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乙二醇生产和精制技术研究进展目录一、内容概要 (2)1. 研究背景与意义 (2)2. 国内外研究现状概述 (3)二、乙二醇生产技术研究进展 (4)1. 传统生产工艺 (5)1.1 甲醇氧化法 (6)1.2 乙烯直接氧化法 (7)1.3 丙烯氧化法 (9)2. 新型生产工艺 (9)2.1 生物基乙二醇工艺 (11)2.2 超临界流体萃取法 (12)2.3 电化学法 (13)2.4 多效催化剂法 (14)三、乙二醇精制技术研究进展 (15)1. 溶剂萃取精制技术 (17)1.1 萃取剂的筛选与优化 (18)1.2 萃取工艺条件的优化 (19)2. 膜分离精制技术 (20)2.1 膜材料的选择与改性 (22)2.2 膜组件的设计与发展 (23)2.3 膜分离工艺的优化 (24)3. 蒸馏精制技术 (25)3.1 蒸馏工艺的改进 (26)3.2 副产物的回收与利用 (27)四、乙二醇生产与精制技术的协同优化 (28)1. 生产工艺的协同优化 (29)2. 精制技术的协同优化 (30)3. 工艺集成与智能化控制 (32)五、结论与展望 (33)1. 研究成果总结 (34)2. 存在问题与挑战 (35)3. 未来发展趋势与展望 (37)一、内容概要本论文综述了乙二醇生产和精制技术的最新研究进展，重点介绍了目前主要的乙二醇生产工艺、精制方法以及这些技术在提高生产效率、降低能耗和环境保护方面的最新动态。
在乙二醇生产工艺方面，论文首先概述了传统的石油路线乙二醇生产技术，包括环氧乙烷水合法和乙烯氧化法。
论文重点介绍了近年来新兴的煤制乙二醇技术，该技术利用煤炭作为原料，通过煤气化、净化、合成等步骤制备乙二醇，具有资源丰富、成本低廉等优点。
在乙二醇精制技术方面，论文介绍了物理精制、化学精制和生物精制等方法。
物理精制主要是通过吸附。
论文还探讨了乙二醇精制过程中可能遇到的问题和解决策略，如催化剂的选择、工艺条件的优化、能量回收等。
煤化工领域中合成乙二醇的研究方法分析摘要：煤化工领域当中，在大型甲醇技术以及大型煤气化技术具有显著的突破之后，合成乙二醇已成为该领域内所重视又一项新型技术。
本篇文章将针对煤化工领域中合成乙二醇在直接以及间接的合成工艺方面的重点技术与合成技术的稳定性以及重点工序流程展开分析。
关键词：煤化工领域；合成乙二醇；研究方法；分析乙二醇（EG）是当前我国主要的化工原料，在油漆、炸药、防冻剂、润滑剂等领域被广泛的运用。
工业乙二醇是通过乙烯直接氧化生成环氧化烷后，添加水合成的。
当前，乙二醇在工业领域中重点运用在聚酯的生产中，伴随我国工业领域的不断发展，乙二醇在煤化工领域被广泛运用，文章针对煤化工领域中合成乙二醇的合成技术方法展开深刻的探究，让其能够在该领域中充分施展重要作用。
1合成乙二醇的重点技术1.1直接合成法直接合成技术是运用一氧化碳以及氢气，在催化剂作用下直接生成EG，其化→HOCH2CH2OH。
能够看出，直接合成EG工艺是最简便、最有学反应式2CO + 3H2效的合成法，及时在合成当中生成的EG不多，可是却有着一定的研究价值。
可基于化工生产层面来讲，此种技术工艺并不存在。
运用煤气化炉产生的一氧化碳与氢气并不具备复杂性，可把煤气化当中的一氧化碳和氢气合成EG，此种工艺重点就在选用的催化剂[1]。
另外，合成环境十分关键，比如温度以及压力等条件。
