二甘醇与吗啉生产

二甘醇（Diethyleneglycol）(Diglycol)又称乙二醇醚或二乙二醇醚，分子结构式HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH，分子量C4H10O3106.12，其具有无色、无臭、透明、吸湿性的粘稠液体，有着辛辣的甜味，无腐蚀性，低毒。沸点245℃，熔点-6.5℃，凝固点-10.45℃，闪点123.9，折射率1.4472，相对密度1.1184，粘度0.30泊，易溶于水、醇、丙酮、乙醚、乙二醇等其它极性溶剂，化学性质与乙二醇相似。主要可用作各种用途的溶剂、天然气脱水干燥剂、芳烃分离萃取剂、纺织品润滑剂、软化剂、整理剂，以及硝酸纤维素、树脂、油脂和印刷油墨等溶剂，也用作刹车液、压缩机润滑油中的防冻剂组份，还可用于配制清洗剂，并在油墨等其它日用化学品中作分散性溶剂。二甘醇分子结构中含有醚键和羟基两种官能团，使它具有独特的物理性能和化学性能。因此，以二甘醇为原料，可制取醚、酸、酯、胺、等多种化工产品，其主要产品有吗啉及其衍生物，1，4一二恶烷（1，4一二氧环已烯），二甘醇单(双)醚，二甘醇酯类(饱和酯和不饱和酯)等，被广泛应用于石油化工、橡胶、塑料、纺织、涂料、粘合剂、制药等行业，用途十分广泛。二、二甘醇原料来源二甘醇主要来自于环氧乙烷(EO)水合生产乙二醇(EG)的副产物，在副产物中二乙二醇（二甘醇）含量约占8～9%、三乙二醇（三甘醇）占～1%、其余为更高分子量的聚乙二醇，而副产物生成量随着环氧乙烷和水的配比的变化而变化。近年来，随着国内大型乙二醇生产装置的相继建成投产，目前我国乙二醇生产能力已高达104～105万吨/年，那么二甘醇的产量增长就很快，估计约可达10万吨/年左右。随着即将建成投产的南海石化的32万吨/年乙二醇装置和不久上海石化的38万吨/年乙二醇装置也将建成，届时全国和上海地区的二甘醇产量将会进一步增长。因此，开发二甘醇的下游产品，做好二甘醇的综合利用，是极具有经济价值和市场潜力的项目。三、二甘醇主要下游产品的应用以二甘醇与相应的醇或卤代烷为原料，可制得二甘醇单（双）甲醚、二甘醇单（双）丁醚，广泛用作油墨、油漆、树脂、涂料及染料等的溶剂，也用作有机合成的溶剂及汽车燃料的防冻添加剂。二甘醇与氨反应，可合成吗啉，用于制造橡胶硫化助剂、纺织助剂、医药、农药及其他精细化工品。二甘醇与甲胺反应可生产N-甲基吗啉，用作聚氨酯塑料发泡剂、有机全盛的溶剂，也作某些合成医药的催化剂。由二甘醇和脂肪酸可生产脂肪酸二甘醇增塑剂，作为聚氯乙烯增塑剂，具有良好的加工性和耐寒性，可代替DBS、DOS，在与DOP、DBP等复配时，可改善塑料制品的耐用低温性能。该产品工艺成熟，北京燕山前进化工厂和哈尔滨动力化工厂都分别建有C7-9脂肪酸二甘醇酸酯及C5-9脂肪酸二甘醇生产装置。由二甘醇与苯甲酸为原料可合成二苯甲酸二甘醇酯，可代替DOP、DBP、DOS作PVC树脂的增塑剂，用于PVC制品、PVC人造革、PVC地板的生产。二甘醇在质子酸或强酸性离子交换树脂催化作用下可合成1，4一二恶烷。该产品为优良的溶剂、反应介质及萃取溶剂，用于医药、农药的提取、石油产品脱蜡以及纺织、涂料、合成树脂等的生产，也用作低毒含氯溶剂1，1，1一三氯乙烷的稳定剂，以及用于代替聚氨酯合成革历来使用的二甲基甲酰胺、四氢呋喃等价格昂贵的溶剂。此外，以二甘醇和丙烯醇为原料合成的二甘醇双烯丙基碳酸酯可作生产透镜的原料；由二甘醇和甲基丙烯酸合成的二甘醇双甲基丙烯酸酯则广泛用于制造压敏胶粘剂和光固化涂料的交联剂；二甘醇还用来制取聚酯多元醇，用作聚氨酯树脂的生产原料；二甘醇还用于生产不饱和树脂、二甘醇胺、三甘醇等重要产品。四、二甘醇下游衍生产品项目1．吗啉或N-甲基吗啉产品吗啉(1，4-氧氮杂环己烷)是工业用重要环胺之一，由于具有氮氧杂环的特点，吗啉在化工生产上占重要的位置，是许多精细化工产品用途广泛的重要有机原料及化学中间体，可用于橡胶加工工业生产的橡胶助剂(如硫化促进剂NOBS、硫化剂DTDM、防老剂CTOS、抗氧剂等)；在纺织工业中用于制织物整理剂、柔软剂、增白剂等染织助剂；医药工业方面用于生产病毒灵、布洛芬、咳必定等多种重要药物。也被用作塑料助剂、防锈剂、表面活性剂、清罐剂、配制缓蚀剂、光学抛光剂、增亮剂、聚氨酸发泡剂、水处理剂、防腐剂等。