合成氣制乙二醇生產(chǎn)工藝技術(shù)比較及經(jīng)濟(jì)性分析

鞠曉強(qiáng) 劉曉強(qiáng) 牟建輝

摘 要：最近幾年，因?yàn)榛な袌?chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)乙二醇的需求量越來越大。為了能夠滿足化工市場(chǎng)對(duì)于二醇的需求，這篇文章對(duì)合成氣制乙二醇生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行分析與探索，并對(duì)其的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，以能夠確定氣制乙二醇的生產(chǎn)工藝技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的使用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：合成氣制乙二醇生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟(jì)性、比較分析

引言：由于我國(guó)人口的快速增長(zhǎng)，很多資源都已經(jīng)不能夠滿足人類的需求。合成氣制乙二醇生產(chǎn)工藝能夠有效緩解我國(guó)資源短缺的問題，所以非常有必要在我們國(guó)家廣泛推廣合成氣制乙二醇生產(chǎn)工藝。乙二醇在化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中具有十分重要的影響，并且我們國(guó)家具有非常大的乙二醇發(fā)展市場(chǎng)，所以最近幾年我們國(guó)家乙二醇的進(jìn)口率在不斷增長(zhǎng)。因此我國(guó)要積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的氣制乙二醇生產(chǎn)工藝，進(jìn)而可以推動(dòng)我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是增加我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的必要措施。

一、對(duì)氣制乙二醇生產(chǎn)工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹

氣制乙二醇生產(chǎn)工藝主要采用了以下幾種主要合成工藝：

（1）以甲醇和甲醇為化學(xué)反應(yīng)的原材料，經(jīng)過反應(yīng)羰化反應(yīng)。

（2）一氧化氮和氧氣為原材料，在水合法中直接加入催化劑，降低氧氣在水中的融合度，從而能夠提高乙二醇在反應(yīng)過程中的選擇程度。

（3）一氧化氮和低氮醇為化學(xué)反應(yīng)的原材料，并且讓兩者發(fā)生氧化偶聯(lián)反應(yīng)。

（4）以甲醛和甲酸為化學(xué)反應(yīng)的原材料，并讓原材料參與到甲醛縮合法反應(yīng)中。

上面集中方法，除了氧化偶聯(lián)反應(yīng)的技術(shù)已經(jīng)成熟之外，其它幾種合成工藝技術(shù)還在發(fā)展的過程中，并且還不能夠被化學(xué)產(chǎn)業(yè)所利用。所以目前氣質(zhì)而與醇的生產(chǎn)工藝主要采用的是氧化偶聯(lián)反應(yīng)，在乙二醇的生產(chǎn)過程中采用氧化偶聯(lián)反應(yīng)，不僅使用的化學(xué)反應(yīng)原材料簡(jiǎn)單，而且化學(xué)反應(yīng)步驟也非常的簡(jiǎn)單，所以在乙二醇的生產(chǎn)過程中采用氧化偶聯(lián)反應(yīng)是一種操作方便、經(jīng)濟(jì)性能比較高的工藝。

乙二醇發(fā)生氧化偶聯(lián)反應(yīng)，主要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：

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

其次，草酸酯合成：2CO+2RONO→（COOR）2+2NO

再次，反應(yīng)尾氣再生：2NO+1/2O2+2ROH→2RONO+H2O

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

二、合成氣制乙二醇生產(chǎn)工藝技術(shù)的比較

（1）通過發(fā)生高分子反應(yīng)合成氣制乙二醇

高分子反應(yīng)合氣制乙二醇主要是由三個(gè)步驟組成，分別是草酸二甲酯的合成反應(yīng)、乙二醇的精餾、乙二醇的合成反應(yīng)。

（2）酯化和羰化的化學(xué)反應(yīng)

以一氧化碳、氧氣和甲醇為化學(xué)反應(yīng)物，在pd催化劑的作用下，最后生成草酸二甲酯和水。在生產(chǎn)過程中大部分的合成氣體都會(huì)進(jìn)入草酸二甲酯的合成氣反應(yīng)內(nèi)，但是仍有少部分的合成氣體會(huì)進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)。塔底部含硝酸的溶液會(huì)將硝酸溶液送入到硝酸還原反應(yīng)進(jìn)行處理，再將硝酸進(jìn)行還原反應(yīng)得到的一氧化碳和亞硝酸在再生反應(yīng)塔內(nèi)硝酸和氫氧化錳反應(yīng)生成錳，反應(yīng)式為：

HNO+2NO+3MeOH→1MeOH+2H2O

在開始發(fā)生還原反應(yīng)的時(shí)候，硝酸的還原反應(yīng)是有硝酸鈉和硝酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化氮，并將一氧化碳送入錳的再生還原系統(tǒng)。

（3）加氫反應(yīng)階段

將水蒸汽循環(huán)到乙二醇的反應(yīng)塔內(nèi)，然后再將草酸二甲酯與氫氣在銅的催化下發(fā)生加氫反應(yīng)生成乙二醇和甲醇，最后再將反應(yīng)塔內(nèi)沒有參與到化學(xué)反應(yīng)過程中的氫氣、乙二醇和甲醇與循環(huán)的氫氣發(fā)生熱量交換，從而將剩余的化學(xué)反應(yīng)物進(jìn)行降溫，然后再利用高壓分離器將剩余的氫氣與甲醇進(jìn)行分離，讓甲醇從氫氣中分離出來。由此我們可以看出，氫氣在化學(xué)反應(yīng)中可以循環(huán)利用，這還有利于減少?gòu)U氣的產(chǎn)生，以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

