煤制乙二醇工艺流程详细工艺
乙二醇工艺流程总结
煤化工知识点之：乙二醇工艺方案的选择1石油路线工艺1.1环氧乙烷直接水合法1859年Wurtz首次将乙二醇二乙酸酯与氢氧化钾作用制得乙二醇。
1860年，又由环氧乙烷直接水合制得，其后经过不断技术改进，环氧乙烷直接水合法不断衍生出氯乙醇法、直接氧化法(空气氧化法、氧气氧化法)等工艺，最新技术为氧气氧化法，其工艺原理为环氧乙烷氧化反应原料乙烯和纯氧与循环气混合后，进入固定床环氧乙烷反应器，在入口温度约200℃，压力约2．OMPa的条件下，在高选择性银催化剂的作用下发生乙烯氧化反应，主反应生成环氧乙烷，氧化反应包括选择氧化和深度氧化，其反应过程：主反应(选择氧化)：C2H4+1／202→ C2H40+105.5kJ/mol并列副反应(深度氧化)：C2H4+302→2C02+2H20+1422．6kJ／mol并列副反应(深度氧化)：C2H4O+5/2O2→2CO2+2H2O+1316.4kJ/mol目前此工艺技术全部掌握在外资手中，Shell、DOW(陶式化学公司)和SD二家技术的生产能力合计占总生产能力的91％，其中Shell占38％，SD占31％，DOW占22％，余下的9％主要为德国的BASF、日本的触媒公司、意大利的SNAM等公司占有。
由于反应中环氧乙烷与水以l：20-22(摩尔比)混合，需要大量的水，并且水大量过剩，产物中乙二醇的浓度较低，因此为了提纯出产品需蒸发除去大量的水分，生产工艺流程长、设备多、能耗高、成本较高。
1.2环氧乙烷催化水合法针对环氧乙烷直接水合法生产乙二醇工艺中存在的不足，为了提高选择性，降低用水量，降低反应温度和能耗，世界上许多公司进行了环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术的研究和开发工作。
其技术的关键是催化剂的生产，生产方法可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两种，其中最有代表性的生产方法是Shell公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法。
尽管许多公司在环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术方面做了大量的工作，大大降低了水比，提高了环氧乙烷的转化率和乙二醇的选择性，但在催化剂制备、再生和寿命方面还存在一定的问题．因而采用该方法进行大规模工业化生产还待时日。
煤制乙二醇的工艺流程(ppt 30页)
副产品多；
产品总收率：88%
主
产 物
乙稀 氧化
环氧乙烷 2.23MPa
+水
190~200 ℃
副 产 物
乙二醇
一缩二乙二醇 二缩三乙二醇 多缩聚乙二醇
这是以往化工生产中的工业化生产的唯一方法！
•10
煤制乙二醇研发
国内外同类技术未能实现工业化的原因：
福建物构所 近30年 3个关键技术 1联）合核企心业催工程化化剂煤技制术 乙二醇技术的工业化
数据来源：2000~2006年数据 《中国石油和化工经济 分析》
2007/12
2007~2008年数据《中国化工信
息周刊》2009/12
2009~2015年数据《中国化工信
•29
•30
加氢反应区 乙二醇精馏区
甲醇精馏循环区
脱氢反应区 恩德炉 变压吸附装置 煤堆场
制氧工作区 气体储罐区 乙二醇成品区
20万吨级煤制乙二醇工业示范装置设计示意图 •23
技术特点
1 氨氧化技术制备NO
Your Slogan here
2 工业CO气体中H2的选择氧化消除 3 独特的氮氧化物氧化酯化技术 4 工艺流程短、温度、压力要求低,能耗低
1200
50%
单位：万吨
预计：2015年乙二
1000
40%
800
醇产能将达550万t/a ， 600
消费量1100~1150
400
200
30% 20% 10%
万t/a 。
0
0%
2000 222000000321 2004 2005 22000076 2200221100500098EE
产量 表观消费量 自给率
煤制乙二醇加氢生产工艺流程
煤制乙二醇加氢生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!煤制乙二醇加氢生产工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 煤气化：将煤气化生成的一氧化碳（CO）和氢气（H2）作为加氢反应的原料。
煤制乙二醇工艺流程详细工艺
煤制乙二醇工艺流程详细工艺工艺流程分为煤气化、合成气净化、甲醇合成、甲醇水合反应、甲醇水解和乙二醇脱水几个环节。
1. 煤气化：先将煤炭破碎成粒径小于5mm的颗粒，然后通过气化反应炉进行气化过程。
气化反应炉内加入适量的空气或氧气和蒸汽，使煤炭发生部分氧化反应，产生一氧化碳和氢气。
这个过程被称为煤气化，反应温度一般控制在800-1000摄氏度，压力在2-3兆帕。
煤气化产物中主要含有一氧化碳、氢气和少量其他杂质组分。
2.合成气净化：由于气化产物中含有一些杂质，需要进行净化处理。
首先进行酸性气净化，经过除尘、脱硫等工艺去除煤气中的固体颗粒、硫化物等污染物。
然后进行碱性气净化，采用吸附剂吸附煤气中的酸性气体，如二氧化硫等，以保证后续反应的顺利进行。
3.甲醇合成：将经过净化处理的气体进入甲醇合成反应器，进行甲醇合成。
反应使用的催化剂一般是铜、铅和锌等金属的氧化物，反应温度一般在200-300摄氏度，压力在5-10兆帕。
在合成过程中，一氧化碳和氢气发生催化反应，生成甲醇。
4.甲醇水合反应：将甲醇与水进行混合，进入水合反应器中。
反应温度一般在200-300摄氏度，压力在5-10兆帕。
甲醇与水发生反应，生成一个水合物，这是乙二醇的前体物质。
5.甲醇水解：将乙二醇水合物进行加热分解，得到乙二醇和水。
反应温度在200-300摄氏度，压力在5-10兆帕。
