鄭青春(東華工程科技股份有限公司,安徽 合肥 230024)
乙二醇生產(chǎn)新技術(shù)研究進(jìn)展
鄭青春(東華工程科技股份有限公司,安徽合肥230024)
乙二醇一直在工業(yè)企業(yè)中扮演著重要的角色,是必不可少的工業(yè)原料。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,乙二醇的生產(chǎn)技術(shù)不斷更新和發(fā)展,生產(chǎn)方式也更加環(huán)保,同時(shí),也在一定程度上降低了生產(chǎn)成本,這些都為相關(guān)的工業(yè)企業(yè)帶來了很多積極影響。所以說,乙二醇生產(chǎn)新技術(shù)是具有很大發(fā)展空間和良好發(fā)展前景的。
乙二醇;生產(chǎn)新技術(shù);發(fā)展前景
乙二醇在我國的有著廣泛的用途,其中,主要用于表面活性劑、合成纖維、化妝品、吸濕劑和炸藥等等,并且可以用于染料、油墨等的制作,同時(shí),也是玻璃紙、皮革、粘合劑的濕潤劑。所以,乙二醇的技術(shù)更新為我國很多工業(yè)企業(yè)的發(fā)展帶來了新的生機(jī)和活力。
乙二醇是生產(chǎn)防凍劑、非離子表面活性劑、聚酯纖維、乙醇胺、不飽和聚酯樹脂、炸藥等的過程中不可缺少的,是一種重要的工業(yè)原料。就目前而言,大多數(shù)國家和地區(qū)普遍采用環(huán)氧乙烷直接進(jìn)行水合的方式生產(chǎn)乙二醇。
2.1以石油為基本原料的生產(chǎn)方式
(1)催化水合發(fā)制乙二醇
催化水合法就是通過很少的水得到轉(zhuǎn)化率較高的環(huán)氧乙烷和選擇性較高的乙二醇,但是,這一方式也存在不足之處,例如,在準(zhǔn)備催化劑的問題上,尚存在制備過程復(fù)雜且穩(wěn)定性較差、回收困難等情況,所以,這種方式的工業(yè)化生產(chǎn)至今都難以實(shí)現(xiàn)。而非催化水合耗資巨大,處理水蒸氣十分的過程也是十分繁瑣,并且需要巨型設(shè)備才能進(jìn)行工作,所以,也是難以被廣泛使用的。
2.2碳酸乙烯酯制乙二醇
(1)混合乙二醇與碳酸二甲酯生產(chǎn)出乙二醇
將乙二醇與碳酸二甲酯混合到一起生產(chǎn)乙二醇的方法首先需要環(huán)氧乙烷和二氧化碳催化合成碳酸乙烯酯,然后通過甲醇和碳酸乙烯酯的共同作用生成乙二醇和碳酸二甲酯。這種生產(chǎn)方式的好處就是原料容易取得,只需要在原來的生產(chǎn)裝置中添加碳酸乙烯酯就可以了,對于企業(yè)而言節(jié)省時(shí)間,也節(jié)約了原料成本,因此,被很多工業(yè)企業(yè)看好。
(2)水解碳酸乙烯酯生成乙二醇
通過水解獲取乙二醇的方法只需要很少的水。因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中環(huán)氧乙烷中本身含有大量的水分,所以就大大減少了環(huán)氧乙烷的操作過程,簡化了操作步驟,讓加成反映和水解反映都可以用于同種催化劑,使催化劑難以回收的問題得到解決。但是,在這一過程中需要用到大型高壓反應(yīng)器,大大提高了生產(chǎn)成本,所以,也未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
2.3以合成氣為原料生產(chǎn)乙二醇
(1)氧化偶聯(lián)法生產(chǎn)乙二醇
氧化偶聯(lián)法是在壓力為0.50MPa、溫度為80.0~150℃的環(huán)境下將一氧化碳與丁酯,在催化劑作用下生成草酸二酯,并且進(jìn)行氣相加氫成乙二醇。這時(shí)候得到的乙二醇選擇性應(yīng)該在95%以上,同時(shí),還得到了可以循環(huán)使用的副產(chǎn)物。這種方式在生產(chǎn)草酸二酯上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化,還需要完善加氫技術(shù),只要加氫技術(shù)成熟就可以實(shí)現(xiàn)氧化偶聯(lián)法生產(chǎn)乙二醇的工業(yè)化。
