乙二醇合成研究进展

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1、乙二醇合成技术研究进展摘要：乙二醇（EthyleneGlycol,简称乙二醇）又称为甘醇，是一种重要脂肪族二元醇，能够和水以任意比例混合。乙二醇的沸点高、凝固点低，可作为制冷剂或冷媒。与对苯二甲酸反应可生成聚对苯二甲酸二乙醇酯，是生产聚酯纤维和聚酯塑料的重要原料，世界上生产的乙二醇80%以上都用于对苯二甲酸二乙醇酯的生产。乙二醇广泛用于防冻剂、聚酯纤维、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂以及炸药等。本文综述了国内外乙二醇合成的传统工艺的发展以及新工艺的开发情况，包括乙二醇和碳酸二甲酯（DMC）联产法、C1化学法等。关键词：乙二醇；水合法；环氧乙烷；C1化学1乙二醇合成的传统工艺1.1直

2、接水合法目前国内外大型乙二醇生产工艺均采用直接水合法，直接水合法也称为加压水合法［訂。该工艺是将水与环氧乙烷（环氧乙烷）按照摩尔比（简称水比）20〜22:1配制环氧乙烷水溶液，然后在管式反应器中于130〜180°C,1.0〜2.5MP。下反应18〜30min,环氧乙烷全部转化，生成质量分数约为10%的乙二醇水溶液，然后经过多效蒸发器蒸发捉浓，减压精儒得到乙二醇和二甘醇（D乙二醇）、三W醇（R乙二醇）等副产物。产物中乙二醇、二廿醇和三廿醇的比例约为100:10:1,产品总收率为88%。增加水的用量对以捉高环氧乙烷转化率，减少副产物量。但是由于直接水合法需要多效蒸发，工艺流程长，设备投资

3、大，直接影响了乙二醇的生产成本［2］。1.2催化水合法相对于直接水合法，催化水合法是在直接水合法的工艺小加入催化剂，降低水比，同时保证较高的乙二醇选择性。从上世纪70年代以來，国内外一些大公司致力于环氧乙烷催化水合法合成乙二醇技术的研究，主耍有美国UCC公司、荷兰Shell公司、Dow化学公司、日本三菱公司，国内人连理工大学、上海石汕化工研究院［3］、南京工业大学等［4］。催化水合法又可分为均和催化水合和非均和催化水合。其中具有代表性的是Shell公司的非均相催化水合法⑸和UCC公司的均和催化水合法。均和催化剂主要包括一些金属盐以及竣酸类、有机胺类、双金属盐以及超声波等Shell公司

4、以季钱型酸式碳酸盐阴离子交换树脂为催化剂研究催化水合工艺［6］,实验结果为环氧乙烷转化率96%〜98%,乙二醇选择性97%〜98%。后来该公司又开发了类似SiO?骨架的聚冇机硅烷鞍盐负载型催化剂及其催化的环氧化物水合工艺，得到了较高的环氧乙烷转化率与乙二醇选择性。该工艺路线在水比（1~6）:1、90〜150°C、0.2〜2MPa条件下进行间歇操作或连续牛产。美国UCC公司开发了两种水合催化剂⑺，一种是负载于离子交换树脂上的阴离子催化剂，主耍是钥酸盐、鹄酸盐、饥酸盐及三苯基麟络合催化剂；另一种是钳酸盐复合催化剂。其中离了交换树脂DOWEXWSA21制备的TM催化剂，在水比9:1的条件下

5、，乙二醇收率为96%；钥酸盐复合催化剂在水比5:1时，乙二醇收率为97%；杂多酸复合催化剂在水比5:1时，乙二醇收率为96%。催化水合法大幅度降低了水比，同时获得了较高的环氧乙烷转化率和乙二醇选择性。但是催化剂稳定性不好、制备复杂且难以回收利用。虽然目前研究的催化剂可以改善直接水合工艺耗水量大的问题，但是仍然存在使用寿命短等方而的问题，所以目両仍处于研究阶段。1.3碳酸乙烯酯水解法坏氧乙烷通过与二氧化碳反应得到碳酸乙烯酯，进一步水解得到乙二醇。其反应方程式如下：(CH2)2O+CO2^(CH2O)2CO(CH2O)2CO+H2OtHOCH2CH2OH+(CH3O)2CO碳酸乙烯酯水解

6、法可分为一步法和两步法工艺。一步法工艺是在C02存在下，环氧乙烷与H20进行水合反应生成乙二醇。所用催化剂有阴离子交换树脂、季胺盐、季麟盐、碱金属、碱土金属、碳酸盐等。冃本触媒公司凶以钳酸钾-碘化钾为催化剂，在水比(1〜5):1、130°C下，环氧乙烷打h2o反应生成乙二醇，并建立了工业化试验装置。一步法反应过程也生成中间体EC,只是这两个反应在同一反应器屮同时进行。专利提出把酯化反应和水解反应分开进行，即二步法。二步法是一步法的改进。美国Halcon-SD公司提出的二步法工艺是从反应器出來的混合物经吸收器吸收后，用临界状态下的C02抽提，得到环氧乙烷、CO2、H20的混合物,混合物

7、再与有机卤化物、卤硫化物等酯化反应催化剂接触合成EC,生成的EC送入水解反应器，在和同催化剂作用下水解得到乙二醇和CO2oCO2可循环使用，乙二醇收率高达99%o日木触媒公司提出了工业化规模的二步法新工艺，即在KI催化剂、160°C下，环氧乙烷与CO?进行酯化反应，环氧乙烷转化率为99.9%,EC选择性为100%；EC水解反应是以活性AI2O3为催化剂，在140°C、2.2MPa下进行，乙二醇收率为99.8%。美国Dow化学公司⑼也以AI2O3为催化剂，乙