6.乙二醇脱水：对乙二醇进行脱水处理，得到相对纯度较高的乙二醇产品。
这个过程一般通过分离蒸馏实现，高温下蒸发水分而得到乙二醇。
以上就是煤制乙二醇的详细工艺流程。
通过以上工艺，煤炭可以转化为乙二醇这种重要的化工原料，实现资源的高效利用，也有助于缓解对石油等化石能源的依赖。
煤制乙二醇工艺设计流程详细工艺设计
[煤制甲醇]环氧乙烷水合制乙二醇环氧乙烷水合制乙二醇乙二醇是合成聚酯树脂的主要原料,大家熟知的涤纶纤维就是由乙二醇与对苯二甲酸合成的。
乙二醇还可用作防冻液,w(乙二醇)=55%的水溶液的冰点为-36℃,可用作中国北方冬天汽车必需的冷却液。
此外,乙二醇还可用作溶剂和用于化妆品、毛皮加工、烟叶润湿和纺织工业染整等。
据预测,2000年乙二醇的世界产量将达到10Mt/a。
中国1995年的产量为53×１０４ t/a,到2000年将达72×１０４ t/a。
1.乙二醇生产方法综述现在,乙二醇有多种工业生产方法,但环氧乙烷水合制乙二醇法仍占主导地位。
(1)环氧乙烷法可用酸作催化剂,但用得较多的是加压水合:反应中生成约10%的二乙二醇醚(二甘醇)和三乙二醇醚(三甘醇),它们是有用的化工产品,故反应所得的有用产品总产率按环氧乙烷计接近100%,生成的二乙二醇醚用作纤维素、树胶、涂料、喷漆的溶剂或稀释剂。
三乙二醇醚主要用来生产刹车液。
它们的售价比乙二醇还高,因此可改善生产装置的经济效益。
环氧乙烷法因环氧乙烷售价高,生产总成本也比较高。
(2)乙烯乙酰氧基化法乙烯乙酰氧基化法又称奥克西兰(Oxirane)法,它可由乙烯为原料生产乙二醇。
工艺分二步进行,第一步乙烯与醋酸反应生成乙二醇-醋酸酯和乙二醇二醋酸酯:反应条件:反应温度160℃,反应压力2.8MPa,催化剂TeO２/HBr[w(HBr)=48%的水溶液]，还可用醋酸锰加碘化钾作催化剂,乙烯转化率60%,选择性95%～97%,产品分布:乙二醇二醋酸酯70%,乙二醇一醋酸酯25%,乙二醇5%。
第二步是醋酸酯水解生成乙二醇和醋酸:反应条件为:反应温度107～130℃,压力0.117MPa,选择性95%。
该法的总反应式为:２ＣＨ２=ＣＨ２＋２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２→２ＨＯＣＨ２-ＣＨ２ＯＨ以乙烯计的摩尔产率为94%,高于以环氧乙烷法生产乙二醇的产率。
该法虽然以廉价的乙烯作原料,但投资和能耗比环氧乙烷法高,经济上是否比环氧乙烷法好尚有争论,再加上醋酸对设备的腐蚀是一个头痛问题,催化剂的再生和回收问题也没有很好解决,致使已开工生产的0.36Mt/a生产装置被迫停产关闭。
煤制乙二醇
乙二醇（Ethylene Glycol，简作EG），又名甘醇、 亚乙基二醇，分子式(CH2OH)2 ，分子量62.07， 是无色澄清、略带甜味的黏稠液体。 乙二醇是最简单和最重要的脂肪族二元醇、重要的 有机化工原料，主要用于生产聚酯和各类抗冻剂， 前者用于制造纤维、薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯 （PET）树脂，其它用途则包括解冻液、表面涂层、 照像显影液、水力制动用液体以及油墨等行业。
目前主要的煤制乙二醇工艺是“间接法”，即以煤 气化制取合成气，CO催化偶联合成草酸酯，再加 氢生成、水、氧气为反应原料 的绿色、原子经济反应，CO和H2中的C、O、H元 素全部利用转化成乙二醇。
煤制乙二醇工业化原理
工业气体CO脱氢处理→纯净的CO原料气体（脱氢催化剂） 合成草酸酯过程 2RONO + 2CO→(COOR)2 + 2NO（合成催化剂） 2NO + 1/2O2→ N2O3 N2O3 + 2ROH→2RONO + H2O 总反应 2ROH + 2CO+1/2O2→(COOR)2 +H2O 生成草酸 (COOR)2 + 4H2O→(COOR)2 ·2H2O+ 2ROH 加氢制乙二醇过程 (COOR)2 + 4H2→(CH2OH)2 + 2ROH（加氢 催化剂） 烷基R可为甲基、乙基、丙基、丁基等，RONO可由甲醇、乙醇、 丙醇、丁醇等为原料制得。 生产草酸的总反应式 2CO + 1/2O2+ 3H2O→(COOH)2 · 2H2O 生产乙二醇的总反应式 2CO + 1/2O2+ 4H2→(CH2OH)2 + H2O 上述反应过程显示出：煤炭+空气+水→乙二醇。
煤制乙二醇
将含有非反应气体的亚硝酸酯导入压缩冷凝塔，控制冷凝温度在-20～40℃，压力在0.5～4MPa，使亚硝酸酯完全液化回收，经气化后再导入合成塔循环使用，不凝气体主要是氮气和少量的甲烷、氩、一氧化碳、一氧化氮，放空排除。
流程图如下：
四、优点
CO催化偶联合成草酸酯再加氢生成乙二醇是当前C1化工研究的重要课题，也是C1化工中最有前途的研究方向之一。该工艺具有原料来源丰富、成本低、无污染、反应条件温和、产品纯度高、生产连续化等优点，是洁净生产、环境友好的先进绿色化学工艺。
生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为：2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+ H2O草酸二甲酯加氢制取乙二醇草酸二甲酯加氢是一个串联反应，
反应方程式如下：2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2＋2NO其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯，称为再生反应，反应方程式如下：2NO+2CH3OH+1/2O2=2CH3ONO+H2O
乙二醇的球棍模型乙二醇的结构
二.煤制乙二醇工艺-草酸酯加氢合成路线
虽然乙二醇的生产工艺有很多种，但是现在石油价格居高不下这一问题的有效途径。各国都对煤制乙二醇技术做了研究，有草酸酯加氢合成路线、合成气直接合成路线、甲醛合成路线等，其中草酸酯加氢合成路线有较高的开发价值，通辽金煤的草酸酯加氢合成路线制乙二醇装置已经打通全部流程。
