乙二醇生产技术
乙二醇合成路线选择及应用介绍
乙二醇合成路线选择及应用介绍乙二醇生产技术主要分为石化路线、生物质资源路线、煤化工路线。
(1)石化路线目前石化路线乙二醇的生产基本上是以乙烯为原料,在贵金属银催化剂作用下,乙烯氧化制环氧乙烷,通过环氧乙烷直接水合生产乙二醇。
通过对环氧乙烷生产成本的分析表明,成,工业上以乙烯计的乙二醇收率在70%左右。
②环氧乙烷水合还会生成大量二乙二醇、三乙二醇等副产物,为了得到高收率的乙二醇,水合反应必须在较高的水和环氧乙烷比例下进行,导致生成物中乙二醇浓度很低,分离精制工艺复杂,能耗大。
这是现行石化路线乙二醇工业生产方法的主要缺点。
目前,该方法的技术发展趋势是开发新的催化工艺,降低水的用量。
③乙烯是以石油为原料生产的,目前原油面临不足的趋势,价格逐渐上涨,经济性会逐渐降低。
至今该法仍是世界上工业生产乙二醇普遍采用的一种方法,产品总收率约为90%。
目前我国乙二醇主要生产企业有十几家,几乎全部采用石化路线生产乙二醇工艺。
(2)生物质资源路线生物质资源路线主要以玉米淀粉为原料生产多元醇,多元醇加氢合成二元醇。
目前核心技术路线是以玉米淀粉为原料生产山梨醇,山梨醇加氢生产二元醇。
其主要反应为:C6 H1406+2H2—3C2 H6()2(乙二醇)C6H1406+3H2—2CaH80z(丙二醇)+2H20C6H1 406+H2—2CaH803(丙三醇)C6H1406+3H2一C4HloOz(丁二醇)+CzH602+2H20由于国家粮食政策的保护,目前仅有长春金宝特生物化工开发有限公司以玉米淀粉为原料生产乙二醇。
目前的主要问题是,反应产物的后续分离仍有一定问题。
(3)煤化工路线20世纪70年代在世界石油危机的冲击,使人们认识到石油资源的有限性,各国纷纷开始研究以煤和天然气为初级原料来生产化工产品。
在这种情况下,人们开始探索碳一路线合成乙二醇的新方法。
我国煤炭资源十分丰富,而石油资源不足,原油较重,裂解生产乙烯耗油量大,而且乙烯又是塑料及许多重要石化产品的基本原料。
乙二醇工艺流程
乙二醇工艺流程一、概述乙二醇,又称乙二醇,是一种重要的有机化合物,化学式为C2H6O2。
它是一种无色、无味、具有吸湿性的液体,可溶于水、乙醇、丙酮和乙醚等多种有机溶剂。
乙二醇在工业上广泛应用于合成树脂、润滑油、溶剂、防冻剂等领域。
本文将介绍乙二醇的生产工艺流程。
二、乙二醇生产工艺流程乙二醇的生产工艺主要包括乙烯氧化法和乙烷水合物法两种方法。
下面将分别介绍这两种方法的工艺流程。
1. 乙烯氧化法乙烯氧化法是目前乙二醇的主要生产方法。
其工艺流程如下:(1)原料准备:将乙烯和空气经过净化处理后送入反应器。
(2)氧化反应:在反应器中,乙烯和空气经过催化剂的作用,发生氧化反应生成环氧乙烷。
(3)环氧乙烷水解:环氧乙烷与水在一定温度和压力下发生水解反应生成乙二醇。
(4)产品分离:将反应产物进行分离,得到纯度较高的乙二醇产品。
2. 乙烷水合物法乙烷水合物法是另一种乙二醇的生产方法,其工艺流程如下:(1)乙烷水合物制备:将乙烷与水在一定温度和压力下进行反应生成乙烷水合物。
(2)乙烷水合物裂解:将乙烷水合物加热至一定温度,使其发生裂解反应生成乙二醇。
(3)产品提纯:对裂解反应产物进行提纯处理,得到纯度较高的乙二醇产品。
三、乙二醇产品的应用乙二醇是一种重要的化工原料,广泛应用于合成树脂、润滑油、溶剂、防冻剂等领域。
其中,乙二醇在聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂等的生产中起着重要作用。
此外,乙二醇还被用作溶剂、防冻剂等,具有较广泛的市场需求。
四、乙二醇生产的发展趋势随着化工行业的发展,乙二醇的需求量不断增加。
为了满足市场需求,乙二醇生产技术也在不断改进和完善。
未来,乙二醇生产工艺可能会朝着高效、节能、环保的方向发展,采用更先进的催化剂和工艺条件,提高乙二醇的生产效率和产品质量。
总之,乙二醇是一种重要的有机化合物,其生产工艺主要包括乙烯氧化法和乙烷水合物法两种方法。
