乙二醇作為一種基本化工原料，主要用于生產(chǎn)合成樹脂、防凍液、制冷劑、表面活性劑、潤滑劑、增塑劑等精細化學(xué)品。根據(jù)原料不同將乙二醇生產(chǎn)方法分為石油化工和煤化工，石化路線最早，隨著石油價格的上漲，乙二醇生產(chǎn)成本日益升高，煤化工路線生產(chǎn)乙二醇逐漸成為主要工業(yè)化方法。本文概述了兩種乙二醇的生產(chǎn)工藝，分析了國內(nèi)煤制乙二醇的發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了相關(guān)的建議。

按使用原材料分為石油和非石油合成路線，石油路線產(chǎn)能約占56%，煤制乙二醇約占35%，其余為甲醇制乙二醇[4]。石油路線以乙烯為原料，經(jīng)環(huán)氧乙烷制取乙二醇；非石油路線以合成氣為原料，采用多種方法合成乙二醇[5-6]。

1.1 石油路線法

該路線由石油生產(chǎn)乙烯，乙烯經(jīng)氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，環(huán)氧乙烷水合生成乙二醇，包括環(huán)氧乙烷法、碳酸乙烯酯法、酯交換法等，其中非催化及催化水合環(huán)氧乙烷法是主要的生產(chǎn)方法。其具有工藝成熟，應(yīng)用廣等優(yōu)點，但因以石油為原料，過程水耗、能耗大、成本較高[7-10]。

1.1.1 非催化水合法

又稱環(huán)氧乙烷直接水合法，不使用催化劑，工藝技術(shù)成熟，優(yōu)點有雜質(zhì)少、目標產(chǎn)物質(zhì)量高等；但其水烷比大、能耗高、流程長、成本高。為了克服進一步提高選擇性、降低成本，催化水合法作為更高效的替代方法。

1.1.2 催化水合法

在催化劑作用下，環(huán)氧乙烷和水反應(yīng)生產(chǎn)乙二醇的方法，其關(guān)鍵在于研發(fā)出低水烷比、高選擇性的新型催化劑，如堿金屬、堿土金屬鹽，羧酸鹽，堿金屬鹽和雜多酸鹽復(fù)合物等均相催化劑，鈮氧化物、陰離子交換樹脂、骨架銅等非均相催化劑，其提高了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率和選擇性，降低了水烷比，但在催化劑穩(wěn)定性、使用壽命等方面仍需改進。

1.1.3 碳酸乙烯酯法

水解法：該工藝為將二氧化碳和環(huán)氧乙烷在催化劑作用下反應(yīng)生成碳酸乙烯酯，再經(jīng)水解反應(yīng)制得乙二醇。該法選擇性高，成本大幅度下降，反應(yīng)條件溫和。

聯(lián)產(chǎn)法：二氧化碳和環(huán)氧乙烷在催化劑作用下生成碳酸乙烯酯，其與甲醇反應(yīng)生成碳酸二甲酯和乙二醇。該法的優(yōu)點：利用了生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的副產(chǎn)物二氧化碳，實現(xiàn)了節(jié)能減排；副產(chǎn)物碳酸二甲酯附加值高，用途廣泛；是“零排放”的清潔生產(chǎn)工藝。

1.2 非石油路線法

該方法以煤為原料制備合成氣或以焦爐氣凈化制備為原料制備合成氣，經(jīng)變換、脫硫脫碳、分離、合成、精制等工序生產(chǎn)乙二醇。又分直接和間接合成法，而間接合成法則是由合成氣生產(chǎn)甲醇，再由甲醇制甲醛，間接生產(chǎn)乙二醇，其成本低、能耗低、水烷比低等優(yōu)點[11-13]。

1.2.1 直接法

直接合成法作為最簡單的乙二醇合成方法，是理論價值最高的一條生產(chǎn)工藝，最符合原子經(jīng)濟性。但因催化劑活性、反應(yīng)壓力、反應(yīng)氣轉(zhuǎn)化率及乙二醇選擇性等因素達不到工業(yè)化要求，未實現(xiàn)工業(yè)化。從反應(yīng)方程式上看，直接合成乙二醇的甄子利用率高，是一種最為簡單和有效的乙二醇合成方法。

化學(xué)反應(yīng)平衡和熱力學(xué)的原因，需要催化劑和高溫高壓條件，催化劑研究經(jīng)歷了羰基鈷、三烷基膦和胺改性的銠、咪唑改性的釕催化劑等，這些催化劑的活性、選擇性、轉(zhuǎn)化率等指標仍不能滿足低溫高活性催化劑、降低反應(yīng)壓力工業(yè)化的需求。

1.2.2 草酸酯法

又稱CO氧化偶聯(lián)法，主要原料為NO、CO、H2等，由NO與O2反應(yīng)生成N2O3，N2O3與甲醇反應(yīng)生成亞硝酸甲酯，在鈀催化劑作用下CO與亞硝酸甲醣氧化偶聯(lián)得到草酸二酯，草酸二酯在加氫催化劑作用下得到乙二醇。從其技術(shù)路線來講，草酸酯法為間接合成生產(chǎn)工藝。

1966年，美國聯(lián)合石油公司提出了采用Pd-Cu催化劑的草酸酯法；1978年，日本宇部化學(xué)建立了年產(chǎn)6000噸的草酸二丁酯裝置；20世紀80年代中科院福建物構(gòu)所、上?；ぱ芯吭旱乳_始研究該工藝。2010年，福建物構(gòu)所與上海金煤化工、江蘇丹化共同承擔的年產(chǎn)20萬噸煤制乙二醇工業(yè)示范項目在內(nèi)蒙古通遼打通全流程，生產(chǎn)出合格的乙二醇；同時，河南煤化集團與江蘇丹化在河南建立了5套年產(chǎn)20萬噸乙二醇項目。

