环氧乙烷吸收和转化合成碳酸酯工艺研究进展

褚俊杰，常洁，罗志斌，侯明明，李谦

（河南大学化学化工学院,河南开封475004）

碳酸乙烯酯（ethylene carbonate，EC）是一种杂环酮化合物，常温下为无色无味晶体，具有介电常数高、挥发性小、热稳定性高、吸湿能力强、溶解性能好等优点[1−2]，在石油化工、医药、印染、新能源等行业广泛应用。目前EC 的生产主要有尿素醇解法、酯交换法和环氧乙烷（EO）与CO2的酯化法。其中，EO 的酯化法因其符合“原子经济”和“绿色化学”的科学理念，能够有效利用CO2合成精细化学品，得到了广泛的推广和应用，其生产工艺如图1 所示[3]。本文从EO 生产EC 工艺出发，对吸收剂、催化剂在EO 吸收纯化单元和羰基化反应单元中的作用及其催化机理进行评述，并对生产工艺进行探讨。最后，展望了碳酸乙烯酯工业未来的发展趋势。

图1 EC工艺流程

1 EO的吸收纯化工艺

目前，工业上主要通过乙烯和氧气（空气）在含银催化剂下反应生产EO[4]，由于EO的安全性、催化剂的转化率和选择性等多因素的影响，在生成EO的同时会形成含有一定量甲烷、乙烷和乙烯的混合气[5]，因此生产EC 之前需要对EO 进行额外的纯化处理。目前纯化EO 的方法主要有吸收法和超临界萃取法，吸收法是依靠溶剂与被吸收气体之间的相互作用力实现EO 纯化，凭借其吸收率高、工艺流程简单等特点而被广泛应用[6−7]。EO的吸收纯化主要由吸收塔、解吸塔和精制塔三单元组成，其工艺流程如图2所示，吸收剂与EO的混合气在吸收塔内逆流接触，塔顶脱EO 后的贫混合气返回乙烯氧化阶段重复利用，塔釜富EO 吸收液经换热后进入解吸塔，解吸后气相塔顶采出，得到环氧乙烷，解吸后液相的解吸贫液从塔釜经过换热后返回吸收塔，解吸后的EO进入精制塔，塔底获得高品质的EO。……