朱遵耀
陕西延长石油(集团)有限责任公司油田气化工科技公司 陕西延安 717100
摘要：乙二醇(EthyleneGlycol)是二元醇，简称EG。化学性质与乙醇相似，性质活泼，且不属于危险化学品。在石油化工基础有机原料中乙二醇(EG)占了很大的比重。世界上主要使用乙二醇生产聚对苯二甲酸乙二醇酯，用作聚酯纤维和聚酯塑料的原料。乙二醇还可以与邻苯二甲酸、马来酸、富马酸反应生成相应的聚合物，称为醇酸树脂。乙二醇常被广泛用于涤纶、瓶片、防冻剂、润滑剂、增塑剂、油漆、胶粘剂、表面活性剂、炸药等工业领域。本文就乙二醇生产工艺的现状及发展趋势进行了探讨。
关键词：乙二醇；生产工艺；发展趋势
前言
作为一种极其重要的、战略性的化工基础原材料，乙二醇(EG)主要用于生产［其与对苯二甲酸(PTA)反应生成聚对苯二甲酸乙二酯(PET)］聚酯(PET)、防冻剂、表面活性剂、减水剂、增塑剂等精细化学品;并且在有机合成、制药、香料等诸多领域有着广泛用途。乙二醇引发的下游产品市场价值巨大，仅聚酯国内市场价值就已超过200亿美元。因此，乙二醇具有高度的产业关联性，对社会和国民经济的发展具有重要意义。
1乙二醇工艺技术
1.1几种路线概述
乙二醇生产路线按原料来源不同可分为石油合成路线和非石油合成路线。在石油路线中，乙二醇是由环氧乙烷制备的，又分为催化水合工艺和非催化水合工艺。乙二醇由煤或合成气以多种方式合成。
1.1.1石油路线
1)非催化水合工艺。乙烯与氧气生成环氧乙烷(EO)后，EO直接与水发生反应生成EG，此技术水合反应不使用催化剂、技术成熟，但水比高、流程长，虽然EG选择性为90%～92%，仍会副产二乙二醇、三乙二醇产品。国内乙烯法制取EG几乎全都采用此技术，主要专利商有SD、Shell、DOW。
2)催化水合工艺。乙烯与氧气生成环氧乙烷(EO)后，EO在催化剂的作用下与水反应生成EG;此工艺又分为一步法和两步法:一步法为EO与水直接生成EG，此技术因催化剂不稳定，暂未有工业化应用业绩;两步法为EO先与CO2反应生成碳酸乙烯酯，再经水解反应生成EG，此技术已有工业化应用业绩。
1.1.2非石油路线
1)煤制甲醇路线。煤气化制备合成气后，合成甲醇，甲醇制烯烃（MTO）制乙烯，传统石油路线乙烯法生产乙二醇。
2)一步合成路线。以煤气化制取合成气，再由合成气一步直接合成乙二醇，此技术的关键是催化剂的选择，目前美国联碳和日本住友等公司在对此技术进行研发，暂未有工业化应用业绩。
3)草酸酯路线。这种路线，也是通常所说的“煤制乙二醇”工艺，工艺流程较短，成本相对较低，例如中科院福建物质结构研究所与企业联合开发的相关技术，以煤为原料，经气化、变换、提纯、分离等工序制得CO和H2。采用催化偶联法合成CO，经精制制得草酸酯，再与H2加氢制得聚酯级乙二醇。本文主要介绍目前市场广为采用的非石油路线:煤经草酸酯加氢制乙二醇路线和石油路线:乙烯法非催化水合制乙二醇。
1.2煤经草酸酯制乙二醇路线
此工艺先由煤制得合成气，然后分离合成气中的CO，经过催化偶联过程合成草酸二甲酯，再经催化加氢制取乙二醇，该工艺化学反应分3步:
1)氧化酯化反应，甲醇与NO反应生成亚硝酸甲酯(CH3ONO，简称MN):
4NO+O2+4CH3OH4→4CH3ONO+2H2O
2)氧化偶联反应，CO与亚硝酸甲酯通过偶联
