【正文】 l2O3催化劑作用下反應生成草酸酯。因此，本工藝的工藝代表著當代世界C1化工的重要發(fā)展方向。在石油價格居高不下的今天，尋找一條經(jīng)濟的乙二醇合成路線已經(jīng)成為研究熱點。環(huán)氧乙烷路線生產(chǎn)乙二醇需要消耗大量乙烯，而中國的能源特點是多煤少油有氣，對外依存度接近50%，能源安全和形勢不容樂觀。2009年，東華工程科技聯(lián)合日本高化學在國內(nèi)建成了草酸二甲酯加氫生產(chǎn)乙二醇的千噸級工業(yè)化試驗裝置，采用日本宇部篩選的催化劑，高效地生產(chǎn)出國標優(yōu)等品乙二醇，驗證了宇部篩選的催化劑的性能，證明了技術(shù)的可靠性和先進性。日本宇部技術(shù)雖然沒有建成工業(yè)化裝置，但采用宇部技術(shù)生產(chǎn)草酸二甲酯（生產(chǎn)乙二醇的第一步）的工業(yè)化裝置已經(jīng)在日本運行了約10年，積累了豐富的經(jīng)驗。 其后，日本宇部興產(chǎn)和美國UCC等相繼開發(fā)成功了CO常壓氣相合成草酸二酯新工藝。國內(nèi)研究機構(gòu)有中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所（已工業(yè)化，首套裝置試車成功）、上海戊正工程技術(shù)有限公司（已獲得主要技術(shù)專利，未工業(yè)化）、湖北省化學研究院（已完成三個關(guān)鍵催化劑的研究并通過小試成果鑒定）、華東理工大學與上海焦化聯(lián)合（籌建萬噸級中試裝置）、天津大學化工學院等（中試階段）。該工藝具有原料來源豐富、成本低、無污染、反應條件溫和、產(chǎn)品純度高、生產(chǎn)連續(xù)化等優(yōu)點，是潔凈生產(chǎn)、環(huán)境友好的先進綠色化學工藝。目前，合成氣直接合成乙二醇仍處于研究階段，主要原因是存在反應壓力過高（大于50MPa）、CO轉(zhuǎn)化率較低、乙二醇選擇性不理想、催化劑穩(wěn)定性不夠以及反應體系較復雜等問題，工業(yè)化難度較大。美國UCC公司采用三烷基膦和胺改性的銠作催化劑，并使用添加劑，結(jié)果顯示其活性和選擇性明顯優(yōu)于鈷催化劑，但所需壓力仍太高（56MPa），催化劑選擇性低的問題也沒有根本解決。工藝流程簡捷，操作最為簡單，經(jīng)濟上也最合理。綜上所述乙烯路線工藝特點如下表所示。兩步反應都屬于原子利用率100%的反應。但由于碳酸乙烯酯水解制乙二醇需要大型的高壓反應槽，且生產(chǎn)成本仍然較高，所以至今還沒有實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。碳酸乙烯酯水解法制備乙二醇，其工藝路線基本原理是，二氧化碳和環(huán)氧乙烷先在催化劑的作用下生成碳酸乙烯酯，然后碳酸乙烯酯水解得到目標產(chǎn)物乙二醇。碳酸乙烯酯法也稱為間接催化水合法。表21國外環(huán)氧乙烷催化水合制乙二醇技術(shù)與效果開發(fā)公司反應類型催化劑體系水與環(huán)氧乙烷摩爾比溫度/℃壓力/MPaEO轉(zhuǎn)化率，%EG選擇性，%殼牌非均相季銨鹽重碳酸鹽交換樹脂(1～6)∶190～150～2≥96≥97殼牌非均相聚有機硅烷銨鹽(1～15)∶180～120～27295殼牌非均相負載于離子交換樹脂上的多羧酸衍生物(1～6)∶190～150≥97≥94聯(lián)碳非均相混合金屬結(jié)構(gòu)的化合物(5～7)∶11502≥9697聯(lián)碳非均相負載于離子交換樹脂上的金屬陰離子(3～10)∶160～90≥96≥97陶氏化學非均相陰離子交換樹脂和添加劑(1～5)∶130～150～10≥72≥98盡管許多公司在環(huán)氧乙烷催化水合生產(chǎn)乙二醇技術(shù)方面做了大量的工作，大大降低了水合配比，提高了環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率和乙二醇的選擇性，但在催化劑制備、再生和壽命方面還存在一定的問題，如催化劑穩(wěn)定性不夠，制備相當復雜，難以回收利用，有的還會在產(chǎn)品中殘留一定量的金屬，需要增加相應的設備來分離，因而采用該方法進行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)還有待時日。對應的催化水合方法以Shell公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法比較有代表性。催化水合法即要在反應中引入催化劑，目的在于降低水合反應過程中水的用量，同時保證乙二醇的高選擇性。為了分離產(chǎn)品，需要經(jīng)過多個蒸發(fā)器脫水，分離的流程不僅長，而且水的蒸發(fā)能耗高，導致此工藝乙二醇的生產(chǎn)成本較高。環(huán)氧乙烷直接水合法的目標產(chǎn)物乙二醇的選擇性在88％～99％之間。目前，環(huán)氧乙烷直接水合法的生產(chǎn)技術(shù)基本上由英荷殼牌(Shell)、美國HalconSD以及美國聯(lián)碳化學公司(UCC)3家公司所壟斷。