乙二醇的工业生产方法是什么?
制法方法
环氧乙烷直接水合法。
为目前工业规模生产乙二醇较成熟的生产方法。环氧乙烷和水在加压(2.23mpa)和190~200
℃条件下,在管式反应器中直接液相水合制的乙二醇,同时副产品一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和多缩聚乙二醇。煤制乙二醇的潜在工艺路径可以分为直接合成法和间接合成法。直接合成法是将合成气中的co及h2一步合成为乙二醇。间接合成法则主要分为通过甲醇甲醛及草酸酯作为中间产物合成,然后加氢获得乙二醇。相对而言,甲醇甲醛路线合成的研究还不深入,离工业化距离远;而草酸酯加氢合成法的实用性较强,适宜进行工业生产。由煤制合成气经草算酯加氢制取乙二醇的三个主要反应为:
氧化酯化反应:2ch3oh+2no+
1/
2o2→2ch3ono+h2o
co偶联反应:
2co+2ch3ono→(cooch3}2+
2no
草酸酯加氢反应:(cooch3}2+
4h2→
hoch2ch2oh
2ch3oh
总的化学方程式:2co+4h2+
1/
2o2→
hoch2ch2oh+h2o
环氧乙烷。
乙二醇的生产技术主要是石油路线,环氧乙烷直接水合法为工业规模生产乙二醇较成熟的生产方法。环氧乙烷和水在加压(2.23MPa)和190~200℃条件下,在管式反应器中直接液相水合制的乙二醇,同时副产品一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和多缩聚乙二醇。
乙二醇的应用
乙二醇为无色、无臭、有甜味的粘稠液体,可用于制造树脂、增塑剂、合成纤维、化妆品、炸药、溶剂、抗冻剂等。乙二醇具有醇类的化学性质,如能生成醚、酯,能被氧化,能缩合。它与硝酸反应生成乙二醇二硝酸酯(一种炸药)。
乙二醇主要用作汽车抗冻剂和飞机发动机致冷剂,另外,还可合成涤纶纤维等高分子化合物。乙二醇二硝酸酯与硝化甘油联合使用可使炸药的冻点降低。乙二醇还可作为药品和塑料的原料及高沸点溶剂。
2、其次加热回流使氨基酸溶解,将此溶液放置过夜。
3、最后是聚乙二醇加工成粉末状的方法,完成操作。
涤纶聚酯由对苯二甲酸与乙二醇缩聚而成,遵循线形缩聚的普遍规律。生产涤纶聚酯,先后发展有酯交换法和直接酯化法两种合成技术。
(1)酯交换法或间接酯化法
这是传统生产方法,由甲酯化,酯交换,终缩聚三步组成,甲酯化的目的是便于对苯二甲酸二甲酯精制提纯。
①甲酯化 对苯二甲酸与稍过量甲醇反应,先酯化成对苯二甲酸二甲酯。蒸出水分,多余甲醇,苯甲酸甲酯等低沸物,再经精馏,即得纯的对苯二甲酸二甲酯。
②酯交换 190~200℃下,以醋酸镉和三氧化锑作催化剂,使对苯二甲酸二甲酯与乙二醇(摩尔比约1:2.4)进行酯交换反映,形成聚酯低聚物。馏出甲醇,使酯交换充分。
③终缩聚 在高于涤纶熔点下,如283℃,以三氧化锑为催化剂,使对苯二甲酸乙二醇酯自缩聚或酯交换,借减压和高温,不断馏出副产物乙二醇,逐步提高聚合度。
甲酯化和酯交换阶段,并不考虑等基团数比。终缩聚阶段,根据乙二醇的馏出量,自然的调节两基团数的比,逐步逼近等物质的量,略使乙二醇过量,封锁分子两端,达到预定聚合度。
(2)直接酯化法
对苯二甲酸提纯技术解决后,这是优先选用的经济方法。对苯二甲酸与过量乙二醇在200℃下先酯化成低聚合度(如X=1~4)聚对苯二甲酸乙二醇酯,而后在280℃下终缩聚成高聚合度的最终聚酯产品(n=100~200),这一步与间接酯化法相同。
随着缩聚反应程度的提高,体系粘度增加。在工程上,将缩聚分段在两反应器内进行更为有利。前段预缩聚:270℃,2000~3300Pa。后段终缩聚:280~285℃,60~130Pa。
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。