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国内外环氧乙烷生产技术及市场分析

环氧乙烷(EO)是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有机化工产品。全球

约75%的环氧乙烷转化成生产聚酯纤维、树脂和防冻剂用单体乙二醇，以及多元醇，例如

二乙二醇、三乙二醇和多乙二醇。用于生产洗涤剂的乙氧基化物在环氧乙烷用途中名列第二，

其他环氧乙烷衍生物有乙醇胺、溶剂和乙二醇醚。环氧乙烷还可用于生产熏蒸剂和药物消毒

剂等。

2003年全球环氧乙烷消费量为1593.4万t。1998—2003年年均消费增长率达到5.6%，

预计2003—2008年和2008—2013年又分别以4.6%和3.4%速率递增，即到2008年和2013

年全球环氧乙烷需求量将分别达到1995.2万t和2358.2万t。

1生产技术

1922年UCC(联碳公司)建成首套氯醇法工业装置。1938年又建成了首套乙烯空气氧化

法工业装置。1958年Shell(壳牌公司)建成首套乙烯氧气氧化法工业装置。目前，全球环氧

乙烷专利技术大部分为Shell、美国SD(科学设计公司)和UCC三家公司所垄断，这三家公

司的技术占环氧乙烷总生产能力的90%以上。

Shell、SD和UCC三家公司的乙烯氧化技术水平基本接近，但技术上各有特色。例如

在催化剂方面，尽管载体、物理性能和制备略有差异，但水平比较接近，选择性均在80%

以上；在工艺技术方面都有反应部分、脱CO2、环氧乙烷回收组成，但抑制剂选择、工艺

流程上略有差异。目前国内环氧乙烷生产厂均采用乙烯氧气氧化法生产技术，基本为引进技

术。

2技术发展动向

2.1催化剂

近年来，世界上环氧乙烷催化剂、工艺技术等方面有了新的进展。在催化剂方面，目前

已形成高活性和高选择性两大系列工业化催化剂。高活性催化剂系列产品为S860、S861、

S862、S863，具有初始反应温度低(218-225℃)、初始选择性高(81%-83%)、活性和选择性下

降速率慢等特点，该系列催化剂已应用于国内外20多家采用Shell技术或其他专利技术的

环氧乙烷生产装置中。高选择性催化剂系列产品为S879、S882，催化剂初始选择性分别为

85%和88%。

SD和UCC在新催化剂开发方面也取得许多进展，例如近期SD公司开发的固载银及含

有碱金属、硫、氟和磷族元素(P，Bi，Sb)，固载银及含有碱金属、硫、氟和或锡，固载银

及含有碱金属、硫、氟和镧系金属助剂的催化剂，突破了以铼和过渡金属作助剂制备环氧乙

烷银催化剂的传统方法。研制的催化剂在反应温度232-255℃时，催化剂的环氧乙烷选择性

可达81.9%—84.6%。

UCC公司报道了一系列催化剂研制专利，包括含锂、钠、钾、铷、铯、钡中至少一种

阳离子助剂，含硫化物、氟化物阴离子助剂和选自ⅢB—ⅥB族至少一种元素组成的减少环

氧乙烷完全氧化反应的银催化剂。而性能最优异的是一种含银载体用硝酸钾和高锰酸钾溶液

多次浸渍制备的催化剂，这种银催化剂中含钾质量分数1.512mg／g，锰质量分数37.4mg／

g，催化剂经21天运行试验后，环氧乙烷选择性可高达96.6%。

2.2工艺技术

2.2.1环氧乙烷反应器

目前，工业用平均单台反应器产能已从20世纪50年代不到1万t／a增加至15万t／a，

在2005年世界计划建设的或者是待工业化的环氧乙烷生产装置中，平均单台反应器产能已

达24万t／a。Shell公司和SD公司均拥有单台反应器环氧乙烷产能24万t／a的设计能力，

并正在沙特阿拉伯和其他地区使用这种技术建设48万t／a规模的环氧乙烷装置。

基于传统环氧乙烷生产存在能耗高、收率低的不足，国内外正在探索一种新反应器。例

如华东理工大学正在探索一种新型三相鼓泡淤浆床反应器。在气—固相原颗粒催化剂反应动

力学研究的基础上，研究了采用细颗粒催化剂及高沸点抗氧化溶剂作液相热载体，在

180-230℃、2.1MPa条件下在三相鼓泡淤浆床反应器中用乙烯催化氧化合成环氧乙烷。反应

结果显示，在上述工艺条件下、反应后系统内环氧乙烷质量分数为1.5%时，选择性可达

87.87%。

2.2.2乙烯回收技术

美国膜技术回收乙烯专利技术已应用于我国上海石化股份有限公司等多套环氧乙烷装