当前，直接合成法不足之处就是合成压力过高，使用催化剂在高温条件下才具有活性，可在高温条件下稳定性不好，所以改善催化剂与主机，研究压力较低以及低温下高活性并且稳定性好的催化剂，是直接合成法所探究的关键。
1.2间接合成法1.2.1羟基乙酸法羟基乙酸是化工产品与主要有机合成的中间体，在煤化工领域被广泛的应用。
羟基乙酸在碱性环境中水解极易产生粗品，之后通过甲醇酯化作用产生羟基乙酸乙酯，通过蒸馏之后，在由水解生成羟基乙酸，化学式为CLCH2COOHCLCH2COONa HOCH2COOH。
乙二醇合成工艺研究综述作者：王一衡来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第10期摘要：本文综述了目前成熟的乙二醇合成工艺流程：石化路线、煤化工路线和生物质路线。
并对其中的关键技术进行深入研究，对比分析了各种生产工艺流程的优缺点，为我国今后乙二醇的合成提供参考，进一步带动我国化工行业的蓬勃发展。
关键词：乙二醇；石化1 石化路线传统石油路线生产乙二醇是以乙烯为原料，通过氧化、水合两步反应生成乙二醇。
其主要反应为：C2H4+O2→C2H4OC2H4O + H2O → HOCH2CH2OH1.1 环氧乙烷直接水合法直接水合法在进行水合反应时，为了提高反应的选择性，需水量特别大，溫度提高到190-220℃，压力为1.0-2.5MPa，反应条件苛刻。
同时，副反应会产生二甘醇和三甘醇，在后续精馏分离中比较困难，需要消耗大量热能。
1.2 环氧乙烷催化水合法在直接水合法的基础上，国内外开发了水合催化剂，催化水合法主要有两种方式，均相催化水合法和非均相催化水合法，区别在于催化剂的选用。
催化剂的使用降低了需水量，同时也提高了乙二醇的产品纯度，大大降低了精馏分离的能耗。
1.3 碳酸乙烯酯法碳酸乙烯酯法是利用乙烯深度氧化副反应所生成的二氧化碳作为反应原料，通过环氧乙烷与二氧化碳的加成反应生成碳酸乙烯酯（简称EC），再通过EC水解生成了乙二醇。
2 煤化工路线近些年，石油价格不断攀高，导致采用传统石化路线合成乙二醇的成本增加。
面对我国多煤少油的能源结构，将煤炭作为合成乙二醇的化学原料成为研究热点，这种方法也称为煤化工工艺。
2.1 直接合成法直接合成法是制备乙二醇最为简单有效的方法，合成气可以通过煤得到，过程简单且成本低廉。
方程式如下：2CO+3H2 → HOCH2CH2OH通过上式可以看出，直接合成法主要是依照原子经济反应的基本原则，在合成中各原子都被充分利用。
但是该方法对反应的环境要求比较高，需要高温高压催化剂，同时产生大量的副产物甲酸酯，转化率和选择性都比较低，仍处于研究阶段。
乙二醇生产工艺综述摘要：通过对石油化工路线和C1路线生产乙二醇的比较，分析了两条路线的各种工艺的优缺点。
针对我国石油紧缺、煤炭资源丰富的现状，重点介绍了合成气制乙二醇工艺的发展现状。
1.前言：乙二醇是一种重要的有机化工原料，主要用来生产聚酯纤维(pet)、塑料、橡胶、聚酯漆、胶粘剂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药，也大量用作溶剂、润滑剂、增塑剂和防冻剂等。
目前，乙二醇的工业生产方法主要是由乙烯在银催化剂上气相氧化制备环氧乙烷，然后进行液相非催化水合反应得到乙二醇产品。
工艺路线完全依赖于不可再生的石油资源。
随着近年来国民经济的快速发展，中国的石油消费量一直在上升。
面对世界石油资源日益短缺的形势，开发新的乙二醇生产工艺已成为研究热点。
