对当前合成气制乙二醇的探讨

张永（安徽省合肥市东华工程科技股份有限公司， 安徽 合肥 230024）

对当前合成气制乙二醇的探讨

张永（安徽省合肥市东华工程科技股份有限公司， 安徽 合肥 230024）

石油的短缺使得以其为原料制备乙二醇的工艺方式面临着巨大的压力，而油气短缺、煤炭含量相对丰富的现状使我国利用煤气化产生的合成气制乙二醇的技术逐渐发展起来。由合成气制乙二醇的具体路线是利用合成气中分离出的CO与亚硝酸甲酯反应合成草酸二甲酯，然后将草酸二甲酯催化加氢制得乙二醇。这一工艺具有对环境污染程度小、对温度、压力等反应条件要求较低的优点，具有非常重要的战略意义，被列为我国重点石化项目。本文对当前由合成气制乙二醇的工艺进行了探究。

合成气；乙二醇；工艺；探讨

合成气的获取途径十分广泛，可来源于石油、天然气、煤等化石原料和自然资源，我国的合成气生产工艺已经非常成熟，本文仅从合成气制乙二醇的工艺进行详细介绍。

1 合成气制乙二醇的发展现状

（1）合成气制乙二醇可分为直接合成法和间接合成法两大类。从理论上讲，由合成气一步合成乙二醇是一种最为简单而有效的方法，即使反应选择性和转化率较低，也具有很大的实际应用价值。但目前直接合成法只有在高温高压的条件下，通过催化剂的催化才能直接合成乙二醇，虽然其有成本低的优势，由于催化剂活性和选择性的限制，此方法尚处于研究阶段。间接合成法是利用合成气先合成出一些中间产品，再通过催化加氢的方式制取乙二醇。合成气间接合成法制乙二醇根据中间产物的不同可分为草酸酯法、甲醛氢甲酰化法、甲醇脱氢二聚法、羟基乙酸法等。由于间接合成法没有直接合成法突出的主要技术难点，成为了乙二醇生产工艺的发展重点。

（2）合成气间接合成乙二醇——草酸酯加氢生产乙二醇工艺 目前，合成气间接合成法中的草酸酯法已经初步实现了工业化，其他几个方法尚处于实验阶段。本文主要介绍草酸酯法的工艺原理及开发现状。

草酸酯加氢生产乙二醇工艺中的主要原料是NO，CO，O2，H2，醇类等，通过变压吸附技术对合成器进行分离从而获取CO和H2，NO和醇类是草酸加氢过程的中间产物，而O2是利用分离装置从空气中分离出来的。具体的工艺流程如下：

第一步，NO、O2和醇类反应生成亚硝酸酯，

2NO+2ROH+0.5O2→2RONO+H2O；

第二步，CO与亚硝酸酯发生羰化氧化偶联反应生成草酸酯，2CO+2RONO→（COOR）2+2NO-；

第三步，草酸酯加氢生成乙二醇，

（COOR）2+4H2→（CH2OH）2+2H2O.

草酸酯加氢生产乙二醇的总反应：

2CO+4H2→（CH2OH）2+H2O，由此，可以看出该过程并不消耗醇类和亚硝酸酯，只是由源于合成气的CO和H2制得乙二醇。

从20世纪70年代开始，国外就连续有些公司对草酸酯加氢制乙二醇的工艺进行了深入的研究，但均没能实现工业化生产，瓶颈主要出现在第二步的反应上。传统的CO合成草酸酯主要采用液相法，美国联合石油（Uno-cal）公司于1966年提出液相合成草酸酯，其缺点是设备腐蚀问题严重。1978年，日本宇部兴产公司和美国UCC公司联合开发了新工艺路线，解决了原工艺中设备腐蚀等问题，但该工艺中草酸酯生成速率慢，副产物较多，且加氢需要在20MPa以上才能进行，严重限制了工业化的应用。后来日本宇部兴产公司开发出了气相合成法，其反应压力为0.5MPa，温度为80～150℃。此工艺的应用使得加氢制乙二醇技术取得了重要进展，加氢压力降为3MPa。气相法反应条件相对温和，加氢压力远低于液相法，比较适合工业化生产的要求。目前，以宇部、高化学及东华公司联合开发的乙二醇生产技术，成功实现了工业化的聚酯级乙二醇生产，标志着间接合成法迈上了一个新的台阶。

2 合成气制乙二醇工业生产面临的难题

聚酯产业的飞速发展使乙二醇的需求量逐年增长，再加上市场缺口量很大，使得合成气制乙二醇的发展空间比较广阔，但合成气制乙二醇的过程仍然面临一些问题不容忽视。第一，该工艺虽然发展较快，但总体上仍处于起步阶段，许多核心技术是否能长期使用有待验证，另外该过程对存在煤耗高、水耗高、碳排放量大的缺点，受到环境因素的制约。从目前的生产状况来看，合成气制乙二醇工艺要经过长期的完善才能实现稳定运行。第二，国外以乙烯为原料制备的乙二醇具有成本低、质量高的优点，出口到我国市场，对中国合成气制得的乙二醇具有很强的冲击力。

3 结语

我国乙二醇的生产能力和产量还不能满足实际生产的需求，合成气制乙二醇工艺在我国拥有广阔发展空间的同时也面临着巨大的挑战，我国要加强对该项技术的研究力度，降低生产成本，提高产品质量，从而提高煤制乙二醇在全球市场的竞争力。

［1］江镇海.国内外合成气制乙二醇技术进展［J］.合成技术及应用，2010，（4）.

［2］汪家铭.新疆天业合成气制乙二醇新装置开车成功［J］.化肥设计，2015，（2）.