一種甲醛、乙醇醛及乙二醇的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于一種甲醛、乙醇醛及乙二醇的制造方法，尤其關(guān)于一種利用甲醇制配 甲醛、乙醇醛及乙二醇的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙二醇是一種簡單的二元醇，無色無臭、有甜味液體，能與水以任意比例混合。被 用作溶劑以及合成聚酯樹脂等的原料，或用來制成汽車、飛機和船的防凍劑與解凍劑，也被 用于液壓制動器和印泥、原子筆以及印刷店等的墨水。
[0003] 近年來，由于頁巖氣開發(fā)技術(shù)的改善，提出了一種利用頁巖氣中的乙烯來制造乙 二醇的方法，其主要包含以下步驟：從頁巖氣中取得乙烯；利用銀（Ag)催化劑進行催化，使 乙烯及氧進行反應(yīng)來形成環(huán)氧乙烷（C 2H4O);再使環(huán)氧乙烷及水在酸環(huán)境進行反應(yīng)形成乙 二醇。相對于更早期的乙二醇的制造方法，利用此法制得的乙二醇，其成本已大幅下降且大 約為4元（人民幣）/Kg。因此，對于不生產(chǎn)頁巖氣的國家和地區(qū)的乙二醇生產(chǎn)業(yè)者而言，產(chǎn) 生了很大的沖擊。
[0004] 此外，乙二醇還可以由以下方法來制得：（a)利用鑰（Mo)及鐵（Fe)進行催化，在 300°C使甲醇及氧進行反應(yīng),來形成甲醛及水；(b)在溫度為150°C及壓力為4kg/cm 2G的存 在下，將甲醛及水進行加壓蒸餾處理，制得無水的甲醛；（c)在二甲苯存在下，且在溫度為 100°C及壓力為150kg/cm 2G的條件下，以銘（Rhodium，Rh)催化劑進行催化，使甲酸、一氧化 碳及氫進行反應(yīng)大約2小時，而制得乙醇醛，此步驟中，乙醇醛的產(chǎn)率約為81%，其選擇率 約為90%。關(guān)于此步驟還可以參考美國專利US7511178B2的相關(guān)說明；（d)在溫度為40°C 及壓力為50kg/cm 2G的條件下，以鎳（Ni)催化劑進行催化，使乙醇醛及氫進行反應(yīng)，而制得 乙二醇,此步驟中，乙二醇的產(chǎn)率約為90%。利用此法制得的乙二醇，其成本亦大約為4元 (人民幣）/Kg，已經(jīng)接近利用頁巖氣制造乙二醇的成本。但是，此制造方法需要比較多的步 驟，需要將各步驟的反應(yīng)氣，置于不同的反應(yīng)室內(nèi)進行反應(yīng)，因此制造步驟較為復(fù)雜，其仍 然無法和利用頁巖氣制造乙二醇的方法相抗衡。
[0005] 綜上所述，需要一種改善的乙二醇制造方法，其能夠簡化乙二醇的制造步驟，以更 進一步減少乙二醇的制造成本，而足以與頁巖氣制造乙二醇的方法相抗衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種甲醛、乙醇醛及乙二醇的制造方 法。
[0007] 為了達到上述目的，依本發(fā)明一實施例，首先提供一種甲醛制造方法，其包含在一 催化劑組合物存在下，使甲醇進行反應(yīng)而形成甲醛，其中，所述催化劑組合物包含銠催化劑 及釕催化劑，而且所述使甲醇進行反應(yīng)而形成甲醛的步驟，是在溫度為50-150°C，且壓力為 0-20kg/cm 2G的條件下進行。
[0008] 于一實施例中，優(yōu)選地，所述使甲醇進行反應(yīng)而形成甲醛的步驟還形成氫氣（H2) 及一氧化碳（CO)，且實質(zhì)上沒有形成水。較佳的情況是，所述使甲醇進行反應(yīng)而形成甲醛的 步驟是在溫度為70-90°C，且壓力為0-4kg/cm2G的條件下進行。
[0009] 依本發(fā)明一實施例，提供一種乙醇醛制造方法，其包含：在一催化劑組合物存在 下，使甲醛進行反應(yīng)而形成乙醇醛，其中，所述催化劑組合物包含銠催化劑及釕催化劑，而 且所述使甲醛進行反應(yīng)而形成乙醇醛的步驟是在溫度為50-150°C，且壓力為0-20kg/cm 2G 的條件下進行。
[0010] 于一實施例中，優(yōu)選地，所述甲醛實質(zhì)上為無水甲醛。較佳的情況是，所述使甲醛 進行反應(yīng)而形成乙醇醛的步驟是在溫度為90-1KTC，且壓力為2-6kg/cm 2G的條件下進行。