1、生产原理
(1)原料气制备低压煤气化制一氧化碳2C+O2=2CO
间歇法制半水煤气，再经高变低变制得氢气C+H2O=CO+H2 CO+H2O=CO2+H2
(2)草酸二甲酯合成
煤制乙二醇精制工艺特点及改进
醇产品塔、乙二醇回收塔、乙二醇浓缩塔、乙醇分离装置、液相加氢装置及树脂吸附装置。
甲醇回收塔的主要目的是回收加氢粗醇产品中的甲醇，侧采出精甲醇，送至草酸二甲酯酯化反应单元循环使用；脱水塔主要目的是除去粗醇产品中的水分和部分低沸点醇类(甲醇、乙醇等)；脱醇塔的主要目的是脱除粗醇产品中的二元醇类及酯类(如：2,3-丁二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇，乙醇酸甲酯)等轻质二元醇；乙二醇浓缩塔的主要目的是回收轻质二元醇中的乙二醇；乙二醇产品塔的主要目的是获得聚酯级乙二醇产品；乙二醇回收塔的主要目的是回收工业级乙二醇和采出重馏分。
乙醇分离装置主要由甲醇分离塔、乙醇产品塔、乙醇浓缩塔组成，甲醇分离塔的主要目的是回收甲醇回收塔和脱水塔顶采出的水分和低沸点混合醇中的甲醇，乙醇产品塔的主要目的是获得乙醇产品，乙醇浓缩塔主要目的是回收乙醇产品塔塔釜物料中的乙醇。
液相加氢装置的主要目的是将来自乙二醇产品塔和乙二醇回收塔塔顶采出及乙二醇浓缩塔塔釜采出的工业级乙二醇，在液相加氢催化剂作用下使乙二醇溶液中微量的对紫外有吸收的不饱和键：—C =C —、—C =O —，与氢气发生加成反应，转化为对紫外线无吸收的饱和键，从而提高产品的紫外透光率。
树脂吸附装置的主要目的是将来自乙二醇产品塔侧采的聚酯级乙二醇进入树脂塔进行脱醛处理，提高聚酯级乙二醇的紫外透光率后送至罐区作为产品销售。
2 煤制乙二醇精制工艺改进陕煤集团榆林化学有限责任公司180万t/a 煤制乙二醇精制工艺基于已投入生产的装置运行经验，对EG 精制工艺从产品质量、下游产业的应用、装置的成本等方面进行了优化。
2.1 酸度的控制加氢催化剂末期，催化剂活性下降，草酸二甲酯和乙醇酸甲酯不能完全被转化，草酸二甲酯在60 ℃时会水解生成草酸，不完全加氢产物乙醇酸甲酯会水解生成乙醇酸，反应式(1)和式(2)如下：(COOCH 3)2 + 2H 2O = (COOH)2 + 2CH 3OH (1)CH 2OHCOOCH 3 + H 2O = CH 2OHCOOH + CH 3OH (2)0 引言陕煤集团榆林化学180万t/a 乙二醇项目是全球在建的最大的煤化工项目，EG 精制装置共三个系列，单系列产能为60万t/a 。
煤制乙二醇的生产原理及工艺流程
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文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!煤制乙二醇的生产原理及工艺流程一、准备工作阶段1. 确定原料和设备：根据生产需求，确定所需的煤、氢气、催化剂等原料，同时准备所需的反应釜、冷凝器等设备。
煤制乙二醇工艺路线对比
理工大学、上海浦景、淮化集团集合体；华谊集团；日本高化学代理的宇部兴产、
构所、丹化集团、河南煤业集合体；天津大学、惠生工程、华本能源集合体；华东理工大学、上海浦景、淮化集团集 程集合体。
煤气化制取合成气(CO+H2)→CO催化偶联合成草酸酯→加氢生成乙二醇 国内煤合成气草酸酯路线的乙二醇工艺，在各方努力下不断完善并实 现工业化应用，采用该路线生产的乙二醇产品质量获得在下游聚酯客 户认可，其中新疆天业5万吨级示范项目，去年达到近90%的开工率 同规模的草酸酯路线制乙二醇项目投资优势明显，30万吨/年合成气草 酸酯路线制乙二醇项目投资仅为45亿元，投资门槛降低很多；如果以 工业尾气为原料，不需要昂贵的煤气化和空分装置，则经济规模可以 降低到6-10万吨/年，投资门槛进一步降低 2013年新疆准东、内蒙古鄂尔多斯和安徽地区5600千卡烟煤平均吨价 分别为120元、350元和600元，华东地区乙二醇平均市场价7780元/吨 。以此计算乙二醇送到华东地区的完全成本(含税)，草酸酯路线因煤 的费用在成本结构中占比较低，在低煤价条件下成本略高 生产1吨乙二醇排放二氧化碳9.2吨，耗水25吨
技术路线 对比项 技术ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ熟度
投资门槛
产品成本
环境效益
福建物构所、丹化集团、河南煤业集合体；天津大学、惠生工程、华本能源集合体；华东理工大学、上 东华工程集合体。
煤基甲醇制烯烃（乙烯和丙烯)→乙烯氧化制环氧乙烷→环氧乙烷水合法制乙二醇 煤基路线典型的甲醇制烯烃技术，每3吨甲醇可产1吨烯烃(乙烯/丙烯)，再由乙烯 制乙二醇，工艺稳定可靠。如宁波富德能源有限公司外购180万吨/年甲醇制烯烃 项目，用其中30万吨/年乙烯制50万吨/年乙二醇，该项目自2013年初投产以来， 产品在长三角市场销售良好 国家发改委已明令禁止建设50万吨/年及以下煤经甲醇制烯烃项目，50万吨/年以 上的煤制烯烃项目投资额巨大，典型的180万吨/年煤基甲醇制烯烃项目投资额在 200亿元左右；如果以外购甲醇为原料，投资虽然可以降低很多，但原料成本难以 控制 2013年新疆准东、内蒙古鄂尔多斯和安徽地区5600千卡烟煤平均吨价分别为120元 、350元和600元，华东地区乙二醇平均市场价7780元/吨。以此计算乙二醇送到华 东地区的完全成本(含税)，煤基甲醇烯烃路线成本较低，随着煤价的上升，煤基 甲醇烯烃路线成本开始反超，且煤价越高与草酸酯路线的成本差距也越大 生产1吨乙二醇排放二氧化碳8吨，耗水19吨
煤制乙二醇工艺
草酸二甲酯加氢是一个串联反应，首先DMO加氢生成中间产物乙醇酸甲酯(MG)，MG再加氢生成乙二醇，总反应、主反应方程式如下：