另外，吗啉还是一种重要的有机溶剂。据《中国化工报》报道，目前国外吗啉消费结构为：用于生产橡胶助剂占5%，生产缓蚀剂占20%，生产光学抛光剂助剂占20%，用于生产其他吗啉衍生物及出口占10%。国内当前吗啉消费情况与国外略有不同，用于生产橡胶硫化助剂需2800吨，占70%，用于医药行业需600吨，占15%，用于生产染料、农药需400吨，占10%，其他应用为200吨，占5%。吗啉的生产，目前主要采取以二甘醇和氨为原料。在加氢催化剂的作用下，同时完成氨解和脱水反应，制得的粗吗啉经精馏制得纯度99.5%(重量)的精吗啉。根据操作压力不同，该技术分为高压液相法、低压气相接触法和常压气相法三种合成工艺。自1980年美国空气制品及化学品公司开发成功低压新技术以来，当前已有数家公司拥有万吨级吗啉生产装置。并且日本等国也在竞相发展，但吗啉价格仍居高不下。八十年代末，我国只有上海、沈阳等地有几套小型吗啉生产装置，且属于以二乙醇胺为原料的强酸脱水法旧工艺路线，成本高，经济效益低。近年来发展较快，90年代以后，国内有多家科研院所开发二甘醇催化氨解环化法，其中：①抚顺石油化工研究院在辽宁清源化工厂进行500t/a工业性放大试验，获得成功。②北京石油化工科学研究院在低压范围内及连续流动固定床反应器上，进行二甘醇催化氨解环化合成研究，并将其研制的合成催化剂用到山东平度化工总厂投产。③南京化工二厂利用二甘醇常压催化合成吗啉，是国内首创。④南京金陵石化公司承包漂水化肥厂500吨/年装置，1993年建成投产。⑤辽源电影胶片厂利用吉化公司研究院二甘醇氨化法合成吗啉的500吨/年装置。目前该技术已建成了3套500吨/年装置，吨产品消耗二甘醇量小于1.7吨，产品质量达到国内先进水平，并符合BASF公司标准。以二甘醇为原料的新生产装置在山东、吉林、安徽、江苏等地相继建成投产,但是中小企业较多，规模最大为800吨/年，有的规模仅为100吨/年，生产技术和产品品质参差不齐。以2002年我国吗啉的总设计产能已经达到8,700吨/年，但因技术因素，有3家处于停产或半停产状态，因此2002年我国吗啉的实际产量只有5,000多吨，每年吗啉的进口量都在2,000吨以上。据2002年底我国市场统计，橡胶助剂：防焦剂、硫化剂和促进剂，迟效促进剂，需求量达到3,500吨/年以上；医药合成：合成吗啉胍(病毒灵)、布洛芬、奈普生等，需求量达1,500吨/年以上；防腐添加剂：用于铁、钢、铜、锌、铅等金属的有效腐蚀抑制剂，需求量达500吨/年；其它方面：用作溶剂、合成表面活性剂、萤光增白剂、纺织助剂、催化系列，需求量达500～800吨/年；石油方面约500吨；新型农药方面300~500吨。2002年我国吗啉总需求量达7,000吨以上。近年来，随着科学技术的不断进步，吗啉的新用途不断出现，如新型农药和医药品种已得到不断的开发和生产，烷基吗啉用作化纤行业用溶剂正处在研究开发阶段。N-甲基吗啉国内生产极少，且工艺落后，成本高。国外主要以二甘醇和甲胺在催化剂作用下合成的新工艺方法生产。国内目前也已研究开发成功。N-甲基吗啉是聚氨酯塑料的发泡催化剂，也是一种性能优良的溶剂、乳化剂、腐蚀抑制剂，还是合成医药氨基苄氰毒素必不可少吗啉，可用作溶剂法制造人造纤维新工艺的溶剂。N-甲基氧化吗啉(NMMO)是由吗啉与甲醛反应，再与过氧化氢反应制得的粗品经分离，重结晶精制制得产品。它是制造Lyocell纤维(以木浆粕为原料，经纺丝而成的一种人造纤维)的十分理想的溶剂，也可用于玻璃纸，食用肠衣的生产。而烯酰吗啉是以吗啉，邻苯二酚，硫酸二甲酯等为原料，经三步反应而得。烯酰吗啉可用作杀菌剂及蒸汽锅炉的缓蚀剂和防垢剂。此外，还有N-氨丙基吗啉，N-苯基吗啉等吗啉系列产品。吗啉在医药工业主要用于生产传统药物，市场需求不可能成长太快，预计2005年对吗啉的需求量约为1,700吨。吗啉可作为金属腐蚀抑制剂，我国刚刚处于起步阶段，预计今后将有较好的发展。吗啉在橡胶方面主要用于合成橡胶硫化促进剂（NOBS、DS、OTOS、26）等。若2005年以前我国禁止使用促进剂NOBS，将会影响吗啉在橡胶助剂领域的需求量，目前许多国家已禁用有毒促进剂，吗啉也出现不同程度的过剩现象，不会从我国进口。因此预计该领域对吗啉的需求量不会有太大成长。综合预计2005年我国对吗啉的需求量为9,000吨。