(2)甲醇二聚法生產(chǎn)乙二醇
這種方式的優(yōu)勢是成本低廉,并且原料來源廣泛,通過甲醇二聚法得到的乙二醇也是十分豐富的。如果需要大規(guī)模的生產(chǎn)乙二醇,這也是不錯(cuò)的選擇。
(3)通過甲醛電化加氫二聚法生產(chǎn)乙二醇
通過甲醛點(diǎn)解成的乙二醇選擇性和收率都是較高的,同時(shí)這種方法成本也較低,生產(chǎn)后產(chǎn)生的廢料也便于處理。但是這種方法也是不完善的,其缺陷是耗電量過高,并且生產(chǎn)出的乙二醇也是濃度較低的。
3.1放出的二氧化碳被充分使用
將乙烯直接催化氧化是大多數(shù)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的方式,但是這種方式容易就造成乙烯的大量浪費(fèi),同時(shí),其副產(chǎn)物二氧化碳也被大量的浪費(fèi)。而通過碳酸二甲酯和碳酸乙烯酯生產(chǎn)乙二醇可以使二氧化碳得到充分利用,并且與當(dāng)前全球變暖的地球環(huán)境相適應(yīng),對人類是有很大積極影響的。
3.2性能良好的碳酸乙烯酯
碳酸乙烯酯便于貯運(yùn),閃點(diǎn)高,彌補(bǔ)了環(huán)氧乙烷不易貯運(yùn)、易燃易爆、閃點(diǎn)低的不足之處,與其特點(diǎn)能夠互相輔助,有著非常良好的性能。
3.3能耗低、轉(zhuǎn)化率高
這種生產(chǎn)方式將乙二醇與碳酸二甲酯的選擇性和環(huán)氧乙烷與碳酸乙烯酯的轉(zhuǎn)換率提升到99%以上。并且,這種生產(chǎn)方式不需要使用水,減少了對能源的消耗,也避免了對水的污染等等。
目前來看,我國乙二醇的生產(chǎn)尚且處于不完善的階段,還存在許多問題亟待解決。就乙二醇的發(fā)展趨勢而言,通過碳酸二甲酯和碳酸乙烯酯生產(chǎn)乙二醇的方式可以使二氧化碳被充分利用,適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)境趨勢及環(huán)保的要求。并且,操作簡單,只需要在原來操作流程上加上生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的反應(yīng)即可。操作相對較容易,應(yīng)該可以得到廣泛應(yīng)用。乙二醇的生產(chǎn)對我國工業(yè)企業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的影響,所以,需要相關(guān)人員的努力,不斷完善生產(chǎn)過程,盡快實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),大大提升我國的國際競爭力。
[1]黃格省,李振宇,李頂杰,梁川.石油和煤生產(chǎn)乙二醇技術(shù)現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)前景分析[J].化工進(jìn)展,2011,07:1461-1465.
[2]成衛(wèi)國,孫劍,張軍平,張鎖江,華煒.環(huán)氧乙烷法合成乙二醇的技術(shù)創(chuàng)新[J].化工進(jìn)展,2014,07:1740-1747.
[3]金棟,崔小明.我國乙二醇生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展及市場分析[J].精細(xì)與專用化學(xué)品,2010,05:4-13.
[4]龐紀(jì)峰,鄭明遠(yuǎn),姜宇,王愛琴,張濤.乙二醇生產(chǎn)和精制技術(shù)研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2013,09:2006-2014.