1. 早期研究与发现
1859年法国化学夏尔-阿道夫·武尔茨(Charles-Adolphe Wurtz)首先发现2-氯乙醇与氢氧化钾作用可制得环氧乙烷。此法经过发展成为早期用于工业生产的氯醇法,被各国相继采用,在一段时期内曾是唯一的工业生产方法[2] 。1914年,伴随汽车工业发展对防冻剂等需求,氯醇法生产环氧乙烷得以工业化。1931年,另一位法国化学家勒福特(Thèodore Lefort)发现了银催化乙烯直接催化氧化生成环氧乙烷工艺并很快投入工业化生产[6] 。至20世纪初,科学家们才开始意识到环氧乙烷是一个具有环氧基团的高反应性化学物质。但在这一时期,环氧乙烷的环氧结构依然未被完全理解,直到20世纪20年代,化学家们才进一步研究其化学性质,特别是它作为中间体在多种化学反应中的应用潜力。
2. 工业化生产的起步
1983年,美国联合碳化物公司(UCC)采用乙烯与空气直接氧化生产环氧乙烷的方法(即氧化法),首次建厂投产。经过继续完善,法国石脑油化学公司(Naphtachimie)直到1953年才建成了世界上第二套氧化法装置。此后,传统的氯醇法逐渐为氧化法所取代[1] 。
3. 应用的拓展与普及
1958年,美国壳牌公司(Shell)又以氧气代替空气与乙烯反应直接生产环氧乙烷。至1975年美国的环氧乙烷生产全部采用直接氧化法。世界上环氧乙烷生产以美国Shell氧气法、美国科学设计公司(SD)的氧气-空气法、美国UCC空气-氧气法三家技术为主。(1)氯醇法。 分两步反应,第一步是将乙烯和氯气通入水中,生成2-氯乙醇。第二步是用碱(通常为石灰乳)与2-氯乙醇反应,生成环氧乙烷。(2)氧化法。可分为空气法和氧气法两种。前者以空气为氧化剂,后者用浓度大于95%(体积)的氧气作为氧化剂。此外也有用富氧空气为氧化剂的。氧化法的工业生产流程分为反应、环氧乙烷回收及环氧乙烷精制三个部分[2] 。