[0011] 依本發(fā)明一實施例，提供一種乙二醇制造方法，其包含：在一催化劑組合物存在 下，使乙醇醛與氫氣進行反應(yīng)，以將所述乙醇醛氫化而形成乙二醇，其中，所述催化劑組合 物包含銠催化劑及釕催化劑，而且所述使乙醇醛與氫氣進行反應(yīng)，以將所述乙醇醛氫化而 形成乙二醇的步驟是在溫度為50-150°C，且壓力為5-50kg/cm 2G的條件下進行。
[0012] 較佳的情況是，所述使乙醇醛與氫氣進行反應(yīng)，以將所述乙醇醛氫化而形成乙二 醇的步驟是在溫度為110_130°C，且壓力為10-30kg/cm 2G的條件下進行。
[0013] 依本發(fā)明一實施例，提供一種乙二醇制造方法，其包含：在一催化劑組合物存在 下，使甲醇進行反應(yīng)而形成乙二醇，其中，所述催化劑組合物包含銠催化劑及釕催化劑，而 且所述使甲醇進行反應(yīng)而形成乙二醇的步驟是在溫度為50-150°C，且壓力為0-40kg/cm 2G 的條件下進行。
[0014] 較佳的情況是，所述使甲醇進行反應(yīng)而形成乙二醇的步驟是在溫度為110-130°C， 且壓力為2-10kg/cm 2G的條件下進行。
[0015] 依本發(fā)明一實施例，提供一種乙二醇及甲醛的制造方法，其包含：在一催化劑組合 物存在下，使乙醇醛及甲醇進行反應(yīng)而形成乙二醇及甲醛，其中，所述使乙醇醛及甲醇進行 反應(yīng)而形成乙二醇及甲醛的步驟是在溫度為50-150°C，且壓力為0-40kg/cm 2G的條件下進 行。
[0016] 較佳的情況是，所述使乙醇醛及甲醇進行反應(yīng)而形成乙二醇及甲醛的步驟，是在 溫度為110-130°C，且壓力為2-10kg/cm 2G的條件下進行。
[0017] 依據(jù)本發(fā)明一實施例，成功地找到能夠同時適用于前述各制造方法的催化劑組合 物。由于前述各制造方法皆使用相同的催化劑組合物，亦即皆是包含銠催化劑及釕催化劑， 因此可以在前一制造步驟反應(yīng)完畢后，在相同的高壓反應(yīng)釜再進行下一制造步驟的反應(yīng)。
[0018] 傳統(tǒng)的多段式的乙二醇制造方法，其分成多段步驟，并制得中間物后再利用中間 物制得乙二醇，相對于此，本發(fā)明所提供的一段式的乙二醇制造方法僅用一段方式即可直 接從甲醇制得乙二醇，不需要分成多段步驟，而僅需要在一個反應(yīng)室，通入甲醇并在適當(dāng)?shù)?壓力、溫度及特定的催化劑的情況下，即可直接制得乙二醇。因此除了能夠簡化制造的步驟 之外，還能夠減少制造時間，能夠更大幅地降低乙二醇的制造成本。
[0019] 相對于傳統(tǒng)技術(shù)（使用氫氣對乙醇醛進行氫化后，制得乙二醇），本發(fā)明所提供的 乙二醇及甲醛制造方法，不使用氫氣來氫化乙醇醛，而是使甲醇及乙醇醛進行反應(yīng)，制得乙 二醇及甲醛。本發(fā)明的乙二醇及甲醛制造方法，除了能夠制得乙二醇之外，同時還能夠制得 甲醛。同時，甲醛為本發(fā)明提供的多段式乙二醇制造方法的中間產(chǎn)物，可以再利用甲醛來制 得乙醇醛。
【具體實施方式】
[0020] 為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技 術(shù)方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0021] 依據(jù)本發(fā)明一實施例，提供一種乙二醇制造方法，其是利用多段方式來制造乙二 醇，更具體而言，其包含有以下幾個步驟：（a)甲醛制造步驟、（b)乙醇醛制造步驟以及（C) 乙醇醛氫化步驟，即可制得乙二醇。其中，前述的每一步驟皆是在不同的反應(yīng)室進行；或者 在相同的反應(yīng)室內(nèi)，以分時方式并在不同的條件下進行。以下將更詳細地利用若干實施例 及比較例，針對前述幾個步驟加以說明。
[0022] 以下的各實施例及比較例，皆是被放置有磁石的250mL的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中， 以磁力攪拌來進行實驗。具體