甲醇乙二醇丙三醇,谁才是化学界的“多面手”?
甲醇乙二醇丙三醇,谁才是化学界的“多面手”?
在化学界,甲醇、乙二醇和丙三醇(甘油)分别作为一元醇、二元醇和多元醇的代表,各展风采。它们在结构上的差异,决定了各自独特的物理化学性质和应用场景。那么,谁才是真正的“多面手”呢?
甲醇:应用广泛但受限于毒性
甲醇是最简单的醇类化合物,结构最为简单。它既是重要的化工原料,也是一种燃料。甲醇可以用来生产烯烃、甲醛等有机化工品,同时也是优良的能源和车用燃料。在交通领域,甲醇可以替代传统的石油燃料,减少尾气排放;在工业领域,甲醇用于生产化工产品、塑料、合成纤维等;在能源储存方面,甲醇可以储存太阳能、风能等可再生能源;在发电领域,甲醇可以替代传统的煤炭、石油等化石燃料;在家庭领域,甲醇可以作为热水器、燃气灶等家用燃料。
然而,甲醇的剧毒性和易挥发性限制了其应用范围。甲醇可通过呼吸和皮肤接触进入人体,可致盲、致死,通过饮食进入体内,即使在很少量的情况下就能够导致机体产生各种慢性疾病。因此,尽管甲醇应用广泛,但其安全性问题不容忽视。
乙二醇:绿色生产引领未来
乙二醇是二元醇的代表,分子中含有两个羟基。作为重要的大宗能源化学品,乙二醇每年全世界消费量超过3000万吨,主要应用于合成涤纶纤维、聚酯瓶片、防冻液、涂料、医药等领域。我国是乙二醇生产和消费大国,每年的消费量超过2000万吨。
传统上,乙二醇主要以石油乙烯或煤炭为原料,存在原料不可再生、二氧化碳排放量大、能耗高等缺点。然而,近年来,乙二醇的生产技术取得了重大突破。中国科学院大连化学物理研究所与中科柏易金(郑州)新能源科技有限责任公司等合作开发的“千吨级生物质催化转化制乙二醇中试技术”通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。该技术首创了生物质糖一步催化转化制乙二醇新路线,开发了千吨级生物质糖制乙二醇成套技术,实现了生物质催化转化高选择性制乙二醇由基础研究新发现到千吨级规模应用的跨越,综合技术水平达到国际领先水平。
2019年,团队与中科柏易金公司等合作开展“千吨级生物质催化转化制乙二醇中试项目”,并于2022年初在河南濮阳建成了国际首套千吨级生物质催化转化制乙二醇装置,同年6月首次投料,一次性打通了工艺流程,获得了工业级的生物质乙二醇产品。随后,项目团队对装置流程进行了技改升级,于2023年10月16日完成72小时现场考核,结果表明,乙二醇产物选择性接近80%,产品分离纯度达到99.9%,紫外透光率达到聚酯级乙二醇国家标准。该中试运行结果为生物质催化转化制乙二醇技术的万吨级工业应用奠定了基础。
这一技术突破不仅为乙二醇产业链升级、生物基聚酯生产、我国绿色化工提供重要的技术解决方案,对实现我国“双碳”目标和经济可持续发展具有重要意义。目前该技术生产出的乙二醇产品已经推向市场,用于生产生物基涤纶(PET)、全生物基呋喃塑料(PEF)、香精香料等。
丙三醇:特定领域的佼佼者
丙三醇,又名甘油,是多元醇的代表,分子中含有三个羟基。它是一种无色无臭的黏稠状液体,味甜,具有强吸湿性。丙三醇能与水、乙醇混溶,主要用作溶剂、润滑剂、化妆品配制及制药工业。此外,丙三醇还具有较高的安全性,大鼠经口LD50为20mL/kg,静脉注射LDso为4.4mL/kg。
然而,与甲醇和乙二醇相比,丙三醇的应用领域相对有限,主要集中在特定领域,如化妆品、医药等。虽然其安全性较高,但其应用范围和市场规模无法与乙二醇相媲美。
谁是真正的“多面手”?
从应用领域来看,乙二醇的年消费量最大,应用范围最广;从技术创新来看,乙二醇在绿色生产技术上取得重大突破,最具发展潜力;从安全性来看,虽然丙三醇安全性较高,但其应用范围有限。因此,综合考虑各种因素,乙二醇最能胜任“多面手”这一称号。