2.石油化工路线合成乙二醇在石化路线中有环氧乙烷（eo）直接催化水合法和碳酸乙烯酯(ec)法路线，ec路线又分ec直接水合生产eg、ec法和甲醇反应联产eg、碳酸二甲酯(dmc)法。
上述方法的基础首先是乙烯氧化生成环氧乙烷，因而环氧乙烷的生产效率直接关系到石化路线生产乙二醇的成本。
1938年，UCC公司首先建立了一座工业装置，用银催化剂对乙烯进行气相氧化生产环氧乙烷（EO），然后环氧乙烷与水蒸气反应合成乙二醇，从而开启了大规模工业化生产乙二醇的时代。
目前乙二醇的生产基本上是以乙烯为原料，通过eo非催化液相水合法进行，而银则是乙烯氧化制环氧乙烷唯一有效的催化剂。
通过对环氧乙烷生产成本的分析表明，原料乙烯的消耗占生产成本的70％，所以工业上eo、eg生产技术的进展很大程度上取决于eo催化剂的选择性的进一步提高，以实现有效的节约乙烯，提高经济效益。
总的来说，虽然对石油化工法合成乙二醇的催化剂和水合效率进行了大量研究，但乙烯氧化制环氧乙烷的选择性较低；环氧乙烷水合副产物多（主要为二乙二醇、三乙二醇），分离精制工艺复杂，能耗大；原料乙烯是石油产品，伴随原油价格逐渐上涨，产品的经济性会逐渐降低等问题。
乙二醇合成技术的研究进展
乙二醇（ethylene glycol）是一种重要的有机化工原料，广泛应用
于聚酯、溶剂、颜料、医药等领域。
随着乙二醇需求的增加，乙二醇合成
技术的研究也越来越受到关注。
本文将重点介绍乙二醇合成技术的研究进展。
传统的乙二醇合成工艺是通过乙烯的水合反应得到，反应原料中的乙
烯和水在高温高压下反应生成乙二醇。
然而，该工艺存在许多问题，如高
能耗、环境污染和设备复杂等。
因此，研究人员开始寻找新的乙二醇合成
技术。
一种新的乙二醇合成技术是通过二氧化碳（CO2）和碳一硫醇（CS2）
直接合成乙二醇。
这种技术利用CO2和CS2的氧化还原反应生成乙二醇，
反应条件温和，无需高温高压，相对传统工艺具有明显的能源和环境优势。
研究人员通过改进催化剂的设计和反应条件的控制，已经取得了一定的研
究进展。
然而，该技术目前还存在催化剂的稳定性和选择性等问题，需要
进一步的研究和优化。
此外，还有一些其他的乙二醇合成技术也在不断的研究中。
如光催化
合成、电化学合成等。
这些新技术都在不同程度上解决了传统工艺存在的
问题，为乙二醇合成提供了新的思路和方法。
综上所述，乙二醇合成技术的研究进展主要集中在利用CO2和CS2直
接合成乙二醇、生物酶催化反应和光催化、电化学合成等方面。
这些新技
术在能源和环境方面具有明显的优势，但仍然存在一些问题需要解决。
未
来的研究应该继续优化这些技术，并寻找更加高效和环保的乙二醇合成方法。
乙二醇合成技术研究进展乙二醇是一种非常重要的有机化工原料，它在我国的化工产业中有着非常广泛的应用，但是乙二醇是一种化学合成物，并不是天然的，所以要想利用乙二醇，必须要首先要对其进行合成。
经过多年的研究，我国在乙二醇合成技术方面已经取得了一定的成就，当前已经可以通过多种技术来对乙二醇进行合成，比如说氯乙醇法、环氧乙烷水合法和甲醛法等。
本文就乙二醇的合成技术及其发展趋势进行了一定的研究。
标签：乙二醇；合成技术；研究进展0 前言乙二醇又被称为甘醇，它的分子式为HOCH2CH2OH，它属于脂肪族二元醇，在工业中有着非常广泛的用途，乙二醇可以用来作为汽车防冻剂、润滑剂和涂料等，正是由于它的使用范围非常广泛，所以其合成技术也引起了人们的重视，如果能够高效地合成乙二醇，将大大地提高乙二醇的生产效率，所以对其合成技术进行研究是非常有必要的。