表1 乙烯法和合成氣法成本比

當原油60美元/桶時，煤和天然氣的價格只有分別低于300元/噸和1.7元/m3，合成氣法才具有優(yōu)勢，乙烯法生產(chǎn)乙二醇的成本約4 600元/噸；原油100美元/桶時，對應(yīng)的煤和天然氣成本分別為850元/噸和2.8元/m3，乙烯法的生產(chǎn)成本約5500元/噸，此時合成氣法具有較大的成本優(yōu)勢。當前以煤為原料的生產(chǎn)工藝短期內(nèi)解決了我國乙二醇依賴進口的矛盾，但在當前低油價下面臨嚴峻的競爭壓力[14-16]。

2017年全球乙二醇產(chǎn)能3168萬噸/年，同比增長3%，產(chǎn)量2682萬噸/年，消費量2705萬噸/年，到2020年產(chǎn)能將達4051萬噸，需求量約3027萬噸；我國乙二醇產(chǎn)能881萬噸/年，產(chǎn)量613萬噸，2020年至2025年新增產(chǎn)能1000萬噸/年～1400萬噸/年，年消費量約1700萬噸[17]。國內(nèi)乙二醇的主要消費是聚酯纖維，聚酯纖維的快速發(fā)展，帶動乙二醇年均增速約18.4%，乙二醇則供不應(yīng)求，2017年乙二醇的進口量占總消費量的58.33%。

表2  2018-2019年新建和投產(chǎn)煤制乙二醇項目

2017年我國乙二醇總產(chǎn)能929.3萬噸，年增長5.21%。其中，合成氣制乙二醇產(chǎn)量同比增長58.58%。隨著國家對煤化工的支持，煤制乙二醇項目效益良好，項目建設(shè)及規(guī)劃再掀熱潮，截至2018年12月，我國煤制乙二醇32套，總產(chǎn)能達到443萬噸，2018年新增煤制乙二醇投產(chǎn)項目199萬噸，初步估計2019年新增煤制乙二醇投產(chǎn)項目324萬噸。

（1）產(chǎn)業(yè)布局合理，嚴防產(chǎn)能過剩

現(xiàn)代煤化工資較大、能耗高，下游市場刺激了乙二醇市場繁榮，國內(nèi)在建和計劃建設(shè)大量的煤制乙二醇項目。政府部門需重視產(chǎn)業(yè)風(fēng)險管控，防止投資過熱帶來的金融、產(chǎn)能過剩的風(fēng)險，推動國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)布局，形成不同生產(chǎn)工藝競爭的市場；企業(yè)應(yīng)根據(jù)市場實際狀況，積極拓展乙二醇應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)鏈，化解市場風(fēng)險，準備好應(yīng)對進口產(chǎn)品的挑戰(zhàn)。

（2）加大技術(shù)研發(fā)，建立自主知識產(chǎn)權(quán)體系

現(xiàn)有煤制乙二醇生產(chǎn)裝置多采用CO氧化偶聯(lián)、草酸酯催化加氫工藝。在乙二醇生產(chǎn)工藝、裝置、催化劑等方面，福建物構(gòu)所和丹化科技、高化學(xué)和日本宇部及華東科技大學(xué)、上海戊正科技、五環(huán)/湖北化學(xué)院及鶴壁寶馬等做了相應(yīng)的貢獻，推動了產(chǎn)業(yè)化進程。

目前，主要是草酸酯、乙烯兩大生產(chǎn)工藝，因此需要進一步加大技術(shù)研發(fā)力度，例如環(huán)氧乙烷水合法、碳酸乙烯酯法、合成氣合成法、纖維素催化法。我國部分科研機構(gòu)和院校已取得了很大的進展，應(yīng)早日取得突破，形成自主知識產(chǎn)權(quán)體系，推動我國乙二醇技術(shù)進步。

（3）降低生產(chǎn)成本，增強成本優(yōu)勢

煤制乙二醇生產(chǎn)技術(shù)解決了我國乙二醇供給不足的矛盾，在石油價格的影響下，面臨嚴峻的競爭壓力。

首先，近期國際油價持續(xù)走低的影響，石油路線乙二醇的優(yōu)勢凸顯，與煤制乙二醇路線形成競爭局面；其次，根據(jù)我國煤炭分布而發(fā)展的獨有生產(chǎn)工藝有力地推動了我國煤化工的技術(shù)進步，但在降低成本方面，特別是減少公用工程用量、降低蒸汽和電耗成本，充分利用低熱值的廉價煤炭或焦爐氣為原料，提高草酸酯加氫工藝的經(jīng)濟性。

（4）降本提質(zhì)增效，實施綠色發(fā)展戰(zhàn)略

企業(yè)投資乙二醇項目時，考慮選址于水資源豐富、環(huán)境容量大、原料產(chǎn)地、市場和運輸條件等因素，投建先進綠色工藝項目，降低水、電、氣、汽的消耗，提高工藝的經(jīng)濟性，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。生產(chǎn)工藝實現(xiàn)本質(zhì)環(huán)保，解決“三廢”的綜合利用；同時制定綠色標準，創(chuàng)建綠色產(chǎn)品，走綠色化工之路。