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乙二醇生产工艺流程研究进程

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摘要:乙二醇是非常重要的化工生产原料,可用于合成多种聚酯类化合物。综述了目前合成乙二醇工艺中石化流程、煤化工流程和生物质资源流程,并对比了各种生产工艺流程的优缺点,对其工业发展前景作了展望。

关键词:乙二醇;生产工艺;生物质;绿色能源

乙二醇俗称甘醇,英文名称ethyleneglycol,简称EG;分子式C2H6O2,其结构简式HO-CH2-CH2-OH,是生产聚酯涤纶,聚酯树脂、合成纤维、增塑剂、表面活性剂等有机产品的主要原料[1]。乙二醇是最简单的二元醇,具有醇的通性,可与无机酸或有机酸发生酯化反应,与多元酸发生聚合反应生成聚酯。乙二醇也可发生脱水反应,其分子内脱水生成醛,分子间脱水生成醚,和强氧化剂如KMnO4(高锰酸钾)、O3(臭氧)、K2CrO7(重铬酸钾)等还可以发生氧化反应。乙二醇分子内有两个羟基可与羰基发生缩醛反应生成缩醛,水解后又生成羰基和乙二醇,这个性质常在有机合成中使用,是很好的保护羰基的试剂。由于乙二醇的熔点非常低,在零下四十摄氏度下才开始凝固,因此还可作为抗冻剂用于发动机等机器部件。正是基于乙二醇在工业上广泛的用途,吸引了人们的注意力,一直以来不断有文献报道生产该化合物的新方法和新路线[2-4]。本文综述了目前成熟的合成乙二醇的工业生产工艺流程,同时对比了各种工艺流程之间的优缺点,并对未来绿色工艺进行了展望。

1石化路线

以石油化工产品乙烯(CH2=CH2)为原料,在贵金属Ag的催化作用下,CH2=CH2先氧化制成环氧乙烷(化学式:C2H4O,简称EO),然后通过EO再直接与水反应合成乙二醇,这是石化路线中较为成熟的生产工艺[5]。

2煤化工路线

随着科技的不断进步,再加上世界石油危机的影响,人们普遍认识到了石油是不可再生的,开始逐渐探索研究其它生产乙二醇的方法。我国拥有十分丰富煤炭资源,因此,从原料选择的经济合理性以及我国的能源结构组成出发,采用以煤为原料的煤化工路线制备乙二醇还是较适合我国国情。以煤为原料制取乙二醇,目前主要是以煤先制取合成气(主要是CO和H2),然后再制取乙二醇。现阶段,该合成乙二醇的工艺路线一般分为直接合成法和间接合成法[6]。

2.1直接合成法

直接合成法是一种最简单、有效的方法,但是,直接法的反应条件较苛刻,需要高温高压催化剂,而且催化剂铑非常昂贵,同时产生大量的副产物甲酸酯,反应的转化率和选择性都比较低,因此并未得到广泛的推广应用。

2.2间接合成法

间接合成法是先用煤气化制取合成气,然后由合成气合成中间产物,中间产物进一步反应合成乙二醇[7]。

3生物质资源路线

生物质资源作为替代石油化工产品的可再生资源,受到人们的普遍关注。在过去的十年中,许多基于生物质的多元醇,如山梨糖醇及甘油,已被证明是可用于生产二醇的原料,尤其是山梨糖醇氢解制备乙二醇的工艺,在美国能源部的筛选生物质衍生的报告中得到高度评价。

4结语

综上所述,近两年原油价格仍处于低位,我国乙二醇产量的增长主要还是来源于采用乙烯法生产乙二醇的生产装置。煤基原料乙二醇装置的开工率和质量受制于生产技术和设备装置的技术改革和更新。但是必须认识到以生物质资源为原料的生产工艺,不仅具有绿色生产,对环境友好的优点,而且代表了乙二醇生产的未来方向。

参考文献:

[1]崔小明.我国乙二醇行业的市场分析[J].化学工业,2014,32(11):32-37.

[2]杨学萍,董丽,陈璐,等.生物质制乙二醇技术进展与发展前景[J].化工进展,2015,34(10):3609-3616.

[3]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,(9):2006-2014.

[4]赵凤阁.乙二醇制备方法的专利技术进展及评述[J].精细与专用化学品,2011,19(7):38-41.

[5]谭捷.我国乙二醇的生产现状及发展展望[J].精细与专用化学品,2016,24(4):10-13.

[6]张丽君.煤制乙二醇技术经济性分析研究[J].能源化工,2016,37(2):1-6.

[7]王华,李建桥,刘艳杰.生物质化工醇中乙二醇的分离技术进展[J].食品工业,2014,(11):239-241.

[8]杜谋涛,袁晓东,郭和军.我国生物质秸秆资源利用现状及展望[J].能源与环境,2008,(2):76-78.

[9]张启云,黄维捷,文峰,等.草酸二甲酯加氢合成乙二醇反应的研究[J].石油化工,2007,36(4):340-344.

[10]黄维捷,文峰,康文国,等.草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO2催化剂的制备与改性[J].工业催化,2008,16(6):13-17.

作者:炎俊梁;王筠 单位:周口师范学院化学化工学院

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