提高能源有效利用是最重要的“能源”

　　（1）环氧乙烷催化水合技术。南京工业大学化工学院研究了均相催化水合法合成乙二醇的工艺路线，探讨了催化剂用量、水/环氧乙烷质量比、反应温度、压力等因素对反应的影响。在水/环氧乙烷质量比为4∶1，催化剂质量分数不小于6%，反应温度大于45℃，反应压力超过0.5MPa的工艺条件下，环氧乙烷的转化率达99.8%，乙二醇的选择性达99.0%；上海石油化工研究院对环氧乙烷催化水合制乙二醇进行了较为系统的研究开发，发明了一系列专利。当采用α-氧化铝或HZSM-5分子筛作载体，2%-10%的铌氧化物作催化剂，0.01%-5%的锌或镉氧化物作助催化剂，还含有1-10%的粘接剂。在水比为8：1，压力为1.5MPa、温度为150℃、液体空速为3h-1的条件下，催化剂组成为15%Nb2O5、0.2%CdO时，环氧乙烷转化率为100%，乙二醇选择性达到90%；国内一些环氧乙烷/乙二醇生产装置也进行了环氧乙烷直接催化水合的试验工作。天津石化完成了工业侧线，采用天津石化公司研究院研制的催化剂，水与环氧乙烷的摩尔比由28：1下降到20：1，而乙二醇的选择性维持在90%以上。水合配比的降低解决了该装置在高负荷生产时蒸发塔的瓶颈问题，使乙二醇生产能力提高了25%左右；扬子石化公司完成了加压催化水合法合成乙二醇的中试试验，该工艺与非催化水合法工艺相比，环氧乙烷的转化率和选择性均提高10%以上。针对工业化连续运行过程中存在的杂质累积以及随着催化剂返回，降低水合选择性的问题，南京工业大学化工学院与扬子石油化工公司合作开发出均相催化水合法合成乙二醇的工艺路线。水的总量与环氧乙烷以及碳酸乙烯酯（EC）总量的摩尔比为1-5，反应温度为60-200℃，反应压力0.1-3.0MPa，反应时间5-240min，实验结果与Shell公司报道的数据接近。
　　（2）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)，碳酸乙烯酯再和甲醇(MA)反应生成碳酸二甲酯和乙二醇。该方法可以充分利用环氧乙烷装置排放的CO2资源；碳酸乙烯酯是一种性能优良的产品，可以作为中间产品，也可以直接作为成品出售；该工艺技术的环氧乙烷和碳酸乙烯酯的转化率均在99%以上，乙二醇和碳酸二甲酯的选择性高达99%。另外由于不用水，产品分离提纯过程能耗大大低于传统环氧乙烷水合法，并避免了水作为原料带来的杂质；碳酸二甲酯产品附加值高，应用前景广阔。利用该技术合成碳酸二甲酯，环氧乙烷只是一个"载体"，不消耗在碳酸二甲酯中。仅仅引入甲醇就增加了一个附加值很高的产品，所以乙二醇成本可以只考虑环氧乙烷的原料价格，折旧及操作费用全部算到碳酸二甲酯上，将大大降低乙二醇的综合成本，提高乙二醇的竞争力；该技术的两步反应属于原子利用率100%的反应，属于"零排放"的清洁生产工艺，不会对环境产生污染。在现有环氧乙烷生产装置内，只需要增加生产碳酸乙烯酯的反应步骤就可以生产两个非常有价值的产品，故是今后环氧乙烷生产乙二醇非常具有吸引力的工艺路线。中科学院兰州化学物理研究所完成了由环氧乙烷与二氧化碳合成碳酸乙烯酯，经甲醇酯交换合成乙二醇，联产碳酸二甲酯的全流程工艺开发。该技术针对聚酯合成对乙二醇产品质量的高要求，开发了适应规模化生产的管式循环反应工艺、分离耦合工艺和乙二醇产品催化精制技术，为低成本、工业化生产乙二醇和廉价碳酸二甲酯提供了技术支撑。目前该项目正在进行中试开发。
　　（3）反应精馏技术。反应精馏是在无催化剂条件下完成化学反应，同时将反应物及产物精馏分离的一种技术，具有节省能量、设备、投资，加速反应等特点。此技术用于环氧乙烷水合制乙二醇时，可利用环氧乙烷和乙二醇之间挥发度的差别迅速蒸出环氧乙烷，保持反应区内低的环氧乙烷浓度，不断地从塔底除去乙二醇产品，有效防止环氧乙烷与乙二醇的进一步反应，从而提高总反应的选择性，而且还可利用反应热进行精馏分离。华东理工大学与北京石化工程公司、北京燕山石油化工公司联合进行了反应精馏试验，在燕山石化环氧乙烷/乙二醇装置旁安装了一套塔径为φ300mm、规模为200吨/年的环氧乙烷水合反应精馏中试装置，试验结果表明，在与常规管式水合反应相同的条件下，反应精馏乙二醇的选择性可由常规水合反应的90%提高到95%，选择性比常规管式水合反应器提高了3.7%。
