[发明专利]煤生产乙二醇的方法

说明书

本发明涉及煤生产乙二醇的方法，主要解决现有技术中由于草酸酯加氢效果差，导致乙二醇的收率和选择性低的问题。乙二醇的生产，包括以下步骤：以煤为原料，先气化得到合成气(CO和H₂)；合成气经净化、分离后，在催化剂存在下，CO进行催化偶联化反应获得草酸酯；在加氢催化剂存在下，氢气与草酸酯反应获得乙二醇。其中，所述的加氢催化剂采用覆炭SiO₂为载体，活性组分包括Cu元素和助催化剂元素；所述助催化剂元素包括选自IVA族金属和VA族金属中的至少一种金属元素。

技术领域

本发明涉及煤生产乙二醇的方法。

背景技术

乙二醇(ethylene glycol)又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”，简称EG。它是重要的化工原料和战略物资，是一种无色无臭、有甜味液体，能与水、丙酮等大多数溶剂互溶。主要用于制聚酯涤纶、聚酯树脂、吸湿剂、增塑剂、表面活性剂、合成纤维、化妆品和炸药，并可用作染料、油墨等的溶剂、抗冻剂和脱水剂等。

合成乙二醇的方法有石油法和非石油法，石油法环氧乙烷(EO)直接催化水合法和碳酸乙烯酯(EC)法路线。非石油路线是以煤为原料生产乙二醇的新技术。我国煤炭资源丰富，煤制乙二醇具有明显的原料优势，而煤制乙二醇属于新型煤化工技术，发展前景良好。因此，煤制乙二醇的技术成了近年来科研机构和高校研究的重点。

煤制乙二醇的技术主要包括直接法、烯烃法和草酸酯法。直接法以煤气化制取合成气(CO+H₂)，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，由于反应在高温高压条件下进行，当前所用催化剂稳定性特差，实现工业化还有漫长的路要走。

烯烃法是以煤为原料，通过气化、变换、净化后得到合成气，经甲醇合成，甲醇制烯烃(MTO)得到乙烯，再经乙烯环氧化、环氧乙烷水合及产品精致最终得到乙二醇。该过程将煤制烯烃与传统石油路线乙二醇相结合，技术较为成熟，但成本相对较高。

草酸酯法是以煤为原料，通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H₂，其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯，再经与H₂进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇的过程。该工艺流程短，成本低，是目前国内受到关注最高的煤制乙二醇技术。

以一氧化碳为原料制备草酸酯，然后将草酸酯加氢制备乙二醇是一条非常具有吸引力的煤化工路线。目前，国内外对以一氧化碳为原料制备草酸酯的研究取得了良好的效果，工业生产已经成熟。而将草酸二酯加氢制备乙二醇，仍有较多工作需要深入研究，尤其在如何有效提高原料转化率，乙二醇的收率和选择性等方面还有待提高。

众所周知，煤制乙二醇技术是一个多步法工艺，即首先煤经过气化，生成合成气(一氧化碳和氢气)；合成气经分离后，一氧化碳在催化剂作用下，进行催化偶联化反应，得到草酸酯；最后，草酸酯在加氢催化剂作用下，进行加氢反应得到乙二醇。在煤制乙二醇工艺路线中，草酸酯催化加氢生成乙二醇作为其中一个重要步骤，加氢的效果，直接影响到乙二醇的收率和选择性。因此，加氢催化剂的选择至关重要。

中国专利CN101138725A(标题为：草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂及其制备方法)公开了一种草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂及其制备方法，其以金属铜为活性组分，锌为助剂，采用共沉淀法制备，但该催化剂草酸酯转化率较低，乙二醇收率和选择性低。

中国专利CN200710061390.3(标题为：草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂及其制备方法)公开了一种草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂及其制备方法，本发明所述催化剂以金属铜为主活性组分，以锌为助催化剂，通过共沉淀法制备而成。其载体为改性的硅溶胶载体。该催化剂在草酸酯与氢气合成乙二醇反应中，草酸酯转化率低，乙二醇选择性和收率低。

张启云等在《草酸二甲酯加氢合成乙二醇反应的研究》一文中介绍了采用Cu/SiO₂为催化剂进行草酸二甲酯加氢合成乙二醇，该催化剂同样存在乙二醇收率低和选择性不高的问题。