浅谈煤制乙二醇合成工艺

崔士彬（洛阳永金化工有限公司,河南 洛阳 471100）

近10年来，由于聚酯工业迅速发展，国内市场对乙二醇的需求量与日俱增。而我国紧靠石油生产乙二醇的生产能力远远不足以人们需求，大部分只能靠进口来维持乙二醇行业的发展，近几年，我国引进多套煤制乙二醇工艺装置，煤制乙二醇的生产能力的强大发展势在必行，就目前草酸二甲酯加氢生产乙二醇的生产工艺浅谈一下自己的见解。

1 乙二醇的合成工艺

1.1 亚硝酸甲酯(MN)的合成

该反应的反应方程式为：

该反应在酯化塔中进行，因为用的氧气是纯氧，所以需要注意的是避免氧穿透，再者因为有CO和O2的同时存在，难免会有NO2生成，NO2与H2O的同时存在又会促使硝酸生成，所以我们保持NO越高含量，酯化反应可以快速的发生，减少二氧化氮与水反应生成硝酸的机会，减少硝酸的生成。因为此反应剧烈且放出大量热，所以必须严格控制反应的温度，及时调整工艺指标，避免飞温现象发生，又因为亚硝酸甲酯极易溶于甲醇，所以此塔不适宜过低的温度而使得亚硝酸甲酯气体过多溶于甲醇而不能有效地利用。

1.2 草酸二甲酯(DMO)的合成

此反应的反应方程式为：

此羰化反应是需要一定温度、压力以及催化剂才能完成，此反应需要严格的控制比例，若CO和MN的比例不合适就会使反应大量产生碳酸二甲酯（DMC）。由于反应放出巨大热量，为了使反应器中的热量能及时有效地送出，在汽包与反应器夹套之间设置多台泵强制夹套里过热水做循环流动。此反应产生的DMO比较特殊，纯态此物质在54℃便会结晶，所以此产物的存储需要处处夹带伴热。一但DMO结晶，管道以及泵的疏通较麻烦并且后段的生产会产生诸多堵塞问题。 1.3乙二醇（EG）合成

此反应的反应方程式为：

此加氢反应也是在一定压力一定温度和催化剂的前提下发生的，生成EG的反应比较温和，易于操作，但由于H2的占有比例远远多于DMO，所以一但过加氢则会使已经生成的EG变成乙醇。所以此反应要严格控制其温度。

2 反应工艺流程之间的优化措施以及影响系统负荷提高的因素

2.1 系统中进羰化反应器前的NO的高低在系统中占着举足轻重的地位，对其含量的控制应遵循以下生产理念。

2.1.1 根据酯化副反应方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO，NO含量高可以抑制该反应的发生，即越有不利于硝酸的生成；

2.1.2 根据酯化反应方程式

NO越高，酯化反应可以快速的发生，减少二氧化氮与水反应生成硝酸的机会，减少硝酸的生成。

2.1.3 根据羰化反应方程式

2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2+2NO，NO含量越低越有利于DMO的生成，NO含量越高越不利于DMO的生成；

2.1.4 根据反应方程式2NO+2CO=N2+2CO2，NO含量越高，越有利于该副反应的发生，系统中要保证一定量的氮气和二氧化碳的存在，保证氮气和二氧化碳的分压，才有可能抑制该反应的发生。

综上所述，循环气中NO和MN的含量较高的话，因氮气和二氧化碳的含量一定，即CO的含量偏低，会造成CO与亚酯气的比低于2，这样在羰化反应器内，生成DMC的副反应会增多，如果不能分离出来，带入加氢系统，会因发生副反应影响产品的透光率。循环气中NO含量低，虽然有利于DMO的生成，但因发生副反应生成硝酸而损失的MN的量增加，再者NO含量过低，氧气易穿透酯化塔，从安全因素考虑，NO含量不宜过低。

2.2 影响系统负荷提升的因素

2.2.1 羰化反应的反应热较大，所以此反应在反应时会有些惰性气体来稀释有效气体的反应，起到一定的保护作用，但是随着负荷的提高，有效气体组分肯定是随之提高，则惰性保护气体含量会被迫减少，此条件对反应比较剧烈的羰化反应的加大负荷起到一定的制约作用②循环气压缩机的循环量的大小也会影响负荷的提高，若反应的单程转化率一定的情况下，加大循环气量则可以加大产品产量，但是压缩机的循环量不是可以大幅度提高的，一但选型之后参数也就确定，所以压缩机的循环量的大小也是后期制约负荷提升的因素之一。③在加氢反应器里H2与DMO的摩尔比只有达到一个比较合适的比例才能使反应安全稳定地发生，然而系统中H2与DMO的摩尔比不是一成不变的，随着负荷的提高H2与DMO的摩尔比是等比例缩小的，一但小到一定程度此反应就会有反应不完全甚至因不完全反应的物料在催化器床层积累而堵塞催化剂，这样的话加氢系统就会崩溃，因此H2与DMO的摩尔比随着系统负荷的提高而逐渐降低也是影响系统负荷提升的一个重大因素。④因为MN易容与甲醇，系统中的废甲醇需要外排，这样的话同样也将好不易产生的MN又白白浪费掉了。因此建立MN的平衡也至关重要，一但MN的平衡破坏则将影像系统的稳定。

3 结语

对于煤制乙二醇装置的生产研究非常有意义，因为这将关乎到企业的产量、产品的成本以及企业的利润和长久发展。如果生产工艺的指标参数根据实际情况优化一下的话，可能会达到意想不到的效果，目前煤制乙二醇技术还没达到成熟的阶段，所以在摸索前进的道路上我们应该研究优化一下可行的方法。使企业的生产实现多、快、好、省的长期稳定地发展。

[1]华强.催化水合法合成乙二醇研究[D]南京：南京工业大学,2003.

[2]赵凤阁.乙二醇制备方法的专利技术进展及评述,精细与专用化学品2011年7月19（7）38-41.