乙二醇生產新技術的研究進展分析

關志陽

摘 要：隨著現代工業技術的快速發展，乙二醇的社會需求量也在不斷增加，但乙二醇主要利用石油材料制取，為了減輕對原料的依賴性，企業應在遵循乙二醇發展趨勢的基礎上，綜合考慮技術開發、環境保護等方面，開發適合的非石油法生產乙二醇技術，創新生產工藝，從而最大程度地減輕對石油的依賴性。

關鍵詞：乙二醇生產;新技術;應用

1 乙二醇用途

乙二醇（簡稱EG）又被稱為甘醇，常溫下為無色、無臭、有甜味的粘稠液體，屬于最簡單的脂肪族二元醇，在石油化工生產過程中屬于基礎原料，可以被廣泛應用至潤滑劑、增塑劑以及防凍劑的生產方面，還可以用于制作涂料、照相顯影液以及油墨等材料，具有較為廣泛的用途。與乙醇化學性質相似，乙二醇也可以與有機酸、無機酸生成酯，一般只有一個羥基參與化學反應，之后，通過加熱、增加酸用量等方法促使2個羥基參加化學反應，且均形成酯。同時，乙二醇也可以與堿金屬生成醇鹽，在制藥行業中被用作水合劑與溶劑。但乙二醇具有較強的溶解能力，且很容易被代謝氧化，會生成有毒草酸，因此，盡量不要將其用作溶劑。我國乙二醇的消費構成中約95%用于生產聚酯，5%用于生產防凍劑等方面。

2 煤制乙二醇生產新技術研究

煤制乙二醇的直接合成法主要是使用合成氣進行乙二醇制備，它存在較多的不足之處，例如轉化率相對較低，產物的選擇性不多，副產物的種類較多等等，至今沒有形成工業化批量生產。

煤制乙二醇間接合成法是當前新型的煤制乙二醇生產技術之一，但是它難度相對較大，具體來說，有甲醇甲醛和草酸酯生產工藝技術兩條路線。

甲醛路線也是新型的生產方式，通過一氧化碳和甲醛的相互作用，在硫酸和氫氟酸等物質的共同作用之下，生產形成羥基乙酸，并在酯化反應之后生產加工成為乙二醇。也可以使用甲醛羧化的方式進行制備，主要是通過一氧化碳，氫氣，聚甲醛等多種物體，在催化體系之中不斷反應生成乙醇類醛類物質，并經加氫反應最終生成乙二醇。

甲醛縮合法也是一種較好的方式，主要是在氫氧化鈉的踐行溶液之中進行甲醇催化，同樣通過固態加氫的技術制備乙二醇。甲醛電化反應也是使用加氫的方式，并結合甲醛水，進行制備煤質乙二醇，它可以在連續性的電解槽之中不斷反應，然而這種化學反應方式相對較輕，成本較低，單對乙醇的利用率相應較高。甲醛和甲酸酯可以在硫酸的催化作用之下，通過縮合作用生成甲氧基乙酸，并在催化加氫的過程之中不斷生成煤質乙二醇，最終得到乙二醇甲醚。甲醇的方式是使用脫氫的方式進行聚合反應得到煤質乙二醇，對于甲醇來說，碳氫鍵屬于惰性鍵態，可以使用脫氫的方式進行聚合反應，并在兩個自由基的氧化作用之下生成乙二醇，但是該種反應有著較強的選擇性，對于條件的要求較大，具體可以使用各類氧化物，紫外線物質，以及各類射線具體催化進行。

草酸酯的工藝制備煤質乙二醇流程已經成為當前我國最為高科技的煤制乙二醇技術。它同樣是使用煤來進行合成氣的制備，并將其中的一氧化碳和氫氣有效的分離出來，一氧化碳在催化劑的作用下，與亞硝酸甲酯反應生成草酸二甲酯和一氧化氮，稱為羰化反應，反應原理：2CO+2CH3ONO（MN）=（COOCH3）2（DMO）+2NO。一氧化氮與甲醇和氧氣反應生成亞硝酸甲酯，稱為氧化酯化反應，反應原理：2NO+2CH3OH+O2=2CH3ONO+H2O。草酸二甲酯與氫氫氣生成粗乙二醇，稱為加氫反應，反應原理：（COOCH3）2+ 4H2=（CH2OH）2+2CH3OH。粗乙二醇經過脫甲醇乙醇等輕組分、脫醛脫酯、精餾最終得到優級品和工業級的煤質乙二醇。國內對于這種煤質乙二醇的制備方式研究進展顯著，我國的多家企業致力于對于乙二醇的技術研究，并實現生產的批量化產業化，現在已經生產形成了很多草酸酯加氫制備乙二醇的工業化設備，產業規模與發展前景很是樂觀。

3 煤質乙二醇技術發展中的存在問題與對策探討

近年來，我國的煤制乙二醇工藝技術都在飛速更新發展，但是煤質乙二醇制備技術沒有成熟，存在一定技術難題。具體表現在以下幾個方面：首先，對于催化劑的選擇，一般對催化劑使用工業化的生產方式，例如一氧化氮的再生，廢水處理難度大，加氫反應床層阻力大、催化劑出現結焦現象等，但是關鍵在于各類工藝設備的使用，包括使用催化劑羰基反應，一氧化碳的脫氫處理等方面存在難點。當前，我國的各個科研機構都在研究催化劑，但是現階段催化劑的強度相對較低，不夠穩定等問題時有發生，間接影響了煤質乙二醇的制備效果。煤制乙二醇的制備需要大量的煤炭，在煤炭產地，成本就會相應降低，適合其產業化的發展。從我國當前的市場發展角度來考慮，煤炭制成乙二醇生產的關鍵在于聚酯產業化的進行，在我國的華東等地區，我國紡織纖維行業的進展迅猛，纖維業的進步與發展也帶動了整體煤炭領域的進步與發展，并產生了較大經濟效益與社會效益，煤制乙二醇的發展面臨著新的機遇和挑戰。但是我國煤炭產業的發展格局存在不平衡的狀況，發展失衡更是時常發生，只有通過對生產技術和煤炭資源價格的調整，形成規模化的煤炭生產方式，促進煤制乙二醇的生產平衡。

4 結論

早期的合成氣需要較多的石油，目前針對我國缺油現狀，需要更新乙二醇生產方式。煤制乙二醇從根本上說對于反應流程的要求相對較低，條件較為溫和，能源消耗程度更低，研究出相對較為高效的催化劑，能夠使乙二醇的制備前景更加廣闊。

參考文獻：

[1]張濤.新型乙二醇合成工藝的產品精制與節能技術[J].化工進展，2018，36（07）：2344-2352.