(COOCH3)2＋4H2=(CH2OH)2+ 2CH3OH2-7
2.2草酸二甲酯生产流程
第一步，原料气的制备、净化及变换：1、一氧化碳气体的制备，通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气，炉气经脱硫净化送到下一工序；2、氢气的制备，通过间歇制气法制得半水煤气，炉气经脱硫净化，接着进行高温变换和低温变换，制得氢气。
第2章
虽然乙二醇的生产工艺有很多种，但是现在石油价格居高不下，乙二醇的生产成本越开越高，煤制乙二醇技术成为解决这一问题的有效途径。各国都对煤制乙二醇技术做了研究，有草酸酯加氢合成路线、合成气直接合成路线、甲醛合成路线等，其中草酸酯加氢合成路线有较高的开发价值，通辽金煤的草酸酯加氢合成路线制乙二醇装置已经打通全部流程。
2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2＋2NO2-4
其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯，称为再生反应，反应方程式如下：
2NO+2CH3OH+1/2O2=2CH3ONO+H2O2-5
生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为：
2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+ H2O2-6
由于均相催化剂回收比较困难，所以EG和DMC联产技术开发的主要研究侧重于非均相催化，在寻找高性能非均相催化剂方面国外许多公司进行了研究开发，非均相催化反应的选择性都达到了很高的水平，反应温度和反应压力均较低。据ExxonMohil公司最新专利介绍[13]，碱性沸石催化剂与离子交换树脂相比，具有更好的热稳定性、选择性、催化活性，且催化剂易再生。
煤制乙二醇工艺
煤制乙二醇工艺摘要本文介绍了草酸酯路线合成流程和原理，采用以煤为原料合成乙二醇的工艺方法，主要讨论草酸酯路线，即煤经造气制取CO、H2。
CO在催化剂作用下与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO，草酸二甲酯催化加氢制得乙二醇。
最后本文分析讨论煤制乙二醇的市场现状和发展前景。
关键词：煤；乙二醇；草酸酯；催化加氢目录第1章绪论 (1)1.1 乙二醇的性质、用途和毒性 (1)1.2 乙二醇的传统生产工艺 (1)1.2.1 环氧乙烷直接水合法 (1)1.2.2 乙烯直接水合法 (2)1.2.3 二氯乙烷水解法 (2)1.3 乙二醇新工艺的研究 (2)1.3.1 合成气法 (2)1.3.2 过渡金属含氧酸盐催化法 (3)1.3.3 乙二醇和碳酸二甲酯联产法 (3)1.3.4 环氧乙烷催化水合法 (4)第2 章煤制乙二醇工艺- 草酸酯加氢合成路线 (5)2.1 生产原理 (5)2.2 草酸二甲酯生产流程 (6)2.3 草酸二甲酯加氢生产乙二醇流程 (7)2.4 工业化影响因素 (8)2.5 主要工艺特点 (9)2.6 生产消耗表 (11)第3 章煤制乙二醇的现状和前景 (12)3.1 煤制乙二醇现状 (12)3.1.1 煤制乙二醇的合成方法 (12)3.1.2 煤制乙二醇的生产现状 (13)3.2 煤制乙二醇的前景 (13)第4 章乙二醇市场现状 (15)4.1 乙二醇市场现状 (15)4.2 乙二醇价格走势 (15)4.3 乙二醇的发展前景 (15)结论................................ 17 参考文献 (18)1.1 乙二醇的性质、用途和毒性性质：乙二醇（Ethylene Glycol ）俗名甘醇，简称EG，分子式C2H6O2，分子量62.07 ，冰点-13.2 ℃，沸点471K，凝固点262K，闪点111.1 ℃，蒸汽压6.21kPa/20 ℃。
为无色透明粘稠液体，味甜，具有吸湿性，挥发性小，闪点高，易燃。
乙二醇生产工艺介绍
精选课件
3
一、国内乙二醇工业生产路线
环氧乙烷水合法简单介绍：环氧乙烷水合法仍是 目前世界上生产乙二醇的最主要方法。水合法通 常是将环氧乙烷与水以1：10（摩尔比）混合，经 过预热进入水解反应器，在190-200℃水解，停留 时间约为30分钟，在反应30分钟后，经降温和降 压后进入蒸发系统，之后进入精馏系统，在乙二 醇塔塔顶得到纯产品。塔釜为副产的二乙二醇 （DEG）、三乙二醇（TEG）以及高分子量的聚乙 二醇。送入后续各塔逐个回收处理。
TCD 入≤1.0～6.0%，出：无指标
5
H2O
精选课T件CD
入口和出口≤500ppm 15
三、DMO工艺流程和分析项目
2、DMO气体脱除塔（C-42A/B/C/D01 )
生成的DMO、DMC和其他副产品用甲醇冷却和分离，进入 DMO闪蒸槽继续精馏，塔内蒸汽经过冷凝后，一部分回流， 一部分在氧气混合器中与氧气混合后被送入MN再生塔（C42A02)。共有三个取样点，
精选课件
20
三、DMO工艺流程和分析项目
每两个反应器底部液体出口总管上有一个取样点，即每个 系列有三个取样点，四个系列共12个取样点。
分析位号：AP-42A/B/C/D15,AP-42A//B/C/D14,
AP-42A/B/C/D11。
组要组分：H2O(>50%)+MeOH(>40%);TCD检测器，PQ色谱柱，
精选课件
16
三、DMO工艺流程和分析项目
3）、DMO气体脱除塔顶到硝化还原反应器的气体。 位号：AP-42A/B/C/D04 主要组成：NO>10%，检测器;TCD检测器，
其余：DMO(0ppm），DMC+MF+ML<1.5%,MoH>10%,检测器： FID。
煤制乙二醇生产工艺
煤制乙二醇生产工艺
煤制乙二醇（Coal to Ethylene Glycol，简称CTEG）是将煤炭
作为原料通过一系列反应和工艺转化为乙二醇的过程。