　　（4）脱醛技术。针对环氧乙烷/乙二醇工艺技术中乙二醇产品质量问题开发出了一项脱醛新技术，其特点是应用特殊的离子交换树脂与乙二醇产品中的醛反应，生成一种对乙二醇产品质量不影响的有机化合物，从而降低乙二醇产品的醛含量。此外，该树脂还同时具有提高乙二醇产品UV值和减少铁含量的作用。目前国内有多套装置采用了该技术。
　　（5）利用生物资源生产乙二醇。近年来，随着世界石油资源日益短缺和价格的不断变化，开辟石油替代资源生产乙二醇，以摆脱对石油路线的依赖已经成为当务之急。自然界中的碳水化合物，无论是淀粉基的多糖类作物，如玉米、小麦、土豆、地瓜、甜菜等高产作物，还是单糖或多糖类农作物，如甜高粱、菊芋和木薯等均可以作为生物基乙二醇的原料。该技术路线与石油基乙二醇工艺路线不同，不需要消耗大量的氧气、没有废气、废水排放，所需要原料属于可再生，来源丰富，因而属于环境友好技术。中科院大连化学物理研究所首次尝试采用廉价的碳化钨（WC）催化剂应用于纤维素的催化转化，利用碳化钨催化剂在涉氢反应中具有的类贵金属性质，可以替代价格昂贵的贵金属催化剂，将纤维素全部转化为多元醇，而且对乙二醇的生成表现出独特的选择性，尤其是在少量镍的促进作用下，乙二醇的收率可高达61%，成为极具工业应用前景的纤维素转化为多元醇的绿色工艺路线。
　　（6）利用煤资源生产乙二醇。中国科学院福建物质结构所采用工业级CO、NO、氢气、氧气和醇类等作为原料，开发出制备乙二醇新技术。其核心技术是把经过适当处理的褐煤送入反应器，在一定温度和压力下通过气化剂（空气或氧气蒸汽），使煤不完全燃烧，将煤转化为CO和H2混合的合成气，然后由CO进行气相反应生成草酸酯，再由草酸酯加氢生成乙二醇。2005年与江苏丹阳市丹化金煤化工有限公司合作，建成了300吨/年乙二醇中试装置和1万吨/年乙二醇工业化试验装置。2007年又联合上海金煤化工新技术有限公司研究开发出煤制乙二醇新技术。2009年3月18日，"万吨级CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇成套工艺技术"在江苏丹阳通过了中国科学院组织的成果鉴定。标志着中国在世界上率先实现了全套煤制乙二醇技术路线和工业化应用。该技术成功开发了用氨空气中高温氧化产生的氮氧化物作为合成草酸酯的NO补充气源的工艺技术，既降低了NO气体的生产成本，为成套"煤制乙二醇"技术大规模生产推广创造了有利条件；成功开发了高浓度CO气体脱氢净化催化剂及全套脱氢净化工艺技术，使含氢工业CO气体可以直接用作合成草酸酯的CO气源，所开发的脱氢催化剂性能在连续运行1000小时后仍保持稳定；成功开发了高活性CO气相催化合成草酸酯催化剂及羰基合成工艺技术，催化剂活性和选择性达到国内外的领先水平，并解决了合成催化剂床层的超温问题，提高了工艺技术的稳定性和可靠性，所开发的羰化合成催化剂性能在连续运行1000小时后仍保持稳定；成功开发了高活性草酸酯催化剂加氢合成乙二醇催化剂及其工艺，经过分离和精馏得到的乙二醇产品各项理化指标符合GB4649-93优级品的标准，所开发的加氢催化剂性能在连续运行1000小时后仍保持稳定；成功开发了直接用工业O2和含醇量 ≥20%的醇水溶液进行反应尾气（NO）循环利用的氧化酯化工艺技术，操作过程简单，能耗低，有效降低了生产成本；成功开发了NO回收循环使用的工艺技术，氮氧化物的排放量达到国家环保允许排放的标准。完全拥有自主知识产权，全部采用工业CO、NO、H2、O2和醇类为原料，反应条件温和，技术指标达到了设计要求，万吨级工业试验装置运行稳定，具备了进一步建设大规模工业化生产装置的条件。2009年12月，采用该技术的一期20.0万吨/年EG示范装置在内蒙古通辽经济开发区通辽金煤化工有限公司建成投产。这是我国具有自主知识产权、全球第一套"煤制乙二醇"工业装置。该项目的建成投产，将大大改善我国乙二醇生产完全依赖石油的局面。该公司下一步还将逐步延伸煤制乙二醇产业链，开发聚酯树脂、车用防冻液等下游加工项目，并且计划在未来5年建成120.0万吨/年的生产规模。该技术的推广应用可替代传统的石油路线制备乙二醇，符合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的资源特点，将有效缓解我国乙二醇产品供需矛盾，对国家的能源和化工产业产生重要积极影响。此外，上海石油化工研究院也对合成气制乙二醇技术也进行了研究开发。目前在