1 催化水合法合成乙二醇催化水合法主要可以分为两类：第一类是均相催化水合法；第二类是非均相催化水合法。
催化水合法的技术关键就在于对新的水合催化剂的开发，因为在传统的直接水合法中，水和环氧乙烷的摩尔比往往较高，这对于乙二醇的合成是极为不利的，而改善了水合催化剂之后，可以使得水和环氧乙烷的摩尔比得到有效的降低，从而提高乙二醇的选择性。
当前应用得较为广泛的两种水合催化剂是钼酸盐复合催化剂和负载于离子交换树脂上的阴离子催化剂，通过对这两种催化剂的使用可以有效地提高乙二醇选择性，在一定的摩尔比条件下可以使得乙二醇选择性达到96%以上。
随着科研人员对于乙二醇合成技术研究的不断深入，越来越多的新型的催化剂不断地被开发了出来，而且许多新型的催化剂能够在摩尔比较低的条件下使得乙二醇选择性得到明显的提高，甚至使其接近与100%。
催化水合法是当前应用得较为普遍的一种乙二醇合成方法，利用催化水合法的关键就在于水合催化剂，水合催化剂的质量直接影响着乙二醇的合成效率和质量。
2 以合成气为原料生产乙二醇近些年来，由于全球的石油资源日益枯竭，传统的依赖于石油资源生产乙二醇的方式已经受到了一定的限制，因此研究人员开始对煤和天然气进行研究，以期能够以煤和天然气作为初级原料来进行乙二醇的生产，当前已经取得了一定的成就，目前利用煤和天然气来进行乙二醇合成的方法主要有氧化偶联法、甲醇二聚法和甲醛电化加氢二聚法等。
合成⽓合成⼄⼆醇⼀、概述⼄⼆醇是⼀种重要的有机化⼯原料，⼴泛⽤于⽣产聚酯纤维、防冻剂、润滑剂、涂料、炸药等。
传统的⼄⼆醇⽣产⽅法主要通过⽯油路线，但由于⽯油资源的有限性和价格的波动性，发展⼀种从合成⽓（⼀氧化碳和氢⽓的混合物）出发合成⼄⼆醇的⼯艺变得越来越重要。
本⽂将详细介绍合成⽓合成⼄⼆醇的⼯艺技术、反应机理、优缺点以及未来的发展趋势。
⼆、合成⽓合成⼄⼆醇的⼯艺技术合成⽓合成⼄⼆醇的主要⼯艺技术包括：甲醇脱⽔法、酯化加氢法和直接合成法。
1.甲醇脱⽔法：此⽅法⾸先将合成⽓转化为甲醇，然后通过加热使甲醇脱⽔得到⼄⼆醇。
此⽅法虽然技术成熟，但步骤多，能量消耗⼤。
2.酯化加氢法：该⽅法通过酯化反应将合成⽓转化为⼄⼆醇酯，再通过加氢反应将酯还原为⼄⼆醇。
这种⽅法需要使⽤催化剂，且反应条件较为温和。
3.直接合成法：此⽅法通过⼀步反应直接将合成⽓转化为⼄⼆醇，是最理想的⼯艺⽅法。
但⽬前此技术尚不成熟，还需要进⼀步研发。
三、反应机理合成⽓合成⼄⼆醇的反应机理主要涉及甲醇合成的反应和后续的脱⽔或加氢反应。
具体反应⽅程如下：CO+2H2→CH3OH（甲醇合成反应）CH3OH→EG+H2O（甲醇脱⽔反应）或CH3COOC2H5+H2→CH3CH2OH+CH3COOH（酯化反应）CH3CH2OH+CH3COOH→EG+H2O（酯还原反应）四、合成⽓合成⼄⼆醇的优缺点1.优点：从合成⽓出发合成⼄⼆醇可以降低对⽯油资源的依赖，同时也能在油价波动时保持⽣产的稳定性。
此外，使⽤合成⽓作为原料有助于减少碳排放，从⽽降低对环境的影响。
2.缺点：与传统的⽯油路线相⽐，合成⽓路线所需的设备投资较⼤，且⼯艺复杂，导致⽣产成本相对较⾼。
此外，⽬前直接合成法的技术尚不成熟，影响了该⼯艺的⼤规模应⽤。
五、未来发展趋势随着技术的不断进步和环保意识的增强，从合成⽓出发合成⼄⼆醇的⼯艺将得到更⼴泛的应⽤。
未来研究⽅向主要包括：提⾼催化剂活性，降低能耗，简化⼯艺流程以及发展直接合成法等。
乙二醇合成技术研究
摘要：本文首先分析了国内外乙二醇合成的主流技术，然后分别讨论是其他的合成技术，最后分析了我国乙二醇合成技术的瓶颈，并对该合成技术进行了展望。
