张艺

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    催化水合制乙二醇的工业可行性分析

    张艺

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    针对环氧乙烷直接水合制乙二醇反应温度高、压力高、水合比高、流程复杂等缺点，从工艺、经济性、工业化三个方面进行了环氧乙烷催化水合制乙二醇的工业可行性分析。相比直接水合法，催化水合法具有如下特点：反应条件温和，水合比低，流程简单，设备投资费用低。但催化水合由于低温反应热利用效率不高，节能效果不显著。且对设备及管道的设计要求提高，同时需考虑催化剂的稳定性带来的操作与安全问题。对于已有直接水合法制乙二醇装置改用催化水合法经济收益不显著，催化水合法更适合新建乙二醇装置。

    乙二醇；催化水合；可行性分析；工业化

    乙二醇(Ethylene Glycol，EG)，是一种十分重要的化工基础原料，广泛应用于生产聚酯纤维、防冻剂、润滑剂、炸药以及非离子表面活性剂等[1-2 ]。EG合成工艺有直接水合法、催化水合法、碳酸乙烯酯法、合成气法等。其中环氧乙烷(EO)直接水合法是目前国内外工业化生产EG的主要方法[3-4]。该方法在没有催化剂条件下进行，加入过量的水以抑制副反应，提高乙二醇选择性，反应条件苛刻，且过量水导致产品浓度较低，需设置多个蒸发器进行浓缩。在相同生产能力前提下，EO直接水合法流程复杂、产品浓缩提纯的设备投资大、提纯过程能耗高[5]。许多研究者致力于降低EG生产过程的水合比和能耗，提高EO转化率及EG选择性。国内外多家大公司对EO催化水合法制EG进行了研究，该方法是在生产过程中加入合适的催化剂，可以大幅度降低水合比，提高EG选择性，简化生产流程，减少提纯EG的设备投资和能量消耗，是当前EG生产研究的一个主要方向[6]。研究EO催化水合法制备EG工艺，能有效推动EG的清洁生产，符合节能减排的要求，提升技术及产品在国际市场的地位。

    本文通过对EG生产的直接水合法和催化水合法进行工艺比较，以年产5×105t/a规模的EG装置进行实例计算，分析EO催化水合制EG的相关特点，以及应用到已有装置和新建装置的工业可行性。

    1 环氧乙烷制乙二醇工艺介绍及比较

    EG反应和浓缩工段是催化水合法和直接水合法区别的主要工段，对此两工段的分析与研究，能更加鲜明地体现两者的特点。

    1.1 直接水合

    EO直接水合法生产EG技术基本上由Shell，SD，UCC三家公司垄断[7]，以下是某套直接水合法反应和浓缩段流程简图，如图1所示 ......