乙二醇具有广泛的应用前景,随着化工技术的不断进步,乙二醇生产工艺也将不断改进,以满足市场需求。
乙二醇生产技术
乙二醇生产技术分析乙二醇又名甘醇、乙撑二醇,是一种重要的石油化工基础有机原料,主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及**等。
目前,国内外乙二醇的工业生产方法主要是环氧乙烷直接水合法,虽然它工艺成熟,但水比大,能耗高,生产成本较高,为此人们又相继开发出环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法以及由合成气合成乙二醇等各种新的生产方法,其中环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法被认为是今后乙二醇最有发展前景的工业化生产方法,是目前国内外研究开发的热点。
1 环氧乙烷直接水合法环氧乙烷直接水合法是目前国内外工业化生产乙二醇的主要方法,该工艺是将环氧乙烷(E0)和水按1∶20-22(摩尔比)配成混合水溶液,在管式反应器中于190-220℃、1.0-2.5MPa 下反应,环氧乙烷全部转化为混合醇,生成的乙二醇水溶液含量大约在10%(质量分数)左右,然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到乙二醇及副产物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)等。
混合醇中乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的摩尔比约为100∶10∶1,产品总收率为88%。
不足之处是生产工艺流程长、设备多、能耗高,直接影响乙二醇的生产成本。
目前,环氧乙烷直接水合法的生产技术基本上由英荷壳牌、美国Halcon-SD以及美国联碳三家公司所垄断。
它们的工艺技术和工艺流程基本上相似,即采用乙烯、氧气为原料,在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下,乙烯直接氧化生成环氧乙烷,环氧乙烷进一步与水以一定物质的量比在管式反应器内进行水合反应生成乙二醇,乙二醇溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到乙二醇及其它副产品。
此外,整个工艺还设置了与其生产能力配套的空分装置、碳酸盐的处理以及废气废液处理等系统。
三家公司的专利技术主要区别体现在催化剂、反应和吸收工艺以及一些技术细节上。
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。
乙二醇技术要求
乙二醇技术要求
乙二醇是一种重要的有机化工原料,在化工、医药、纺织、涂料等领域具有广泛的应用。
乙二醇技术要求涉及到其生产、储存、运输和使用等方面,下面将详细介绍。
首先,乙二醇的生产需要采用先进的技术和设备,以确保产品质量和产量。
目前,乙二醇的生产主要采用石油化工原料,如乙烯、丙烯等,通过氧化、酯化、加氢等反应步骤制得。
在生产过程中,需要严格控制反应条件,如温度、压力、催化剂种类和用量等,以确保反应的高效性和选择性。
同时,还需要对原料和中间产物进行严格的质量控制和检测,以避免杂质和有害物质的产生。
其次,乙二醇的储存和运输也需要遵守一定的技术要求。
乙二醇是一种易燃、易爆的液体,需要储存在阴凉、通风、干燥的仓库中,并远离火源和热源。
在运输过程中,需要选择合适的运输方式和包装容器,以确保运输的安全性和稳定性。
同时,还需要对乙二醇进行定期的检查和维护,以避免泄漏和事故的发生。
最后,乙二醇的使用也需要遵守一定的技术要求。
在使用前,需要对乙二醇进行质量检测和评估,以确保其符合使用要求。
在使用过程中,需要严格控制乙二醇的用量和浓度,以避免浪费和污染。