反应制草酸二甲酯［(COOCH3)2，简称DMO］:
2CH3ONO+2CO→(COOCH3)2+2NO
3)草酸酯加氢反应。草酸二甲酯进一步加氢
合成乙二醇(C2H6O2，简称EG):
(COOCH3)2+4H2→C2H6O2+2CH3OH
目前国内掌握该项技术的专利商有:天津大学、福建物构所、中国石化、华东理工大学、丹化集团、华谊集团、河南煤业集合体、华本能源集合，上海浦景、日本高化学代理的宇部兴产、淮化集团集合体上海戊正、东华工程集合体等。
1.3乙烯法非催化水合制乙二醇路线
目前世界上的EO/EG装置普遍采用乙烯直接氧化法生成EO、EO水合生成EG的工艺路线。反应生成物有:EO(C2H4O)、EG(乙二醇，C2H6O2)、DEG(二甘醇，C4H10O3)、TEG(三甘醇，C6H14O4);主要反应方程式如下:
C2H4+1/2O2→C2H4O
C2H4O+H2O→C2H6O2
C2H4O+C2H6O2→C4H10O3
C2H4O+C4H10O3→C6H14O4
2乙二醇发展现状与展望
随着国家对化工行业的整治和治理，化工行业面临着不小的挑战。乙二醇行业在整体大环境下，也面临着更为严峻的挑战。在2017～2018年间，乙二醇发展良好，价格普遍较高，大约在6000～8000元/吨左右，而到了2019年上半年，乙二醇价格迅速下降，最低降到在4600元/吨。国内外产能的增加，聚酯行业的接受程度差，使乙二醇价格在2019年4月～9月这半年的时间内，均在四千多左右徘徊。根据以往的数据，石脑油制乙二醇的成本较低，维持在3800元/吨;乙烯制乙二醇成本相对较高，大概5200元/吨，其利润受乙烯价格影响比较明显;而煤制乙二醇工艺成本则大概在4350～4600元/吨，但煤制乙二醇成本受诸多原因影响，波动较大。在今年的上半年以及年中，乙二醇的整体形势特别严峻，企业大都处于亏损的状态。2019年8月左右，乙二醇价格开始回升，在9月价格开始回升，价位在5000元/吨左右，10月中旬达到一个小高峰约5200元/吨，行业整体处于一个回暖的趋势。从世界聚酯行业发展来看，乙二醇的需求将会不断的增加。我国乙二醇需求量在2020年将达到1880吨，年增长率大约在7%。而到2020年，我国乙二醇实际生产的乙二醇在1000万吨左右，缺口大概在900万吨左右。而在2021年到2025年，需求增速放缓，所需外来供应缺口会逐渐缩小。未来乙二醇的发展主要还是技术的革新，目前各投产装置所暴露出的一系列问题，包括装置中反应器阻力大、循环量无法增加、催化剂寿命较短等，而这些问题就需要技术革新和装置优化去解决。
结束语
随着乙二醇下游产业的不断发展，所需求的乙二醇也会持续增加，世界上产能过剩，而我国供不应求。国内乙二醇行业有发展潜力，也有相应的竞争压力。伴随着煤制乙二醇技术的不断改进，生产中相应的问题不断地被解决，可以看到未来我国煤制乙二醇将占据主导地位。但这需要新技术的出现来降低成本，以应对未来更大的挑战，获取更大的利润。
参考文献：
［1］张晓珍．未来国内煤制乙二醇或将面临较大挑战［Ｒ］．2019(第三届)煤制乙二醇技术创新探讨暨全国煤化工VOCs治理技术交流会，2019．
［2］姚元根．煤制乙二醇技术研发进展［Ｒ］．2010中国新型煤化工发展及示范项目进展论坛，2010