从人类出现至今,从火到石器、铁器、再到工业化,各项技术的发明使人们的生活越来越美好,生活方式也变得多种多样。但与此同时,我们也在不断的消耗着各种能源资源,其中,对煤和石油的消耗是一个典型的代表。在当今社会中,能源更是社会前进和发展的基础,具有重要的经济地位和战略地位,能源驱动着各种产业的发展,是经济、人类社会发展的重要限制因素,同时,能源消耗对生态环境的影响日益突出,解决好能源就问题显得尤为重要。论文网
我国是一个“富煤少油缺气”的国家,在世界能源储量中,我国的煤炭资源所占百分比远远高于石油和天然气的百分比。这就决定了我国是一个主要消费煤炭资源的国家。在21世界以能源为战略的国际格局中,我国石油和天然气的供需矛盾愈发显得突出。到2020年,将会有一半左右的石油和天然气依赖进口,石油和天然气严重依赖进口将会不断影响我国的经济和社会的发展。因此,必须充分认清我国的实际能源情况,重视煤炭工业,大力发展以煤炭为支撑的产业。煤制乙二醇就是发展煤炭化工的一个缩影,理应当受到我们的充分重视。
1 乙二醇生产技术的现状及发展现状
就目前而言,乙二醇的生产途径主要分为3种路线:石化路线、生物路线、煤化碳一路线。
1。1 石化路线合成乙二醇
1。1。1 环氧乙烷直接水合法
目前,生产乙二醇普遍采用的是环氧乙烷催化水合法(加压水合法)[2]。其工艺主要由三家国外公司所掌握。此工艺将水与环氧乙烷在高温高压的条件下,以一定摩尔比配成水溶液,然后和乙二醇的水溶液混合,加热到高温后,再加入到进入水解反应器中,反应30分钟左右。由于该反应流程加入了大量的水,造成乙二醇的质量分数仅有10 %左右,给后续的分离过程带来了很大的困难。可见,环氧乙烷直接水合法的反应流程比较长,设备大,且反应的能耗很高,这就直接造成了乙二醇的生产成本比较高。
1。1。2 环氧乙烷催化水合法
显而易见,环氧乙烷直接水合法仍有一些问题,因此,出现了新的方法—环氧乙烷催化水合法。其中,荷兰的Shell公司采用新型负载型催化剂,该催化剂使得环氧乙烷的转化率达到了95 %左右,乙二醇的选择性高达95 %左右,提高了乙二醇的转换率和选择性。美国的UGG公司则采用新型催化剂 ,将水与环氧乙烷在一定的摩尔比下进行水合反应,使乙二醇的收率达到了96 %,收率非常可观[3]。大连理工大学也对影响乙二醇产量的一些影响因素进行了研究,如反应温度控制、催化剂使用方面等。在合适的条件下,能使乙二醇的选择性达到95 %以上。但是催化剂的使用和产品分离难度一直是催化水合法面临的主要问题。
1。1。3 碳酸乙烯酯法
碳酸乙烯酯法是EO和CO2先生成EC,EC再水解生成EG 。该反应流程为:
EO+CO2→EC (酯化)
EC+H2O→EG (水解)
该工艺一般分为一步法和二步法,两种方法无本质区别,主要在于酯化和水解反应是否分开进行[4]。石化路线合成乙二醇面对的难题主要是石油资源的紧缺,成本的上涨,可见石油合 成 路 线 的经济性会不断的下降,开发出新的乙二醇合成 路 线 迫在眉睫。
1。2 生物资源合成乙二醇
生物合成路线 由玉米经过反应得到乙二醇。由于政策的原因,加上后续乙二醇的分离存在一些问题,该方法并未能在乙二醇的规模化生产中得到普及。 煤制乙二醇的工艺流程设计(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_99044.html