下面是一种常见的煤制乙二醇生产工艺：
1. 煤炭预处理：首先，对煤炭进行破碎、磨煤等预处理工序，将煤炭粉碎成适当的颗粒大小，以提高煤炭的反应性。
2. 气化反应：将预处理后的煤炭送入气化炉，通过高温和缺氧的气氛下进行气化反应。
在气化炉中，煤炭与气化剂（通常是空气或氧气）反应生成合成气，主要成分为一氧化碳和氢气。
3. 气体净化：将合成气中的杂质进行净化除去，例如一氧化碳、硫化物、氯化物等。
这可以通过吸附、洗涤、吹扫等方法进行。
4. 合成气的转化：通过催化反应，将合成气转化为含醇的反应物。
常见的反应包括甲醇合成、乙醇合成等。
这些反应通常需要使用特定的催化剂和适宜的反应条件。
5. 乙二醇的制备：将合成气转化为甲醇或乙醇后，通过一系列反应和工艺将其转化为乙二醇。
这一步主要包括水气转变反应、水合反应等。
6. 乙二醇的精制：通过蒸馏等方法，对乙二醇进行精制，去除杂质，使乙二醇纯度达到特定的要求。
7. 产品处理和储存：将乙二醇进行处理，去除任何残留的杂质，
然后进行包装和储存，以便后续的销售和使用。
需要注意的是，这只是一种常见的工艺流程，并不代表所有的煤制乙二醇生产工艺。
不同的企业和地区可能会根据实际情况进行调整和改进。
此外，煤制乙二醇生产过程中需要消耗大量的能源，还会产生一定数量的废水和废气，所以在实际应用中也需要考虑环境保护和资源节约的问题。
煤制乙二醇设计说明书(缪双红)
3.2 能量衡算......................................................................................................................25
III
安徽建筑大学本科生毕业设计
3.2.1 亚硝酸甲酯与一氧化碳的混合气加热器计算......................................... 25 3.2.2 草酸二甲酯合成固定床反应器能量与物料衡算.................................... 26 3.2.3 草酸二甲酯冷凝分离过程由冷凝分离塔完成......................................... 27 3.2.4 亚硝酸甲酯再生过程物料与能量衡算.......................................................28 3.2.5 亚硝酸甲酯冷凝分离能量衡算.....................................................................29 3.2.6 氢气与草酸二甲酯混合气的加热器........................................................... 30 3.2.7 加氢制乙二醇过程的设计物料与能量衡算..............................................30 3.2.8 乙二醇冷凝分离能量衡算..............................................................................32
煤制乙二醇工艺-草酸酯加氢合成路线[整理]
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煤制乙二醇工艺-草酸酯加氢合成路线[整理] 第2章煤制乙二醇工艺-草酸酯加氢合成路线虽然乙二醇的生产工艺有很多种，但是现在石油价格居高不下，乙二醇的生产成本越开越高，煤制乙二醇技术成为解决这一问题的有效途径。
各国都对煤制乙二醇技术做了研究，有草酸酯加氢合成路线、合成气直接合成路线、甲醛合成路线等，其中草酸酯加氢合成路线有较高的开发价值，通辽金煤的草酸酯加氢合成路线制乙二醇装置已经打通全部流程。
2.1生产原理(1)原料气制备低压煤气化制一氧化碳2C+O2=2CO 2-1间歇法制半水煤气，再经高变低变制得氢气C+H2O=CO+H2 2-2CO+H2O=CO2+H2 2-3(2)草酸二甲酯合成CO气相偶联合成草酸二甲酯(DMO)由两步化学反应组成。
首先为CO 在催化剂的作用下，与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO，称为偶联反应，反应方程式如下:2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2，2NO 2-4 其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯，称为再生反应，反应方程式如下:2NO+2CH3OH+1/2O2=2CH3ONO+H2O 2-5 生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。
总反应式为: 2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+ H2O 2-6 (3)草酸二甲酯加氢制取乙二醇草酸二甲酯加氢是一个串联反应，首先DMO加氢生成中间产物乙醇酸甲酯煤制乙二醇工艺(MG)，MG再加氢生成乙二醇，总反应、主反应方程式如下:(COOCH3)2，4H2=(CH2OH)2+ 2CH3OH 2-72.2草酸二甲酯生产流程第一步，原料气的制备、净化及变换:1、一氧化碳气体的制备，通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气，炉气经脱硫净化送到下一工序;2、氢气的制备，通过间歇制气法制得半水煤气，炉气经脱硫净化，接着进行高温变换和低温变换，制得氢气。
第二步，一氧化碳原料气的再净化处理:从合成气净化装置出来的一氧化碳原料气，采用催化氧化技术除去氢和氧，最后以分子筛脱水。
煤制乙二醇工艺
1.3.
