在石化路線中有環(huán)氧乙烷直接水合法、環(huán)氧乙烷催化水合法及碳酸乙烯酯法。這些方法的基礎(chǔ)是乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷,因而環(huán)氧乙烷的產(chǎn)率直接關(guān)系到石化路線生產(chǎn)乙二醇的成本。
環(huán)氧乙烷直接水合法
環(huán)氧乙烷直接水合法是目前國內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)乙二醇的主要方法,該方法在高溫高壓下進(jìn)行,將環(huán)氧乙烷與水以一定摩爾比混合,然后與離開水解反應(yīng)器的乙二醇和水的混合物換熱,預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入水解反應(yīng)器,水解后停留約30min,操作壓力約為2.23MPa。生成的乙二醇水溶液中乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約在10%左右。其不足之處是生產(chǎn)工藝流程長、設(shè)備多、能耗高,這些因素直接影響乙二醇的生產(chǎn)成本。目前此生產(chǎn)技術(shù)基本上由英荷殼牌(Shell)、美國Halcom-SD以及美國聯(lián)碳化學(xué)公司(UCC)3家公司所壟斷。
環(huán)氧乙烷催化水合法
針對(duì)環(huán)氧乙烷直接水合法生產(chǎn)乙二醇工藝中存在的不足,國內(nèi)外相繼開展了環(huán)氧乙烷直接催化水合法的研究,這一方法的關(guān)鍵是催化劑的研制與開發(fā)。
水合催化劑的開發(fā),大致可分為均相催化水合法和非均相催化水合法兩大類。Shell公司早期曾采用氟磺酸離子交換樹脂催化劑,隨后又開發(fā)了一系列具有正電中心的固體物質(zhì)為催化劑,但其壽命短且耐熱性能差。Shell公司又研制了與鹽相絡(luò)合的大環(huán)螯合化合物為催化劑。對(duì)于非均相反應(yīng),大環(huán)螯合化合物催化劑的熱穩(wěn)定性比較高,與樹脂催化劑在相同的條件下,反應(yīng)5h時(shí)環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化率大于99%,乙二醇選擇性最高可達(dá)95%。
碳酸乙烯酯法碳酸乙烯酯法
合成乙二醇是由二氧化碳和環(huán)氧乙烷在催化劑作用下反應(yīng)生成碳酸乙烯酯,再經(jīng)水解制得乙二醇。該方法又分為乙二醇和碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)法和碳酸乙烯酯水解
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