关键词：乙二醇；合成技术
引言：我国是世界上乙二醇需求量第一的国家，每年通过进口和自己合成的乙二醇分别应用于制药、塑料生产等多个领域。
乙二醇是重要的化工生产原料，我国乙二醇70%需要进口，所以乙二醇合成技术成为研究重点。
一、国内外乙二醇合成的主流技术
1.国外
国外乙二醇的主流技术是直接水合法，该方法的原料是石油。
将石油蒸馏轻组分乙烯作为生产原料，与水直接反应，生成乙二醇。
该方法的缺点是所用的水量是理论值的20倍，所以在后期分离中相对比较复杂，并且因而耗能比较高。
国外应用该方法占了石油条件富足的优势，同时副产物收集、碳酸盐处理、废气废液处理等工艺也比较成熟。
2.国内
国内乙二醇的主流技术是直接水合法和煤化工路线法。
之所以有两种主流方法，是因为我国石油资源相对紧张，煤炭资源相对富足。
受到石油价格影响，乙二醇合成的成本变化幅度大，当单桶石油价格高于65美元时，煤化工合成乙二醇路线的成本占有显著优势。
煤化工路线法合成乙二醇，主要是利用煤加压气化后生成的一氧化碳和氢气，99.5%的高纯度一氧化碳和99.99%的氢气是合成乙二醇的主要原料。
首先，以甲醇为原料，在O2和NO的共同作用下，产生水合CH3ONO，见反应（1）。
然后，一氧化碳与CH3ONO发生反应，生成(COOCH3)2和NO，见反应（2）。
在实际生产中，这个NO不断产生和消耗，属于中间体。
在开车初期由外界向系统内充入NO，或者提供反应产生NO，随着反应进行，NO就可以自产自销。
因此，一氧化碳作为原料参与的化学反应如方程式（3）所示，本质是一氧化碳、氧气、甲醇共同反应生成草酸二甲酯。
草酸二甲酯是合成乙二醇的原料之一。
H2与草酸二甲酯反应，可以生成乙二醇和甲醇，见反应（4）。
甲醇可以回到反应（1），循环使用，继续参与反应。
所以，煤化工路线法是利用煤化工产生的CO和H2，与氧气反应后生成乙二醇。
煤化工产生的CO和H2被称为合成气。
二、其他乙二醇合成技术的种类
1.催化水合法
催化水合法的本质是乙烯与水反应生成乙二醇，加入催化剂后可以降低水的用量，相对来说减轻了分离的工作量，降低能耗。
针对该反应的催化剂按照相态来区分，有均相和非均相。
对于前者，UCC公司用铝酸盐作为催化剂；用钨酸盐和钒酸盐负载在离子交换树脂上。
成果是将原来反应中水的用量是理论值的20倍，降低到理论值的9倍，并且能够保证选择性在96.6%。
对于后者，shell公司用磷鎓盐作为催化剂，可以用水量降低到理论值的5倍或者更小倍数，并且能够保证选择性在99.5%。
Shell的另一个优点是减少了反应中的副产品。
Shell的方法从实验室走向商业应用，但是由于催化剂的稳定性原因，尚未能成为主流生产技术。
我国水和催化剂的研究也比较多，以分子筛为载体的固体酸催化剂等等，但是相对来说选择性相对较低。
2.碳酸乙烯酯法
该方法的本质是以环氧乙烯作为原料，与二氧化碳反应，生成碳酸乙烯酯，水解后再得到乙二醇。
Halcon-SD 公司对此研究颇深，选择性高达99%，二氧化碳可以重复利用。
以KI为催化剂时碳酸乙烯酯的选择性高达100%，为提高乙二醇的选择性奠定了技术基础。
3.合成气法
（1）直接合成法
直接合成法的原料是一氧化碳和氢气，反应条件和催化剂是决定合成的关键技术。
以钴为催化剂，需要350MPa 的高压，UCC公司对此研发了三烷基膦和胺改性的铑催化剂，50MPa即可以发生反应，但是选择性比较低。
2CO+3H2==HOCH2CH2OH
