對當(dāng)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(dāng)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(xiàn)狀使我國利用煤氣化產(chǎn)生的合成氣制乙二醇的技術(shù)逐漸發(fā)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(yīng)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(huán)境污染程度小、對溫度、壓力等反應(yīng)條件要求較低的優(yōu)點，具有非常重要的戰(zhàn)略意義，被列為我國重點石化項目。本文對當(dāng)前由合成氣制乙二醇的工藝進(jìn)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(chǎn)工藝已經(jīng)非常成熟，本文僅從合成氣制乙二醇的工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 合成氣制乙二醇的發(fā)展現(xiàn)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(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率較低，也具有很大的實際應(yīng)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(yōu)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(chǎn)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(jù)中間產(chǎn)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(shù)難點，成為了乙二醇生產(chǎn)工藝的發(fā)展重點。

（2）合成氣間接合成乙二醇——草酸酯加氫生產(chǎn)乙二醇工藝 目前，合成氣間接合成法中的草酸酯法已經(jīng)初步實現(xiàn)了工業(yè)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(fā)現(xiàn)狀。

草酸酯加氫生產(chǎn)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(shù)對合成器進(jìn)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(chǎn)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(yīng)生成亞硝酸酯，

2NO+2ROH+0.5O2→2RONO+H2O；

第二步，CO與亞硝酸酯發(fā)生羰化氧化偶聯(lián)反應(yīng)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(chǎn)乙二醇的總反應(yīng)：

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(jì)70年代開始，國外就連續(xù)有些公司對草酸酯加氫制乙二醇的工藝進(jìn)行了深入的研究，但均沒能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，瓶頸主要出現(xiàn)在第二步的反應(yīng)上。傳統(tǒng)的CO合成草酸酯主要采用液相法，美國聯(lián)合石油（Uno-cal）公司于1966年提出液相合成草酸酯，其缺點是設(shè)備腐蝕問題嚴(yán)重。1978年，日本宇部興產(chǎn)公司和美國UCC公司聯(lián)合開發(fā)了新工藝路線，解決了原工藝中設(shè)備腐蝕等問題，但該工藝中草酸酯生成速率慢，副產(chǎn)物較多，且加氫需要在20MPa以上才能進(jìn)行，嚴(yán)重限制了工業(yè)化的應(yīng)用。后來日本宇部興產(chǎn)公司開發(fā)出了氣相合成法，其反應(yīng)壓力為0.5MPa，溫度為80～150℃。此工藝的應(yīng)用使得加氫制乙二醇技術(shù)取得了重要進(jìn)展，加氫壓力降為3MPa。氣相法反應(yīng)條件相對溫和，加氫壓力遠(yuǎn)低于液相法，比較適合工業(yè)化生產(chǎn)的要求。目前，以宇部、高化學(xué)及東華公司聯(lián)合開發(fā)的乙二醇生產(chǎn)技術(shù)，成功實現(xiàn)了工業(yè)化的聚酯級乙二醇生產(chǎn)，標(biāo)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(yè)生產(chǎn)面臨的難題

聚酯產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)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(fā)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(fā)展較快，但總體上仍處于起步階段，許多核心技術(shù)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(huán)境因素的制約。從目前的生產(chǎn)狀況來看，合成氣制乙二醇工藝要經(jīng)過長期的完善才能實現(xiàn)穩(wěn)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(zhì)量高的優(yōu)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(jié)語

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

［1］江鎮(zhèn)海.國內(nèi)外合成氣制乙二醇技術(shù)進(jìn)展［J］.合成技術(shù)及應(yīng)用，2010，（4）.

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