乙二醇生产工艺

环氧乙烷是一种有机化合物，化学式是C2H4O，是一种有毒的致癌物质，以前被用来制造杀菌剂。环氧乙烷易燃易爆，不易长途运输，因此有强烈的地域性。被广泛地应用于洗涤，制药，印染等行业。在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。

制备方法

氯醇法

分两步反应，第一步是将乙烯和氯气通入水中，生成2-氯乙醇。第二步是用碱（通常为石灰乳）与2-氯乙醇反应，生成环氧乙烷。[7]

乙烯经次氯酸化生成氯乙醇，然后与氢氧化钙皂化生成环氧乙烷粗产品，再经分馏，制得环氧乙烷。反应式和工艺流程如下。

我国最早以传统的乙醇为原料经氯醇法生产EO。20世纪70年代我国开始引进以生产聚酯原料乙二醇为目的的产物环氧乙烷/乙二醇联产装置。

氧化法

可分为空气法和氧气法两种。前者以空气为氧化剂，后者用浓度大于95%（体积）的氧气作为氧化剂。此外也有用富氧空气为氧化剂的。氧化法的工业生产流程分为反应、环氧乙烷回收及环氧乙烷精制三个部分。

世界上EO工业化生产装置几乎全部采用以银为催化剂的乙烯直接氧化法。全球EO生产技术主要被Shell公司（英荷合资）、美国SD（科学设计公司）、美国UCC三家公司所垄断。此外拥有EO生产技术的还有日本触媒公司、美国DOW化学公司、德国赫斯公司等。

主要用途

环氧乙烷是一种有毒的致癌物质，以前被用来制造杀菌剂。环氧乙烷易燃易爆，不易长途运输，因此有强烈的地域性。被广泛地应用于洗涤，制药，印染等行业。在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。

环氧乙烷有杀菌作用，对金属不腐蚀，无残留气味，可杀灭细菌（及其内孢子）、霉菌及真菌，因此可用于消毒一些不能耐受高温消毒的物品以及材料的气体杀菌剂。美国化学家Lloyd Hall在1938年取得以环氧乙烷消毒法保存香料的专利，该方法直到今天仍有人使用。环氧乙烷也被广泛用于消毒医疗用品诸如绷带、缝线及手术器具。

主要用于制造其他各种溶剂(如溶纤剂等),稀释剂,非离子型表面活性剂,合成洗涤剂、抗冻剂、消毒剂、增韧剂和增塑剂等。与纤维素发生羟乙基化可合成得水溶性树脂(其环氧乙烷含量约75%)。还可用作熏蒸剂、涂料增稠剂、乳化剂、胶黏剂和纸张上浆剂等。[8]

通常采用环氧乙烷-二氧化碳（两者之比为90：10）或环氧乙烷-二氯二氟甲烷的混合物，主要用于医院和精密仪器的消毒。环氧乙烷用熏蒸剂常用于粮食、食物的保藏。例如，干蛋粉的贮藏中常因受细菌的作用而分解，用环氧乙烷熏蒸处理，可防止变质，而蛋粉的化学成分，包括氨基酸等都不受影响。

环氧乙烷易与酸作用，因此可作为抗酸剂添加于某些物质中，从而降低这些物质的酸度或者使用其长期不产生酸性。例如，在生产氯化丁基橡胶时，异丁烯与异戊二烯共聚物的溶液在氯化前如果加入环氧乙烷，则成品即可完全不用碱洗和水洗。

一缩二乙二醇是环氧乙烷制乙醇时的副产品。 工艺流程：用直接水合法 将环氧乙烷与水按1：8混合送入混合反应器，在150℃下，反应40-60min,生成脱水塔进一步脱水；塔底的乙二醇混合液送入乙二醇塔，塔顶可得99.8%以上的乙二醇。塔底液送入一缩精馏塔，在塔顶温度135-140℃,压力4.0KPa下，从塔顶得到一缩二乙二醇。继续分离，可得二缩三乙二醇、三缩四乙二醇。

精制方法：所含杂质有水、乙二醇、三甘醇等。可用减压蒸馏后分步结晶的方法精制。取二甘醇1650mL进行减压分馏，弃去480mL初馏分，收集1000mL中间馏分进行分步结晶，可得700mL二甘醇。

2. 与酸酐作用时生成酯，与烷基硫酸酯或卤代烃作用生成醚。

3. 合成：由环氧乙烷与乙二醇作用而制得。也是环氧乙烷水合制乙二醇时的副产品。

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1.乙二醇的业化生产方法

目前，国内外乙二醇的工业生产方法主要是环氧乙烷直接水合法，虽然它工艺成熟，但水比大，能耗高，生产成本较高，为此人们又相继开发出环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法以及由合成气合成乙二醇等各种新的生产方法，其中环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法被认为是今后乙二醇最有发展前景的工业化生产方法，是目前国内外研究开发的热点。