为了解决环氧乙烷直接水合法生产乙二醇工艺中存在的缺点，为了提高选择性，降低用水量，降低反应温度和能耗，世界上许多公司进行了环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术的研究和开发工作。其中主要有壳牌公司、联碳公司、莫斯科门捷列夫化工学院、上海石油化工研究院、南京工业大学等[14]，其技术的关键是催化剂的生产，生产方法可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两种，其中最有代表性的生产方法是壳牌公司的非均相催化水合法和联碳公司的均相催化水合法。
由于均相催化剂回收比较困难，所以EG和DMC联产技术开发的主要研究侧重于非均相催化，在寻找高性能非均相催化剂方面国外许多公司进行了研究开发，非均相催化反应的选择性都达到了很高的水平，反应温度和反应压力均较低。据ExxonMohil公司最新专利介绍[13]，碱性沸石催化剂与离子交换树脂相比，具有更好的热稳定性、选择性、催化活性，且催化剂易再生。
2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2＋2NO2-4
其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯，称为再生反应，反应方程式如下：
2NO+2CH3OH+1/2O2=2CH3ONO+H2O2-5
生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为：
2CO+1/2O2+2CH3OH=(COOCH3)2+ H2O2-6
1.2.1
环氧乙烷直接水合法是目前工业规模生产乙二醇的主要方法。其中生产技术被美国SD公司、美国Dow公司、英荷Shell公司三家公司垄断。我国乙二醇企业技术大部分在上述三家公司引进[4]。生产工艺流程简介如下：首先，来自于解吸塔的高浓度的环氧乙烷气体先经过环氧乙烷再吸收塔，配置为水与环氧乙烷质量比为10:1(质量比)的混合物〔液体温度为45℃〕，然后与离开水解反应器的乙二醇和水的化合物换热，预热到120-160℃后进入水解反应器，在190-200℃水解，停留时间约30分钟，操作压力约2.23MPa。反应为放热反应，在反应30min后乙二醇水溶液与进料换热后离开水解反应器，经降温和降压进入蒸馏系统。工业上通常采用多效蒸馏，之后再进入精馏系统，在乙二醇塔塔顶得到纯产品。塔釜为副产的二乙二醇(DEG)、三乙二醇(TEG)以及高分子量的聚乙二醇，送入后续各塔逐个回收处理。现行乙二醇生产采用环氧乙烷水合路线，其水的用量超过理论值20倍，约有9%生成二甘醇，1%生成三甘醇和更高分子量的聚乙二醇，降低了单乙二醇选择性。由于反应后得到的乙二醇水溶液中乙二醇的浓度较低，因此为了提纯出产品需蒸馏除去大量的水，此过程耗能较大，这也是现行乙二醇工业生产方法的主要缺点。因而提高选择性、降低水比的催化工艺己成为乙二醇新工艺的开发焦点。
煤制乙二醇工艺技术及生产技术问题的分析_0
煤制乙二醇工艺技术及生产技术问题的分析現在我国煤制乙二醇工艺技术有多种，煤基合成气经草酸二甲酯（DMO）制乙二醇工艺是其中一种工艺方法，此工艺方法是近期研究的主流方向，其工艺路线：把煤气化后的合成气经脱硫、脱碳、制氢等工序得到的CO和H2，通过氧化酯化、羰化偶联、加氢、精制四个过程得到乙二醇。
本文主要就氧化酯化、羰化偶联单元的工艺技术及生产中遇到的工程设计细节方面进行探讨。
标签：煤制；乙二醇；工艺；技术1 工艺技术1.1 氧化酯化工序氧化酯化工序的作用是将一氧化氮、氧气和甲醇反应得到亚硝酸甲酯，亚硝酸甲酯是后续生产的原料。
工艺简述；来自界外的氧气和一氧化氮的循环气体，经过静态混合器混合后进入亚硝酸甲酯（简称MN）反应精馏塔底部，原料甲醇从塔顶进入，氮氧化合物与甲醇在塔内反应，生成亚硝酸甲酯和水。
工作温度118℃～120℃，工作压力0.45～0.5MPa，亚硝酸甲酯在塔顶经冷却后进入羰化偶联工序；反应精馏塔底部得到含有少量硝酸的甲醇水溶液进入甲醇回收I塔，甲醇回收工作温度68℃～108℃，工作压力常压，从塔顶回收甲醇，回收的甲醇一部分作为补充原料回用，一部分输送到羰化偶联工序DMC＼甲醇分离塔，塔釜出酸性废水去“三废”处理。
主反应方程式：2CH3OH+2NO+0.5O2→2CH3ONO+H2O1.2 羰化偶联工序草酸二甲酯（DMO）是煤基合成气经草酸二甲酯制乙二醇的工艺技术关键中间产品。
原料气一氧化碳和来自氧化酯化工序亚硝酸甲酯进行羰化偶联反应，羰化反应工作温度140℃，工作压力0.35MPa，生成中间产物草酸二甲酯（DMO）和一氧化氮（NO），经气液分离后，气相部分进入洗气塔，洗气塔工作温度25℃～60℃，工作压力0.32MPa，塔顶出一氧化氮（NO）经缓冲罐进入酯化工序循环机，洗气塔釜的粗品草酸二甲酯（DMO）与气液分离液相混合，输送至DMO 产品塔，DMO产品塔工作温度55℃～80℃，工作压力-0.08MPa，DMO产品塔顶采出中间物料进入DMC＼甲醇分离塔暂存罐，塔釜采出DMO暂存。
煤制乙二醇工艺流程图
煤制乙二醇工艺流程图煤制乙二醇（Coal to Ethylene Glycol）是将煤转化为乙二醇的一种工艺流程。
该工艺可以有效地利用煤资源，将煤转化为一种高附加值化工产品。
下面是一种常见的煤制乙二醇工艺流程图：一、原料准备煤作为主要原料，在工艺流程开始前需要进行预处理。
煤经过破碎、除杂、干燥等步骤，以获得适合进一步处理的煤料。
二、煤气化经过预处理的煤料进入煤气化炉，通过高温、高压条件下的气化反应将煤转化为合成气。
合成气主要含有一氧化碳、二氧化碳、氢等成分。
三、合成气净化合成气经过净化系统，去除其中的颗粒物、硫化物、氯化物等杂质。
净化后的合成气可用于进一步的催化反应。
四、合成气转化为乙醇净化后的合成气进入催化剂床层，通过合成气法催化剂的作用，将一氧化碳和二氧化碳转化为乙醇。
