[发明专利]一种制备乙二醇的方法

说明书

本发明提供了一种制备乙二醇的方法，其是在镍基催化剂的作用下，将乙醇醛和溶剂在高压反应釜中进行反应，得到乙二醇。本申请提供的乙二醇的制备方法操作步骤简单，反应条件温和，加氢产物易分离，产品中不含酯类羰基化合物，产品质量高，具有良好的工业化前景。

技术领域

本发明涉及化合物制备技术领域，尤其涉及一种制备乙二醇的方法。

背景技术

乙二醇(ethylene glycol，EG)，化学式为(CH₂OH)₂，是最简单的二元醇，常温下无色粘稠液体，毒性较低，能与水以任意比例互溶。乙二醇作为单体广泛应用于聚酯行业，如与对苯二甲酸缩聚得到聚对苯二甲酸乙二醇酯；也是优良的溶剂、脱水剂，同时也是防冻液的主要成分。

随着聚酯工业的飞速发展，我国乙二醇的需求量逐年上升，煤制乙二醇工艺的大量投产也使得我国2020年乙二醇产能达到1618.2万吨/年，已出现产能过剩的态势。虽然国产乙二醇的消费占比逐年增大，但自给率仍低于50％；煤基乙二醇因透光率问题难以满足高端聚酯行业对原料品质的要求，因此仍需依赖进口乙二醇。为了改变当前产品结构“多而不优”的现状，亟需对现有煤制乙二醇工艺进行优化，并开发新的乙二醇合成工艺，以获得高品质的乙二醇。

草酸酯法合成乙二醇最早由美国UCC公司在上世纪六十年代提出，采用PdCl₂-CuCl₂作为醇与CO反应的催化剂，反应条件温和但草酸酯的收率低，氯离子对设备腐蚀严重，且副产物水容易使催化剂失活。日本宇部兴产公司在七、八十年代多次改进了这一工艺；US4453026A引入亚硝酸酯解决了装置腐蚀的问题，开发负载Pd催化剂气相催化连续合成工艺，使草酸二甲酯收率达到98％；US4229591A改进2％Pd/SiO₂和2％Pd/C催化剂使得该反应可以在常压下进行，减少催化剂损失、降低装置维护资金和能源消耗，提高了产品的选择性。但是研究发现含有羰基、共轭双键的复杂有机化合物(如碳酸乙烯酯、含氮有机物等)会显著影响紫外透光率，此外乙二醇产品中草酸根含量过高也会大幅度降低紫外透光率。

EP0002908A1选用亚铬酸铜催化剂在10MPa和150℃下反应1h，乙醇醛转化率为91％，降低温度至110℃，转化率为降至50％，乙二醇选择性为17.4％。水溶液加氢效果最好，因为乙醇醛在水中溶解度很大，并且乙醇醛可以通过甲醛氢甲酰化法的反应混合物中萃取而回收在水溶液中。使用苯和烃类溶剂也可用于乙醇醛加氢，但必须考虑乙醇醛在此类溶剂中的溶解度。此外铂催化剂，特别是Pt/C对乙二醇具有较高的选择性。US4200765A选用金属钯为催化剂，优选的溶剂是非质子有机酰胺，150℃下反应5h，乙二醇具有较高的选择性，当使用负载在硅藻土上的镍作为催化剂时，乙醇醛的转化率降低。WO2017103009A2以氧化钛和氧化锆为载体，负载0.4％的Ru作为活性组分用于乙醇醛加氢，以水作为溶剂195℃下反应75min，乙二醇的产率超过80％，表明TiO₂和ZrO₂作为载体具有良好的热稳定性，且具有相对较高的比表面积。

综上所述，草酸酯加氢目前已有工业生产装置，反应条件温和，具有良好的转化率和选择性；但反应步骤繁琐，需要与甲醇酯化后加氢，增加了后续的分离难度，且产品中微量的酯类化合物会减少紫外透光率，影响产品质量。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种乙二醇的制备方法，本申请提供的制备方法产品质量高。

有鉴于此，本申请提供了一种制备乙二醇的方法，包括：

在镍基催化剂的作用下，将乙醇醛和溶剂在高压反应釜中进行反应，得到乙二醇。

优选的，所述镍基催化剂选自负载型镍催化剂或骨架型镍催化剂。

优选的，所述镍基催化剂中的金属元素选自Cu、Mo、Al、Fe、Co和Zn中的一种或多种和Ni。