2.乙二醇工业化生产方法的研究进展

⑴环氧乙烷直接水合法

环氧乙烷直接水合法是目前国内外工业化生产乙二醇的主要方法，该工艺是将环氧乙烷(E0)和水按1∶20-22(摩尔比)配成混合水溶液，在管式反应器中于190-220℃、1.0-2.5MPa下反应，环氧乙烷全部转化为混合醇，生成的乙二醇水溶液含量大约在10%(质量分数)左右，然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到乙二醇及副产物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)等。混合醇中乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的摩尔比约为100∶10∶1，产品总收率为88%。不足之处是生产工艺流程长、设备多、能耗高，直接影响乙二醇的生产成本。

目前，环氧乙烷直接水合法的生产技术基本上由英荷壳牌、美国 Halcon-SD以及美国联碳三家公司所垄断。它们的工艺技术和工艺流程基本上相似，即采用乙烯、氧气为原料，在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷进一步与水以一定物质的量比在管式反应器内进行水合反应生成乙二醇，乙二醇溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到乙二醇及其它副产品。此外，整个工艺还设置了与其生产能力配套的空分装置、碳酸盐的处理以及废气废液处理等系统。三家公司的专利技术主要区别体现在催化剂、反应和吸收工艺以及一些技术细节上。

⑵环氧乙烷催化水合法

针对环氧乙烷直接水合法生产乙二醇工艺中存在的不足，为了提高选择性，降低用水量，降低反应温度和能耗，世界上许多公司进行了环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术的研究和开发工作。其中主要有壳牌公司、联碳公司、莫斯科门捷列夫化工学院、上海石油化工研究院、南京工业大学等，其技术的关键是催化剂的生产，生产方法可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两种，其中最有代表性的生产方法是壳牌公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法。

⑶碳酸乙烯酯法

碳酸乙烯酯法合成乙二醇是由二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下反应生成碳酸乙烯酯(EC)，碳酸乙烯酯再经水解制得乙二醇。该方法又可分为乙二醇和碳酸二甲酯(DMC)联产法和碳酸乙烯酯水解法两种生产方法。

①乙二醇和碳酸二甲酯联产法

该方法的主要过程分两步进行，首先是二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下合成碳酸乙烯酯，第二步是碳酸乙烯酯和甲醇(MA)反应生成碳酸二甲酯和乙二醇，两步反应都属于原子利用率100%的反应。

②碳酸乙烯酯水解合成法

美国Halcon－SD、联碳、日本触媒等公司于20世纪70年代后相继开发出碳酸乙烯酯水解合成乙二醇的工艺技术。Halcon-SD公司工艺首先由乙烯、氧反应生成环氧乙烷，经第一吸收塔和汽提塔后，在第二吸收塔内用含碳酸乙烯酯、乙二醇和碳酸化催化剂的溶液洗涤环氧乙烷蒸气，形成碳酸乙烯酯反应富液，然后进入碳酸化反应器中，通入二氧化碳，使环氧乙烷和二氧化碳在催化剂的作用下，于90℃和6.18MPa 压力下反应生成碳酸乙烯酯。碳酸乙烯酯从反应液中汽提后分层，上层回到第二吸收塔作为洗涤液，在下层的碳酸乙烯酯中加入水，在同一催化剂作用下水解生成乙二醇。Halcon-SD工艺的特点是开发了既适用于碳酸化又适用于水解反应的新型催化剂，乙二醇收率高达99%。另外，Halcon-SD公司在研究中发现，即使环氧乙烷中含有少量水分，仍能保证碳酸乙烯酯的高效中心，这就使环氧乙烷的纯化操作条件不至于过分苛刻，而且加成反应和水解反应可用同一种催化剂，避免了均相反应中催化剂回收难的难题。但由于碳酸乙烯酯水解制乙二醇需要大型的高压反应槽，且生产成本仍然较高，所以至今还没有实现工业化生产。

二乙二醇

二乙二醇即二甘醇，是由环氧乙烷与乙二醇作用而制造。 二甘醇主要来自于环氧乙烷(EO)水合生产乙二醇(EG)的副产物，在副产物中二乙二醇(二甘醇)含量约占8～9%、三乙二醇(三甘醇)占～1%、其余为更高分子量的聚乙二醇，而副产物生成量随着环氧乙烷和水的配比的变化而变化。近年来，随着国内大型乙二醇生产装置的相继建成投产，目前我国乙二醇生产能力已高达104～105万吨/年，那么二甘醇的产量增长就很快，估计约可达10万吨/年左右。随着即将建成投产的南海石化的32万吨/年乙二醇装置和不久上海石化的38万吨/年乙二醇装置也将建成，届时全国和上海地区的二甘醇产量将会进一步增长。因此，开发二甘醇的下游产品，做好二甘醇的综合利用，是极具有经济价值和市场潜力的项目。