另一種合成路線為合成氣路線制乙二醇，包括合成氣直接法合成乙二醇、間接法甲醇乙烯法制備乙二醇、甲醛與甲酸甲酯偶聯(lián)法、羥基乙酸法（甲醛三步合成法)、甲醛縮合法、甲醛與甲醇反應法、甲醇二聚法、甲醛氫甲酰化法、草酸酯合成法(CO氧化偶聯(lián)法)等。以上三種方法的前提是都需要通過乙烯氧化合成得到環(huán)氧乙烷。本項目主要產(chǎn)品有：%以上的乙二醇；副產(chǎn)品：高純度碳酸二甲酯、乙醇水溶液、1,2丙二醇(PG)、1,2丁二醇(BDPO)等?！瑢脮r仍需要一定量的進口，但進口量將會逐漸減少。但是，隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車保有量的迅速增加，乙二醇在防凍液上的應用量將會有所增長。此外，我國紡織行業(yè)還同時面臨勞動力成本、生產(chǎn)原料、能源成本上升，環(huán)境資源約束等的影響，未來一段時間內(nèi)發(fā)展速度將會放緩。2013 年來自這6 個國家和地區(qū)的進口量合計為7. 288 Mt，占總進口量的88. 38%圖11我國乙二醇的進出口分析圖12我國乙二醇的消費情況分析 下游產(chǎn)品生產(chǎn)聚酯作為最終的產(chǎn)品，依托PX項目形成產(chǎn)業(yè)鏈，國內(nèi)聚酯產(chǎn)能如下圖：圖13國內(nèi)聚酯產(chǎn)能分析 乙二醇發(fā)展前景我國聚酯產(chǎn)能經(jīng)過前幾年的過度發(fā)展，面臨產(chǎn)能相對過剩的局面，裝置的開工率逐年下降，一些小聚酯企業(yè)逐步退出競爭。 由于聚酯等工業(yè)的強勁需求， 我國乙二醇仍不能滿足市場日益增長的需求，每年都得大量進口，且進口量呈逐年增加的態(tài)勢。乙二醇經(jīng)加熱后產(chǎn)生的蒸氣可用作舞臺煙幕。乙二醇用途廣泛，可用來合成“滌綸”（的確良）等高分子化合物，還可用作薄膜、橡膠、增塑劑、干燥劑、剎車油等原料，又是常用的高沸點溶劑，其60%的水溶液的凝固點為40℃，所以可用作冬季汽車散熱器的防凍劑和飛機發(fā)動機的致冷劑。乙二醇與其他二醇不同,經(jīng)高碘酸氧化可發(fā)生碳鏈斷裂。分子式C2H6O2分子量冰點沸點℃液體密度蒸汽壓相對密度燃點418℃表面張力 mN/m (20℃)飽和蒸氣壓臨界溫度372℃臨界壓力7699KPa燃燒熱蒸發(fā)熱危險性 吞食有害（2）化學性質(zhì)由于乙二醇分子量低,性質(zhì)活潑,可起酯化/醚化/醇化/氧化/縮醛/脫水等反應。 (1)物理性質(zhì)無色無臭、有甜味液體，能與水以任意比例混合?；瘜W式HOCH2—CH2OH。由于我國煤制乙二醇技術(shù)為自創(chuàng)技術(shù)，還沒有經(jīng)過長時間的工業(yè)運行考驗，技術(shù)還存在不完善之處，因而裝置完全建成投產(chǎn)的可能性不大。 由于目前我國乙二醇的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量還不能滿足實際生產(chǎn)的需求，加上煤制備乙二醇相比煤制油、煤制烯烴的投資要小得多，產(chǎn)業(yè)鏈也比后兩者短，市場需求明確，準入門檻低，推廣起來更加容易，加上發(fā)展煤或天然氣通過合成氣制備乙二醇，符合我國缺油、少氣、煤炭資源相對豐富的特點，是國家鼓勵類示范性項目，因而有多家企業(yè)準備新建或擴建乙二醇生產(chǎn)裝置。以前，我國乙二醇生產(chǎn)裝置主要集中在華東、華北和東北地區(qū)。與以前小規(guī)模的一窩蜂投資方式明顯不同，在新建聚乙二醇裝置中，無論是國有資本、民營資本還是外來資本，各投資主體都選擇了規(guī)?；⒓夹g(shù)化的投資策略，大大增強了我國乙二醇的裝置經(jīng)濟性以及在未來市場競爭中的能力。以前，我國乙二醇生產(chǎn)裝置主要集中在中國石化和中國石油兩大集團公司手中，近幾年外資以及民營資本介入，形成了以中國石化、中國石油為主，民營合資企業(yè)為輔的競爭格局，生產(chǎn)主體正在朝著多元化方向發(fā)展。浙江寧波禾元化學有限公司利用MTO甲醇為原料生產(chǎn)乙二醇；此外，還將建設以工業(yè)弛放氣中的H2和CO為原料合成乙二醇的工業(yè)生產(chǎn)裝置。（3）原料來源多樣化。我國石油乙烯路線乙二醇生產(chǎn)裝置都是引進國外技術(shù)，而煤化工工藝技術(shù)則是國產(chǎn)技術(shù)。在石油工藝路線中，%，%，%。（1）石油乙烯路線和非石油煤化工路線并存，引進技術(shù)與國產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合。2014我國乙二醇的主要生產(chǎn)廠家見表1。近年來，我國乙二醇生產(chǎn)能力穩(wěn)步增長。 Oxidative coupling 931 總論乙二醇(EG)是結(jié)構(gòu)最簡單和最重要的脂肪族二元醇,主要用作生產(chǎn)聚酯(PET)的單體,其次是用作防凍液,還有一些用于精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，如表面活性劑、潤滑劑、聚氨醋和增塑劑等。