（3）精餾加工步驟

乙二醇合成反應(yīng)產(chǎn)生的具有雜質(zhì)的乙二醇和甲醇，并且還有少量的副產(chǎn)物。乙二醇在進(jìn)行精餾的時(shí)候需要使用五塔精餾工。通過使用五塔精餾工藝得到純正的乙二醇，從而作為反應(yīng)物去生成去草酸乙二酯。

三、國(guó)內(nèi)公司的合成氣制乙二醇技術(shù)

國(guó)內(nèi)某公司公司為了能夠提高企業(yè)效益，聯(lián)合當(dāng)?shù)乩砉ご髮W(xué)研究了一門新型的乙二醇合成技術(shù)，合成氣制乙二醇的技術(shù)主要有以下幾個(gè)步驟：

（1）酯化化學(xué)反應(yīng)

將經(jīng)過羰化反應(yīng)的產(chǎn)物一氧化碳經(jīng)過加氫反應(yīng)得到亞硝酸甲酯。 采用加四氧化二氮甲醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方式去制取硝酸甲酯和硝酸，其操作工藝不僅簡(jiǎn)單安全，而且易于控制。

（2）羰化反應(yīng)步驟

讓一氧化碳和錳發(fā)生催化偶聯(lián)反應(yīng)，得到生成物草酸二甲酯和化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)物。用羰化化學(xué)反應(yīng)去獲得草酸二甲酯具有化學(xué)反應(yīng)速率快、得到了生成物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，并且在發(fā)生羰化反應(yīng)的過程中，對(duì)于氧化氮中氫的含量要求不嚴(yán)格，所以沒有必要專門去設(shè)置脫氫裝置，這樣有利于降低化工企業(yè)生產(chǎn)草酸二甲酯的成本。

（3）加氫反應(yīng)步驟

讓草酸二甲酯和氫發(fā)生加成反應(yīng)，這樣就可以得到含有雜質(zhì)的乙二醇粗產(chǎn)品。在合成乙二醇的過程中采用加氫反應(yīng)就以下特點(diǎn)：

首先，加氫反應(yīng)不僅速度快，而且生產(chǎn)的化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定；因?yàn)榧託浞磻?yīng)所需要的氫循環(huán)系統(tǒng)的性能比較低，所以對(duì)氫氣循環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)要求的技術(shù)不高；其次，加氫反應(yīng)的變化都非常的靈活，使化學(xué)反應(yīng)速率加快，并且也能夠有效的提高乙二醇的生產(chǎn)質(zhì)量。

（4）精餾的反應(yīng)步驟

將粗質(zhì)量的乙二醇通過精餾可以得到高品質(zhì)的乙二醇，并且在化學(xué)反應(yīng)的過程中也不需要其它的輔助手段和催化劑。

四、合成氣制乙二醇生產(chǎn)工藝技術(shù)與原材料消耗指標(biāo)的對(duì)比分析

目前，我們國(guó)家都是使用合成氣制乙二醇生產(chǎn)工藝去生產(chǎn)乙二醇，并且很多企業(yè)都對(duì)合成氣制乙二酯生產(chǎn)工藝技術(shù)與原材料消耗的指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，依據(jù)一系列的市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)乙二醇的主要消費(fèi)市場(chǎng)在華東地區(qū)，而乙二醇的生產(chǎn)地主要在西北地區(qū)，并且經(jīng)過一系列的計(jì)算發(fā)現(xiàn)乙二醇的運(yùn)費(fèi)消耗，得出、以下圖表：

表1技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析乙二醇價(jià)格

表2主要公用價(jià)格表

通過上面這幾個(gè)表格我們可以看出，中等價(jià)格的乙二醇的生產(chǎn)效率比較穩(wěn)定，存在風(fēng)險(xiǎn)低的優(yōu)勢(shì)；高等價(jià)格的生產(chǎn)效率更加穩(wěn)定，這高度的抗風(fēng)險(xiǎn)能力；低等價(jià)格的營(yíng)銷比較低，所以他的風(fēng)險(xiǎn)力度比較高，但是這三種價(jià)格乙二醇的生產(chǎn)營(yíng)銷利潤(rùn)已經(jīng)達(dá)到企業(yè)的要求標(biāo)準(zhǔn)，所以在一定程度上還是具有抗風(fēng)險(xiǎn)的能力的。

結(jié)束語：通過這篇文章我們可以知道，我國(guó)對(duì)乙二醇的需求量越來越大，所以加強(qiáng)對(duì)合成氣制乙二醇技術(shù)的研究很有必要。與其它高科技的化學(xué)合成乙二醇技術(shù)相比較，我國(guó)的生成二醇技術(shù)需要消耗大量的水蒸氣，但是原材料的消耗較少；通過對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的比對(duì)，高質(zhì)量的乙二醇生產(chǎn)投資風(fēng)險(xiǎn)比較低，而低質(zhì)量的乙二醇的生產(chǎn)投資風(fēng)險(xiǎn)比較高。總而言之，乙二醇能夠有效地緩解我國(guó)資源短缺的問題，所以國(guó)家加強(qiáng)對(duì)于二醇合成技術(shù)的研究與探索有積極的影響意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李代紅，王洪波.合成氣制乙二醇市場(chǎng)及技術(shù)進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工，2017，（01）：5-8+10.