（2）间接合成法
间接合成法的原料是甲醛、一氧化碳和水，反应条件是高温高压，催化剂是硫酸，产物是羟基乙酸，再与甲醇反应，得到羟基乙酸甲酯，以铬酸铜为催化剂用氢气还原后得到乙二醇。
该方法的缺点是每步反应都要用到催化剂，用硫酸做催化剂还会造成腐蚀，用铬酸铜做催化剂还会对环境造成重金属污染。
（3）氧化偶联法
氧化偶联法分为两步，首先合成草酸二酯，然后加氢还原为乙二醇。
合成草酸二酯是关键，Union Oil公司以Pd/Al2O3为催化剂，将草酸二甲酯的收率提高到98%。
（4）甲酸缩合法
甲醛缩合法的反应物是甲醛和氢氧化钠，两者缩合成乙醇醛。
反应条件为94℃，常压，加氢后还原为乙二醇。
Electro synthesis公司对此进行优化，用电化学方法来进行实验。
该技术的优点是电解费用低、三废处理容易；缺点是选择性低，仅为90%。
（5）甲醇二聚法
甲醇二聚法是由自由基来实现的，Brown Sh等研究了紫外激发光源时汞的作用，使收率高达97%，但是该方法还没有实现工业化，还处于实验室阶段。
三、我国乙二醇合成技术的困境和展望
1.困境
我国乙二醇合成的主要困境是原料来源不充足。
主流的合成方法是以石油或者煤炭作为原料，我国不是石油生产大国，煤炭资源的储量也有限。
进口石油随着油价的上涨，生产成本会增加，直接影响乙二醇生产企业的效益，同时也间接影响其他以乙二醇为原料的行业。
例如，原油价格为65美元一桶时，以石油为原料的成本是4500元，而以煤为原料的成本是3500元；当原油价格小于65美元时，以煤为资源的合成方法占有优势。
然而，我国石油和煤储量有限，可持续发展战略下，我国乙二醇合成的原料是最大难题。
关于其他乙二醇合成技术，我国也有相应的研究，但是反应条件苛刻的，反应容器的强度达不到要求；反应条件相对缓和的，催化剂和乙二醇的选择性没有达到理想状态。
2.展望
（1）原料
我国乙二醇生产原料未来将面对很大问题。
一方面受制于国际原油价格，另一方面受制于国内煤炭资源储量限制。
另外，煤化工路线中需要用到甲醇，甲醇的生产量也会间接影响乙二醇合成。
所以，未来我国乙二醇合成技术将会向着非原油原料和非煤炭原料的方向发展，这是石油和煤是非可再生资源的客观限制。
在非主流合成技术中，甲酸缩合法和甲醇二聚法的原料相对来说易得，我国是农业生产大国，粮食是酿造的不断来源，可以通过玉米等来制造甲醇，并且可以氧化成为甲酸，从而供应生产需要。
（2）催化剂
在原油和煤资源非可再生的限制下，现阶段主流合成技术之外的其他技术将成为研究的重点，而催化剂的研究是重中之重。
随着材料科学的发展，关于反映条件高温高压的限制将会被打破，这就需要催化剂研发加快步伐。
所以，未来乙二醇合成技术会针对其他非主流合成技术来研究催化剂，提高催化剂的稳定性，使得反应可以规模化，走向现实生产。
（3）工艺
目前，在未来一段时间内，还是会以主流合成技术来生产乙二醇。
核心问题是水化法难以进行分离，能源耗费比较大。
对此，需要进行工艺优化，通过提高工艺水平来降低能耗，提高质量和效率。
四、结语
综上所述，乙二醇合成技术多种多样，当前需要通过优化技术来降低能耗，实现乙二醇生产效益的提升。
未来，要在催化剂方面进行提升，针对无需原油和煤为原料的合成技术开发催化剂。
这样可以发挥我国农业大国的优势，
打破国际原油和煤储量对乙二醇合成的限制。
这也是践行可持续发展战略的的需要。
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