乙醇作为重要的中间产物，可进一步转化为乙二醇。
五、乙醇制备乙二醇乙醇经过脱水反应，去除其中的水分，从而制备乙二醇。
脱水反应可以通过物理吸附剂或化学催化剂来实现，以提高反应效率和产物纯度。
六、乙二醇精制制备出的乙二醇经过一系列的升级处理，包括蒸馏、萃取、结晶等步骤，以获得高纯度的乙二醇产品。
同时，通过回收和利用副产物、废水、废气等方式，实现资源循环利用和环境保护。
七、乙二醇储存和包装精制后的乙二醇经过质量检测后，存储于储罐中，并进行适当的包装，以便于运输和销售。
总结煤制乙二醇工艺流程图包括原料准备、煤气化、合成气净化、合成气转化为乙醇、乙醇制备乙二醇、乙二醇精制以及乙二醇储存和包装等步骤。
这个工艺流程能够充分利用煤资源，将煤转化为有经济价值的乙二醇产品，有助于煤化工产业的发展和资源的可持续利用。
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环氧乙烷水合制乙二醇乙二醇是合成聚酯树脂的主要原料,大家熟知的涤纶纤维就是由乙二醇与对苯二甲酸合成的。
乙二醇还可用作防冻液,w(乙二醇)=55%的水溶液的冰点为-36℃,可用作中国北方冬天汽车必需的冷却液。
此外,乙二醇还可用作溶剂和用于化妆品、毛皮加工、烟叶润湿和纺织工业染整等。
据预测,2000年乙二醇的世界产量将达到10Mt/a。
中国1995年的产量为53×１０４ t/a,到2000年将达72×１０４ t/a。
1.乙二醇生产方法综述现在,乙二醇有多种工业生产方法,但环氧乙烷水合制乙二醇法仍占主导地位。
(1)环氧乙烷法可用酸作催化剂,但用得较多的是加压水合:反应中生成约10%的二乙二醇醚(二甘醇)和三乙二醇醚(三甘醇),它们是有用的化工产品,故反应所得的有用产品总产率按环氧乙烷计接近100%,生成的二乙二醇醚用作纤维素、树胶、涂料、喷漆的溶剂或稀释剂。
三乙二醇醚主要用来生产刹车液。
它们的售价比乙二醇还高,因此可改善生产装置的经济效益。
环氧乙烷法因环氧乙烷售价高,生产总成本也比较高。
(2)乙烯乙酰氧基化法乙烯乙酰氧基化法又称奥克西兰(Oxirane)法,它可由乙烯为原料生产乙二醇。
工艺分二步进行,第一步乙烯与醋酸反应生成乙二醇-醋酸酯和乙二醇二醋酸酯:反应条件:反应温度160℃,反应压力,催化剂TeO２/HBr[w(HBr)=48%的水溶液]，还可用醋酸锰加碘化钾作催化剂,乙烯转化率60%,选择性95%～97%,产品分布:乙二醇二醋酸酯70%,乙二醇一醋酸酯25%,乙二醇5%。
第二步是醋酸酯水解生成乙二醇和醋酸:反应条件为:反应温度107～130℃,压力,选择性95%。
该法的总反应式为:２ＣＨ２=ＣＨ２＋２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２→２ＨＯＣＨ２-ＣＨ２ＯＨ以乙烯计的摩尔产率为94%,高于以环氧乙烷法生产乙二醇的产率。
该法虽然以廉价的乙烯作原料,但投资和能耗比环氧乙烷法高,经济上是否比环氧乙烷法好尚有争论,再加上醋酸对设备的腐蚀是一个头痛问题,催化剂的再生和回收问题也没有很好解决,致使已开工生产的a生产装置被迫停产关闭。
(3)乙烯氧氯化法该法又称帝人(Teijin)法。
由日本帝人公司开发成功,是对老式的氯乙醇法生产环氧乙烷的改进。
采用TiCl３-CuCl２-HCl水溶液为催化剂。
化学反应如下:ＣＨ２＝ＣＨ２＋ＴiCl３＋Ｈ２Ｏ→ClCH２－ＣＨ２ＯＨ＋TiCl＋ＨClClCH２－ＣＨ２ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＨＯＣＨ２－ＣＨ２ＯＨ＋HCl催化剂再生:TiCl+2CuCl２→2CuCl２+H２Ｏ2CuCl+2HCl+ 1/2 O２→2CuCl２＋Ｈ２Ｏ反应条件为:反应温度160℃,压力,pH<4,乙二醇选择性为89%,乙醛6%,其他(二氧杂环己烷和二乙二醇)5%,如果Cl－∶Ti３＋的比例小于4∶1时,乙醛产率将显著增大,在反应温度大于120℃时,氯乙醇可在同一装置内水解。
乙烯的氧氯化亦可在另一个催化剂体系中进行:催化剂再生:2Cu＋(或2Fe２＋)＋２Ｈ＋＋１/２Ｏ２→2Cu２＋(或2Fe３＋)＋Ｈ２Ｏ反应条件:反应温度150～180℃,压力～,乙二醇选择性86%,该法的优点是乙烯消耗定额很低,仅 kg/kg乙二醇,但有强腐蚀性,产物与催化剂溶液的分离比较困难。
(4)由合成气制乙二醇合成气是一氧化碳和氢气混合物的总称。
现在工业上用煤、天然气和劣质重油为原料可廉价、大量的生产出来,目前主要用来生产甲醇、合成氨、羰基化产品等。
由合成气制乙二醇已引起世界各国高度重视,期望用合成气代替乙烯能取得更大的经济效益。
以合成气为原料合成甲醇,继而制得甲醛已是成熟的工业技术,世界各工业发达国家从甲醛出发合成乙二醇的研究正在积极开展。
开发成功的有谢夫隆(Chevron)法和美国的甲醛在丝光沸石上的低温低压合成法。
①谢夫隆公司法首先由甲醛与合成气反应生成羟基乙酸:ＣＨ2Ｏ＋ＣＯ＋Ｈ２→ＨＯＣＨ２ＣＯＯＨ然后与甲醇发生酯化反应生成羟基乙酸酯,最后经加氢还原成乙二醇:－Ｈ２ＯＨＯＣＨ２ＣＯＯＨ＋ＣＨ３ＯＨ ------àＨＯＣＨ２ＣＯＯＣＨ３(羟基乙酸甲酯)ＨＯＣＨ２ＣＯＯＣＨ３＋２Ｈ２－ＣＨ３ＯＨＨＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ该法的优点是操作压力不高,采用价廉的非贵金属催化剂,缺点是工艺流程长,投资和操作费用均较大。
②甲醛低温低压合成法这是一个液-固相反应,催化剂为X型和A型分子筛或粗孔丝光沸石,反应温度94℃,压力为常压,反应液pH=11(NaOH∶H２O=～∶1),浓度为16%的甲醛水溶液以 h-1空速与催化剂相接触,甲醛缩合成羟基乙醛:２ＣＨ２Ｏ→ＨＯＣＨ２ＣＨＯ甲醛和羟基乙醛在碱性条件下反应生成乙二醇:NaOHＨＯＣＨ２ＣＨＯ＋ＣＨ２Ｏ------->ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ＋ＨＣＯＯNa副反应为:２ＣＨ２Ｏ＋NaOH→ＣＨ３ＯＨ＋ＨＣＯＯNa甲醛转化率为100%时,生成羟基乙醛的选择性为75%。