t through the way of ordinary distillation separation, therefore, the author access to relevant data, adopt the method of variable pressure doubleeffect distillation, separation of innovative pleted the DMC and MeOH tasks, specific see Aspen simulation chapter in detail. and process characteristics(1) the project to coal chemical pany of methanol and syngas as raw material, instead of the traditional oil ethylene route, has a very high market petitiveness. (2) use of east China university of science and technology department of palladium catalyst activity is quite stable, high conversion rate, selectivity, mild reaction condition, processing technology mature.(3) according to the methanol distillation system, the characteristic of the large differences in methanol and water boiling point, using double effect distillation, although added a rectification column, but can still be regarded as a system, the heat input of the system is reduced after the heat output corresponding to reduce, so as to achieve the significant effect of saving water.(4) with ethylene glycol, extraction of refined product separation energy consumption is relatively low, pared with the distillation method, extraction recovery of methanol was close to 100% purity, for EG content of %, to meet the design requirements.(5) by esterification reaction rectification technology, at the same time in the tower of a plete response, absorption and distillation. Compared with other technology greatly shorten the production process, reduce the investment cost.(6) of the twin towers pressure distillation separation MeOH DMC binary azeotrope. calculation result dataThe main materials of this design are as follows:Table1 Main equipment selectionname of materialQuantity/(ten thousand tons/year)specificationsCoal 60(About)30%MEOH 5 %COH2 甲苯BuyEG () %(wt)DMC () %MG () % conclusionThis design choose equipment to meet the requirements of the annual output of 200,000 tons of coal to glycol.Key words: The syngas. Process simulation。（6）采用雙塔變壓精餾分離MeOHDMC的二元共沸物。（5）采用反應精餾技術(shù)進行酯化反應，同時在一個塔內(nèi)完成反應、吸收和精餾。（3）根據(jù)甲醇精餾系統(tǒng)中，甲醇和水沸點差異較大的特點，使用雙效精餾的方式，雖然增加了一個精餾塔，但是仍然可以看作是一個系統(tǒng)，系統(tǒng)的熱輸入量明顯減少以后，其熱輸出量相應減少，從而達到了節(jié)約冷卻水的顯著效果。圖11 設計流程方框圖設計工藝特點（1）本項目以煤制油化工有公司的甲醇和合成氣為原料，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油乙烯路線，具有極高的市場競爭力。 （4）%(wt