Sản xuất Ethylene_glycol

Ethylene glycol được sản xuất từ ethylene (ethene), thông qua ethylene oxide trung gian. Ethylene Oxit phản ứng với nước để tạo ra ethylene glycol theo phương trình hóa học:

C2H4O + H2O → HO-CH2CH2-OH

Phản ứng này có thể được xúc tác bởi một trong hai axit hoặc bazơ, hoặc có thể xảy ra ở pH trung tính ở nhiệt độ cao. Năng suất cao nhất của ethylene glycol xảy ra ở pH axit hoặc trung tính với một lượng lớn nước. Dưới điều kiện này, sản lượng glycol ethylene có thể đạt được 90%. Các sản phẩm phụ chủ yếu là ethylene glycol oligomer diethylene glycol, trietylen glycol, và tetraetylen glycol. Khoảng 6,7 tỷ kg chất này đã được sản xuất hàng năm.[3]

Một tính chọn lọc cao hơn đạt được bằng cách sử dụng Shell của quá trình OMEGA. Trong quá trình OMEGA, oxit ethylene lần đầu tiên được chuyển đổi với carbon dioxit (CO2) thành ethylene cacbonat để phản ứng với nước trong bước thứ hai để tạo ra một cách chọn lọc glycol mono ethylene. Carbon dioxide được giải phóng trong bước này một lần nữa và có thể được đưa trở lại mạch xử lý. Carbon dioxide xuất phát từ việc sản xuất oxit ethylene, nơi mà một phần ethylene bị oxy hóa hoàn toàn.

Ethylene glycol được sản xuất từ ​​carbon monoxide ở các nước có trữ lượng than lớn. Các quốc gia có tiềm năng lớn về hóa học khí tổng hợp bao gồm Trung Quốc. Sự oxy hóa cacbonyl hóa methanol với dimetyl oxalat cung cấp một cách tiếp cận đầy hứa hẹn cho việc sản xuất etylen glycol dưới dạng C 1 ethylene glycol.[4] Dimethyl oxalat có thể được chuyển đổi thành ethylene glycol với năng suất cao (94,7%)[5] bằng cách hydro hóa với chất xúc tác đồng:

Methanol được tái chế. Do đó sản xuất chỉ tiêu thụ carbon monoxide, hydro, và oxy. Một nhà máy có công suất 200.000 tấn ethylene glycol mỗi năm ở Nội Mông Cổ, một nhà máy thứ hai với công suất 250.000 tấn/năm được lên kế hoạch cho năm 2012 tại Hà Nam, Trung Quốc. Đến năm 2015, bốn nhà máy ở Trung Quốc với công suất 200.000 tấn/năm.nhà máy đã hoạt động với ít nhất 17 nhà máy tương tự nữa.[6]

Các khía cạnh lịch sử và sự xuất hiện tự nhiên

Theo hầu hết các nguồn tin, nhà hoá học người Pháp Charles-Adolphe Wurtz (1817-1884) đã điều chế ra ethylene glycol lần đầu tiên vào năm 1856.[7] Trước tiên ông đã điều chế "ethylene iodide" (C2H4I2) bằng bạc acetate và sau đó thủy phân kết quả "Ethylene diacetate "với kali hydroxit. Wurtz đã đặt tên hợp chất mới của mình là "glycol" vì nó có các phẩm chất với cả cồn ethyl (với một nhóm hydroxyl) và glycerin (với ba nhóm hydroxyl).[8] Năm 1859, Wurtz đã điều chế ethylene glycol bằng cách hydrat hóa chất ethylene oxit.[9]

Tại Hoa Kỳ, việc sản xuất thương mại của ethylene glycol thông qua ethylene chlorohydrin bắt đầu vào năm 1917. Nhà máy glycol thương mại quy mô lớn đầu tiên được xây dựng vào năm 1925 tại Nam Charleston, Tây Virginia, bởi Carbide và Carbon Chemicals Co. (nay là Union Carbide Corp). Đến năm 1929, hầu hết các nhà sản xuất thuốc nổ đều sử dụng ethylene glycol. Năm 1937, Carbide bắt đầu nhà máy đầu tiên dựa trên quy trình của Lefort cho quá trình oxy hóa giai đoạn hơi của ethylene đến ethylene oxide. Carbide duy trì một độc quyền về quá trình oxy hóa trực tiếp cho đến năm 1953, khi quá trình Thiết kế Khoa học đã được thương mại hoá và cung cấp giấy phép.