关于乙二醇生产工艺的探讨

耿健

摘要：本文主要分析了乙二醇生产工艺相关内容，然后阐述了乙二醇具体内涵，最后对环氧乙烷直接水合法、环氧乙烷催化水合法、煤制乙二醇等不容生产工艺方式进行总结，主要目的是通过对不同工艺方式的应用，更好实现对乙二醇的生产与制取，为相关产业发展打下良好基础。

关键词：乙二醇;生产;工艺

1、乙二醇分析

乙二醇属于重要化工原料，比如，可以将乙二醇作为防冻剂原材料、塑料瓶原材料、薄膜原材料等（如图一）。在如今社会快速发展背景下，对乙二醇的需求正在不断提升。在没有催化剂催化背景下，环氧乙烷与水合反应能够生成乙二醇，这也是乙二醇最初生产工艺路线。采用直接水合工艺方式，会残留环氧乙烷，环氧乙烷与某些物质发生反应后，后生成二甘醇。与此同时，三乙二醇与相对较重的乙二醇，会作为副产物，生成在相同容器中。

二甘醇与三乙二醇通常情况下会将其应用在不饱和聚酯与溶剂中，此类化合物的实际市场需求相对较少，生产规模会受到一定限制于影响。在如今乙二醇生产过程中，需要面临经济问题、生态问题与安全问题，如果乙二醇选择性可以提升1%，那么对于提升装置经济收益也能够起到良好推动作用。乙烯在反应之后生产环氧乙烷包含副反应，会产生很多二氧化碳。环氧乙烷生产装置中的大量二氧化碳会被释放到大气中，这对于生态环境的更好发展会产生严重影响[1]。基于此，要及时做好乙二醇生产工艺优化工作。在环氧乙烷乙二醇工艺开发工作开展中，工作人员对于环氧乙烷的易爆炸危险性质要进行充分考虑，并分析因爆炸而引发的安全限制情况。为促使直接水合方式选择性较低这一问题可以得到更好解决，尽量避免安全问题的出现，催化水合法、煤制乙二醇方式衍生出来。

在乙二醇工艺技术应用过程中，会对具备恒定冷却温度的管束式反应器进行合理应用。该种类型反应器在使用过程中，无法提供有效的最佳组分浓度曲线与温度曲线。这一情况的出现，可能会引发轴向热点或者沿着通道，造成乙烯消耗、氧气消耗问题，反应器生产效率在这一过程中会受到影响。为促使环氧乙烷在反应器中的选择性可以得到提升，不仅要合理应用催化剂与助催化剂，同时还要将温度、压力等控制在有效范围内。

2、乙二醇生产工艺分析

2.1环氧乙烷直接水合法

环氧乙烷直接水合法工艺方式，主要是将水、环氧乙烷按照摩尔比（20-22）：1比例，防止在管式反应器中，并在特定环境中反应，该特定环境是温度在190℃—220℃之间，压力在1.0MPa—2.5MPa之间。在这一环境中，环氧乙烷的转化率能够达到99%以上，从而获得含有乙二醇的混合水溶液，实际含量在10%左右。经过蒸发脱水、提纯、减压精馏后，获得的乙二醇浓度较高，同时还能获取到副产物，比如，二甘醇、三甘醇等。在环氧乙烷直接水合法工艺方式应用中，为尽量减少副反应问题的出现，会将大量水添加到反应器中。通过水的大量添加，降低环氧乙烷分子与乙二醇分子之间的接触概率，促使产品收率可以得到提升。但水量增后，蒸发装置、提纯装置会变得更加复杂，制取成本增加。为促使环氧乙烷直接水合法工艺中存在的缺陷问题可以得到更好解决，需要进行降低水比技术、乙二醇选择性较高技术研究工作。

2.2环氧乙烷催化水合法

环氧乙烷催化水合法工艺方式是通过对不同新型催化剂的研究与应用，将环氧乙烷水合反应中的水比例控制在有效范围内，确保乙二醇产品收率能够不被影响。某公司在早期阶段将氟磺酸离子交换树脂，作为环氧乙烷催化水合法工艺催化剂，虽然能够降低反应压力与反应温度，提升乙二醇产率。但该催化剂的应用存在一定缺陷，那就是水比相对较高，树脂磨损率问题、失活问题较为严重。接着该公司将季铵盐型催化剂、多羟酸衍生物等作为催化剂，虽然能够将水比降低，达到良好产率，但仍然存在瑕疵。

除此之外，美国某公司将多价态过渡金属等含氧酸盐作为催化剂，对环氧乙烷直接水合法中存在的缺陷问题进行尝试，此类催化剂的应用，能够提升乙二醇選择性、减少水比。因为属于水溶性催化剂，会造成部分催化剂流失，直接流失到产品乙二醇中，使得后续分离受到影响，投资成本也会随之增加。在此背景下，混合金属框架催化剂被研发并应用，该催化剂可以在降低水比背景下，提升乙二醇选择性。

2.3煤制乙二醇

在煤制乙二醇中，通常会将其分为直接法与间接法两种方式：（1）直接法通过对煤气化的应用，能够制取合成气，合成气在高温高压催化剂的影响下，会形成乙二醇。对该种方式的制取难点是对催化剂的选用，在较长时间内无法实现工业化。该种制取方式原子利用率相对较高，整个操作较为简便，尽管转化率与反应产品收率较低，但这一制取工艺方式仍然对很多企业具有一定吸引力[2]。（2）间接法主要是利用合成气形成中间产物，通过对中间产物的应用，能够实现对乙二醇的有效制取。在这一过程中，可以对羟基乙酸法、草酸脂法等进行合理应用，其中甲醛缩合法在应用中可以达到更好应用效果。草酸脂法具有一定的工业化可能性，在我国煤制乙二醇主要是指，使用草酸脂法对乙二醇进行提取。草酸脂法在具体应用中，将煤作为主要原材料，通过有煤气化后形成合成气，经过净化、分离之后，能够获得氢气与一氧化碳。接着经过酯化反应与羟基化反应后，能够形成草酸二脂，将氢加入到草酸二脂后进行精制，生成乙二醇。

结束语：

综上所述，通过对不同乙二醇生产工艺的应用，可以更好完成乙二醇提取。基于此，有关部门以及相关工作人员对于不同生产工艺要有正确认识，结合实际情况，将生产工艺优势发挥出来，推动相关产业朝着更好方向发展。

参考文献：

[1]安超.全球乙二醇供需分析与预测[J].世界石油工业，2021，28（05）：38-46.

[2]刘芳艳，王希闯.煤制乙二醇工艺中有机液体组分含量的测定[J].氮肥技术，2021，42（03）：27-29.