應(yīng)用受到了一定的限制。因此,此種乙二醇的生產(chǎn)工藝全面落實應(yīng)用的時機(jī)尚且不成熟,在現(xiàn)代工業(yè)化工生產(chǎn)的落實應(yīng)用還在進(jìn)一步探索當(dāng)中。在對甲醛和甲酸甲酯偶聯(lián)法進(jìn)行應(yīng)用的期間,會對開發(fā)甲醛的下游產(chǎn)品起到一定促進(jìn)作用。因此,我們可以看出現(xiàn)階段我國在應(yīng)用非石油材料進(jìn)行乙二醇生產(chǎn)時,主要是以合成氣為原材料。

二、乙二醇生產(chǎn)工藝的發(fā)展建議

(一)產(chǎn)業(yè)布局合理。從現(xiàn)階段我國乙二醇生產(chǎn)的實際情況來看,其生產(chǎn)規(guī)模正在逐漸加大,產(chǎn)業(yè)布局也勢必會變得越來越復(fù)雜,我國在進(jìn)行煤化工乙二醇項目建設(shè)時,政府部門應(yīng)該充分發(fā)揮自身的職能,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的風(fēng)險進(jìn)行嚴(yán)格管控,積極發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中存在的不足之處。對于乙二醇項目建設(shè)來說,其風(fēng)險主要是投資過程中所產(chǎn)生的金融風(fēng)險或者產(chǎn)能過剩風(fēng)險,在對上述風(fēng)險進(jìn)行控制時,不能只是由乙二醇生產(chǎn)化工企業(yè)或者是政府職能部門來單獨(dú)完成,二者應(yīng)該相互協(xié)調(diào),相互配合,對現(xiàn)階段行業(yè)發(fā)展過程中存在的問題進(jìn)行及時解決。

(二)建立起完善的知識產(chǎn)權(quán)體系。對于煤化工乙二醇生產(chǎn)來說,其生產(chǎn)裝置主要是應(yīng)用一氧化碳氧化偶聯(lián)以及草酸催化加氫工藝,現(xiàn)階段主要是應(yīng)用草酸酯以及乙烯兩大生產(chǎn)工藝,在對這兩種生產(chǎn)工藝進(jìn)行應(yīng)用時,需要進(jìn)一步提升技術(shù)的研發(fā)力度,例如可以開拓環(huán)氧乙烷水合法、纖維素催化法等方法。我國煤化工乙二醇生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該進(jìn)一步加大對自主知識產(chǎn)權(quán)體系的完善力度,要從現(xiàn)階段行業(yè)發(fā)展的實際情況進(jìn)行入手,在技術(shù)研發(fā)的過程中應(yīng)該有自主知識產(chǎn)權(quán)體系對其進(jìn)行支持。

(三)實施綠色發(fā)展戰(zhàn)略。最近十幾年來,綠色發(fā)展的理念在我國受到了人們的廣泛歡迎,這與人們自身的環(huán)保意識逐漸提升有直接關(guān)系。對于乙二醇化工生產(chǎn)企業(yè)來說,在進(jìn)行乙二醇項目投資時,應(yīng)該明確考慮到選址的問題,應(yīng)該選擇水資源豐富并且原料豐富的地方,同時還應(yīng)該保證當(dāng)?shù)氐慕煌ㄝ^為便利,方便對材料進(jìn)行運(yùn)輸。在進(jìn)行項目投建的時候,應(yīng)該投建綠色的工藝項目,從而起到降低水、電、氣等能源消耗的作用,這也使得工藝自身的經(jīng)濟(jì)性得到了更好的體現(xiàn),有利于提升乙二醇生產(chǎn)工藝的整體運(yùn)作穩(wěn)定性。

結(jié)語

綜上所述,經(jīng)過本文的敘述以及分析之后可以看出,由于現(xiàn)階段我國石油價格持續(xù)走高,石油路線生產(chǎn)乙二醇的工藝在實際應(yīng)用的過程中其成本有了一定的提升,這也勢必會影響到乙二醇生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。這時候,煤化工乙二醇的生產(chǎn)優(yōu)勢得到了很好的體現(xiàn),我國是煤炭大國,煤炭資源較為豐富,應(yīng)用非石油材料進(jìn)行乙二醇的生產(chǎn)可以使生產(chǎn)成本得到有效降低。此外,今后我國乙二醇生產(chǎn)工藝的發(fā)展應(yīng)該向著產(chǎn)業(yè)布局合理化、自主知識產(chǎn)權(quán)體系完善化以及綠色發(fā)展戰(zhàn)略普及化的方向前進(jìn)。