合成气制乙二醇生产工艺技术比较及经济性分析

鞠晓强 刘晓强 牟建辉

摘 要：最近几年，因为化工市场经济的快速发展，对乙二醇的需求量越来越大。为了能够满足化工市场对于二醇的需求，这篇文章对合成气制乙二醇生产工艺技术进行分析与探索，并对其的经济性进行分析，以能够确定气制乙二醇的生产工艺技术所实现的使用价值。

关键词：合成气制乙二醇生产工艺、经济性、比较分析

引言：由于我国人口的快速增长，很多资源都已经不能够满足人类的需求。合成气制乙二醇生产工艺能够有效缓解我国资源短缺的问题，所以非常有必要在我们国家广泛推广合成气制乙二醇生产工艺。乙二醇在化工产业的发展中具有十分重要的影响，并且我们国家具有非常大的乙二醇发展市场，所以最近几年我们国家乙二醇的进口率在不断增长。因此我国要积极学习先进的气制乙二醇生产工艺，进而可以推动我国化工产业发展的基础，也是增加我国经济快速增长的必要措施。

一、对气制乙二醇生产工艺进行简单的介绍

气制乙二醇生产工艺主要采用了以下几种主要合成工艺：

（1）以甲醇和甲醇为化学反应的原材料，经过反应羰化反应。

（2）一氧化氮和氧气为原材料，在水合法中直接加入催化剂，降低氧气在水中的融合度，从而能够提高乙二醇在反应过程中的选择程度。

（3）一氧化氮和低氮醇为化学反应的原材料，并且让两者发生氧化偶联反应。

（4）以甲醛和甲酸为化学反应的原材料，并让原材料参与到甲醛缩合法反应中。

上面集中方法，除了氧化偶联反应的技术已经成熟之外，其它几种合成工艺技术还在发展的过程中，并且还不能够被化学产业所利用。所以目前气质而与醇的生产工艺主要采用的是氧化偶联反应，在乙二醇的生产过程中采用氧化偶联反应，不仅使用的化学反应原材料简单，而且化学反应步骤也非常的简单，所以在乙二醇的生产过程中采用氧化偶联反应是一种操作方便、经济性能比较高的工艺。

乙二醇发生氧化偶联反应，主要经过以下几个步骤：

首先，亚硝酸甲酯合成：2NO+1/2O2+2CH3OH→2CH3ONO+H2O

其次，草酸酯合成：2CO+2RONO→（COOR）2+2NO

再次，反应尾气再生：2NO+1/2O2+2ROH→2RONO+H2O

最后，草酸酯加氢制乙二醇：（COOR）2+4H2→（CH2OH）2+2ROH

二、合成气制乙二醇生产工艺技术的比较

（1）通过发生高分子反应合成气制乙二醇

高分子反应合气制乙二醇主要是由三个步骤组成，分别是草酸二甲酯的合成反应、乙二醇的精馏、乙二醇的合成反应。

（2）酯化和羰化的化学反应

以一氧化碳、氧气和甲醇为化学反应物，在pd催化剂的作用下，最后生成草酸二甲酯和水。在生产过程中大部分的合成气体都会进入草酸二甲酯的合成气反应内，但是仍有少部分的合成气体会进入废气处理系统。塔底部含硝酸的溶液会将硝酸溶液送入到硝酸还原反应进行处理，再将硝酸进行还原反应得到的一氧化碳和亚硝酸在再生反应塔内硝酸和氢氧化锰反应生成锰，反应式为：

HNO+2NO+3MeOH→1MeOH+2H2O

在开始发生还原反应的时候，硝酸的还原反应是有硝酸钠和硝酸发生化学反应生成氧化氮，并将一氧化碳送入锰的再生还原系统。

（3）加氢反应阶段

将水蒸汽循环到乙二醇的反应塔内，然后再将草酸二甲酯与氢气在铜的催化下发生加氢反应生成乙二醇和甲醇，最后再将反应塔内没有参与到化学反应过程中的氢气、乙二醇和甲醇与循环的氢气发生热量交换，从而将剩余的化学反应物进行降温，然后再利用高压分离器将剩余的氢气与甲醇进行分离，让甲醇从氢气中分离出来。由此我们可以看出，氢气在化学反应中可以循环利用，这还有利于减少废气的产生，以达到保护环境的目的。