羟基乙醛与乙二醇混合物送去加氢,让未转化的羟基乙醛全部转化为乙二醇。
加氢反应温度125℃,压力,用镍作催化剂。
产物用水抽提分离,有机相为乙二醇和甲醇,经分离甲醇送去制甲醛。
水相部分经蒸发、熔融,甲酸钠分解为一氧化碳和氢氧化钠,一氧化碳干燥后用于制取甲醇,固体氢氧化钠中有残渣,用水溶解后过滤,再浓缩回用。
该法被认为是最有发展前途的新方法。
综上所述,乙二醇生产方法虽然有多种,但目前仍以环氧乙烷为主,在不久的将来,将会出现不采用环氧乙烷为原料的,技术经济指标优于环氧乙烷法的新方法。
2.环氧乙烷合成乙二醇工艺原理(1)化学反应主反应:副反应:三甘醇还可与环氧乙烷反应生成多甘醇。
此外,在环氧乙烷水合过程中,尚可能进行以下反应:异构反应需在高温下进行,氧化则在碱金属或碱土金属氧化物存在时才能进行。
乙醛生成量比二甘醇和三甘醇少得多,但它能氧化为醋酸,对设备有腐蚀作用。
因此要求在生产中应用的工艺用水中的碱金属或碱土金属离子浓度一定要符合规定的质量指标。
(2)反应机理环氧乙烷的水合反应在酸性和碱性催化剂下都能加速进行,但不能用碱性催化剂,因为它也能催化乙二醇生成聚乙二醇的反应。
酸催化工业上也使用得不多,因为有腐蚀性,并给后处理带来困难, 工业上普遍应用的是非催化加压水合工艺,即在较高温度和压力下由弱亲核试剂水攻击环氧乙烷中的氧原子,让其活化,并使环上2个碳原子呈正电性,然后与水中的OH－作用生成过渡态络合物,这一络合物经内部电子重排,环破裂并释放OH－,生成乙二醇:在水或低级醇等极性介质中,质子酸的催化按下列步骤进行:非催化的环氧乙烷水合反应与酸催化一样,对环氧乙烷而言是一级反应,两者的活化能分别为 kJ/mol和 kJ/mol,这一点说明非催化水合反应比酸催化难以进行,需在更高的反应温度(如150～200℃),用酸作催化为50～100℃)下才能获得足够的反应速度。
我们可以把乙二醇看作弱亲核试剂(但比水强一些),因此环氧乙烷也能与乙二醇按上述非催化机理进行反应,生成二甘醇、三甘醇和多甘醇,为提高乙二醇收率,从反应机理来看,可以减小环氧乙烷在水中的浓度(即环氧乙烷与水的比值),少量的环氧乙烷被大量的水包围,使它没有多少机会再与乙二醇或二甘醇和三甘醇等发生反应。
例如,当环氧乙烷与水的比值由减小到到,乙二醇的收率由%增至%。
动力学研究表明,环氧乙烷水合生成各产品的速度常数之比为k１∶k２∶k３∶k４=1∶∶∶,其中k１,k２,k３,k４分别表示生成乙二醇、二甘醇、三甘醇和四甘醇的速度常数,这一规律也能用来解释为什么环氧乙烷浓度增高,生成二甘醇等副产物会明显增加。
为抑制副反应,在用大量水稀释环氧乙烷的同时添加%～%的酸(可加快生成乙二醇的速度常数)可使二甘醇生成量减少,高级多甘醇只有痕迹量存在。
3.环氧乙烷水合工艺条件的选择(1)原料配比生产实践证明,无论是酸催化液相水合或非催化加压水合,只要水与环氧乙烷的摩尔比相同,乙二醇收率相当接近。
表5-4-01所示为不同水与环氧乙烷摩尔比对产品分布的影响,反应条件为反应温度90～95℃,环氧乙烷转化率在95%以及用%硫酸作催化剂。
由表5-4-01可见,乙二醇的选择性随原料中水与环氧乙烷摩尔比的提高而提高的。
但摩尔比不能无限止提高。
因在同等生产能力下,设备容积要增大,设备投资要增加,在乙二醇提浓时,消耗的蒸气会增加,即工厂能耗上升。
另外还须考虑副产物问题。
因为二甘醇、三甘醇等也是有用化工产品,售价比乙二醇还高,适当多产二甘醇等副产品可提高工厂经济效益。
根据以上二点理由,工厂将水与环氧乙烷的摩尔比定在10～20范围内。
而且没有必要用加酸的办法来抑制副反应的发生。
表5-4-01原料中水与环氧乙烷摩尔比对产品分布的影响原料中水与环氧乙烷的摩尔比水合产物所消耗的环氧乙烷占总环氧乙烷的分数,%乙二醇二甘醇三甘醇多(2)水合温度在非催化加压水合的情况下,由于反应活化能较大,为加快反应速度,必须适当提高反应温度。
但反应温度提高后,为保持反应体系为液相,相应的反应压力也要提高,为此对设备结构和材质会提出更高的要求,能耗亦会增加,工业生产中,通常为150～220℃。
(3)水合压力在无催化剂时,由于水合反应温度较高,为保持液相反应,必须进行加压操作,在工业生产中,当水合温度为150～220℃时,水合压力相应为～。
实验研究表明,在工业生产的压力范围内,压力的变化对反应速度和产品分布没有显著影响。
(4)水合时间环氧乙烷水合是不可逆的放热反应,在一般工业生产条件下,环氧乙烷的转化率可接近100%,为保证达到此转化率,需要保证相应的水合时间。
但反应时间太长,一方面无此必要,另一方面由于停留时间过长会降低设备的生产能力。
工业生产中,当水合温度为150～220℃,水合压力～时,相应的水合时间为35～20 min。
4.工艺流程图5-4-08为日本触媒化学公司生产环氧乙烷和乙二醇的综合流程,环氧乙烷流程已在本书3-1节中作了较为详细的阐述,这里仅叙述乙二醇部分,它包括反应、浓缩和精制3个工序。
图5-4-08日本触媒化学公司使用空气或氧气生产环氧乙烷和乙二醇的综合流程图图5-4-09水合反应器a.原料液进料管,b.反应液出料管,c.水蒸气入口(或冷却水出口);d.冷凝水出口(或冷却水入口),e.放净口,T１,T２.测温口,p.测压口,f.防爆口由环氧乙烷工序来的环氧乙烷与事先冷冻至5℃以下的去离子水(或环氧乙烷工序来的含%～%乙二醇的含醇水)在喉管混合器中进行混合,水和环氧乙烷的流量可由比例泵调节控制。
冷冻至5℃的原因是防止在混合过程中环氧乙烷气化。
混合液进入预热器与水合塔出来的反应液换热,温度升至150℃左右,然后进入水合塔。
在温度190～200℃,压力的条件下进行水合,由水合塔出来的反应料液为含乙二醇15%～20%的水溶液。