实验目的： 实验室制备乙二醇单丁醚

实验原理： 用氢化钠脱去正丁醇上羟基的氢而得到氧负离子。氧负离子是很好的亲核进攻试剂，可以进攻环氧乙烷，环氧烷开环得到乙二醇单丁醚。

实验仪器： 250ml 圆底烧瓶

实验试剂： 四氢呋喃（溶剂）， 氢化钠，环氧乙烷，正丁醇

操作步骤： 1。 将圆底烧瓶放入120°烤箱，烘烤15分钟除水。

2。 待烧瓶冷却，加入100ml无水四氢呋喃和四氟搅拌子，然后加入7.4g(0.1mol)正丁醇，不断搅拌。

3。 将反应烧瓶放在冰水中， 缓慢加入2.8g氢化钠（0.12mol). 此时一定要注意氢气会产生，周围不能有明火或者电子产品。并要保证氢气的顺畅排放。

3。 待反应不再有氢气释放出来， 用塞子塞住，并用氮气保护反应。 如无氮气保护系统， 在烧瓶口接上干燥管即可。

4。 将反应从冰水中拿出，在室温下搅拌15~20分钟。再缓慢加入环氧乙烷。让反应在室温下反应30~40分钟。

5。加入水中和过量的氢化钠。 再加入二氯化碳萃取产品。 用分液漏斗收集有机相。 用二氯化碳，再洗水相；再分液。 如此再反复2次（总共三次）。将所有的有机溶剂合并在一起， 加入硫酸钠干燥。

6。 将有机相过滤， 出去硫酸钠。然后旋蒸出去所有有机溶剂，得到纯净的乙二醇单丁醚

注意事项： 在加氢化钠时，一定要注意通风，不能有任何容易产生火星的装置在附近。如打火机等。加入氢化钠时一定要缓慢，不然氢气大量产生，反应会相当剧烈。整个实验过程， 应注意周围环境的干燥。若有水分子混进反应中，会中和掉氢化钠，并产生氢氧根，氢氧根会进攻环氧乙烷得到副产物1,2乙二醇。 所以反应中一定要有干燥管，最好能氮气保护。

产率： 这个自己计算吧。 反应的量是我自己随便弄的， 0.1摩尔。 如果你有其他的量，可以改。

纯手打的。反应的机理，你都知道了。

乙醇170℃脱水制备乙烯：C2H5OH →CH2=CH2 +H2O (条件：‘浓硫酸、170℃)

乙烯氧化制备环氧乙烷：CH2=CH2 + O2 → 环氧乙烷（条件：Ag、300℃）

环氧乙烷水化：环氧乙烷 + H2O =乙二醇（条件：2 MPa、200 ℃）

更高级的方法：

乙烯氧化所得气体中的环氧乙烷，与二氧化碳反应，转化成碳酸亚乙酯，接着水解产生乙二醇。

如果方便得到二卤代烷或卤代乙醇，可以用直接水解二卤代烷或卤代乙醇的方法制备。

2、由乙二醇缩聚或由环氧乙烷与水加聚而得。

要制备环氧乙烷，需要经过中间步骤：

HOCH2CH2OH ＋ HCl －－>HOCH2CH2Cl

HOCH2CH2Cl + NaOH -->(CH2CH2)O

环氧乙烷的结构简式是：

环氧乙烷化学性质非常活泼，能与许多化合物发生开环加成反应。环氧乙烷能还原硝酸银。受热后易聚合，在有金属盐类或氧的存在下能分解。

扩展资料：

乙烯经次氯酸化生成氯乙醇，然后与氢氧化钙皂化生成环氧乙烷粗产品，再经分馏，制得环氧乙烷。反应式和工艺流程如下。

环氧乙烷易与酸作用，因此可作为抗酸剂添加于某些物质中，从而降低这些物质的酸度或者使用其长期不产生酸性。由于环氧乙烷易燃及在空气中有广阔的爆炸浓度范围，它有时被用作燃料气化爆弹的燃料成分。

环氧乙烷主要用于制造乙二醇、合成洗涤剂、非离子表面活性剂、抗冻剂、乳化剂以及缩乙二醇类产品，也用于生产增塑剂、润滑剂、橡胶和塑料等。广泛应用于洗染、电子、医药、农药、纺织、造纸、汽车、石油开采与炼制等众多领域。

2.乙烯在Ag的存在下与氧气反应生成环氧乙烷；

3.环氧乙烷在稀硫酸下水解开环，生成乙二醇。

这应该是最合理的路线吧