（3）精馏加工步骤

乙二醇合成反应产生的具有杂质的乙二醇和甲醇，并且还有少量的副产物。乙二醇在进行精馏的时候需要使用五塔精馏工。通过使用五塔精馏工艺得到纯正的乙二醇，从而作为反应物去生成去草酸乙二酯。

三、国内公司的合成气制乙二醇技术

国内某公司公司为了能够提高企业效益，联合当地理工大学研究了一门新型的乙二醇合成技术，合成气制乙二醇的技术主要有以下几个步骤：

（1）酯化化学反应

将经过羰化反应的产物一氧化碳经过加氢反应得到亚硝酸甲酯。 采用加四氧化二氮甲醇发生化学反应的方式去制取硝酸甲酯和硝酸，其操作工艺不仅简单安全，而且易于控制。

（2）羰化反应步骤

让一氧化碳和锰发生催化偶联反应，得到生成物草酸二甲酯和化学反应副产物。用羰化化学反应去获得草酸二甲酯具有化学反应速率快、得到了生成物化学性质稳定等优点，并且在发生羰化反应的过程中，对于氧化氮中氢的含量要求不严格，所以没有必要专门去设置脱氢装置，这样有利于降低化工企业生产草酸二甲酯的成本。

（3）加氢反应步骤

让草酸二甲酯和氢发生加成反应，这样就可以得到含有杂质的乙二醇粗产品。在合成乙二醇的过程中采用加氢反应就以下特点：

首先，加氢反应不仅速度快，而且生产的化学物质性质稳定；因为加氢反应所需要的氢循环系统的性能比较低，所以对氢气循环系统系统要求的技术不高；其次，加氢反应的变化都非常的灵活，使化学反应速率加快，并且也能够有效的提高乙二醇的生产质量。

（4）精馏的反应步骤

将粗质量的乙二醇通过精馏可以得到高品质的乙二醇，并且在化学反应的过程中也不需要其它的辅助手段和催化剂。

四、合成气制乙二醇生产工艺技术与原材料消耗指标的对比分析

目前，我们国家都是使用合成气制乙二醇生产工艺去生产乙二醇，并且很多企業都对合成气制乙二酯生产工艺技术与原材料消耗的指标进行对比，依据一系列的市场调查发现，我国乙二醇的主要消费市场在华东地区，而乙二醇的生产地主要在西北地区，并且经过一系列的计算发现乙二醇的运费消耗，得出、以下图表：

表1技术经济分析乙二醇价格

表2主要公用价格表

通过上面这几个表格我们可以看出，中等价格的乙二醇的生产效率比较稳定，存在风险低的优势；高等价格的生产效率更加稳定，这高度的抗风险能力；低等价格的营销比较低，所以他的风险力度比较高，但是这三种价格乙二醇的生产营销利润已经达到企业的要求标准，所以在一定程度上还是具有抗风险的能力的。

结束语：通过这篇文章我们可以知道，我国对乙二醇的需求量越来越大，所以加强对合成气制乙二醇技术的研究很有必要。与其它高科技的化学合成乙二醇技术相比较，我国的生成二醇技术需要消耗大量的水蒸气，但是原材料的消耗较少；通过对经济效益的比对，高质量的乙二醇生产投资风险比较低，而低质量的乙二醇的生产投资风险比较高。总而言之，乙二醇能够有效地缓解我国资源短缺的问题，所以国家加强对于二醇合成技术的研究与探索有积极的影响意义。

参考文献：

[1]李代红，王洪波.合成气制乙二醇市场及技术进展[J].现代化工，2017，（01）：5-8+10.