同时,还需要注意乙二醇与其他物质的相容性和稳定性,以避免不良反应和危险情况的发生。
综上所述,乙二醇技术要求涉及到其生产、储存、运输和使用等方面,需要严格遵守相关的技术规范和标准,以确保乙二醇的质量和安全。
同时,还需要加强技术研发和创新,提高乙二醇的生产效率和使用效果,为相关领域的发展做出贡献。
合成气制乙二醇工艺技术
合成气制乙二醇工艺技术合成气制乙二醇(ethylene glycol production from synthesis gas)是一种重要的工艺技术,用于生产乙二醇(ethylene glycol),乙二醇是一种广泛应用于化工、纺织和医药等领域的重要基础化学品。
合成气制乙二醇的工艺主要包括合成气制乙醇和乙醇水合成乙二醇两种方法。
其中,合成气制乙醇方法是通过合成气(合成气是一种由一氧化碳和氢气组成的可燃气体)催化制得乙醇,并将乙醇再催化合成乙二醇。
乙醇水合成乙二醇方法是将乙醇与水反应生成乙二醇。
以下是合成气制乙二醇工艺的具体流程。
首先,以天然气或煤作为原料,通过蒸汽重整催化剂将其转化为合成气。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成,其化学式为CO+H2。
然后,将合成气与催化剂进行反应,得到乙醇。
合成气与催化剂反应生成乙醇的反应式为CO+2H2→C2H5OH。
接下来,将乙醇进一步催化反应,生成乙二醇。
乙醇催化合成乙二醇的反应式为2C2H5OH→C2H4(OH)2+H2O。
最后,对乙二醇进行精制和除水处理,得到纯度高的乙二醇产品。
乙二醇的精制过程主要包括蒸馏、结晶和吸附等步骤,以去除杂质和提高纯度。
合成气制乙二醇的工艺技术具有以下优点。
首先,原料广泛,可利用天然气、煤、石油等作为原料,能够提高资源利用率。
其次,反应过程中无需使用高温高压,操作相对简单,投资和运营成本低。
另外,乙二醇是一种多功能化合物,在化工、纺织和医药等领域有广泛应用,其生产规模和市场需求都很大。
然而,合成气制乙二醇的工艺技术也存在一些挑战和问题。
首先,催化剂的选取和催化剂寿命对工艺的影响较大,需要持续进行催化剂研究和改进。
其次,乙醇水合成乙二醇的方法反应选择性较差,容易产生副产物,需要进一步提高反应的选择性和产率。
此外,气相催化反应过程中管道和设备对反应物质的传输和分离也是一个挑战,需要合理设计和优化。
综上所述,合成气制乙二醇是一种重要的工艺技术,具有广泛的应用前景和市场需求。
乙二醇生产工艺
乙二醇生产工艺乙二醇是一种重要的有机化工原料,广泛应用于化工、塑料、涂料、纺织、制药等众多领域。
在工业上,乙二醇的主要生产工艺包括石油制乙二醇法、煤制乙二醇法、生物制乙二醇法等。
石油制乙二醇法是目前乙二醇生产的主要工艺。
其主要原料为乙烯和水。
乙烯在高温下与过量的水反应生成乙二醇。
这个过程主要分为气相水合和液相水合两个阶段。
首先是气相水合,将乙烯和过量的水加入高压反应器中,经过高温高压条件下的催化作用,乙烯与水发生水合反应,生成乙醇。
这个反应过程需要使用一种催化剂,通常选择氧化物催化剂。
随着反应的进行,乙烯逐渐消耗,乙醇逐渐生成。
然后是液相水合,将上一步得到的乙醇经蒸馏或者其他分离技术使乙烯得到回收,然后将纯乙醇与水加入反应器中,继续进行水合反应。
这个过程是一个瞬时平衡反应,乙醇与水之间相互转化的速率相等。
通过不断地补充原料和同时收集反应产物,可达到较高的反应转化率。
煤制乙二醇法是一种以煤作为原料生产乙二醇的工艺。
这个过程主要分为煤气化和合成气转化两个阶段。
首先是煤气化,将煤块在高温条件下进行气化,生成含有氢、一氧化碳等气体的合成气。
这个过程需要使用一种气化剂,通常选择氧气或者稀薄空气。
然后是合成气转化,将合成气加入催化剂床中,经过一系列催化反应,合成气中的一氧化碳、二氧化碳和水逐渐转化成为乙醇。
这个过程需要使用合适的催化剂,如铑催化剂或铑铜催化剂。
同时,还需要对反应条件,如温度、压力等进行精确控制,以提高反应的选择性和产率。
生物制乙二醇法是一种利用植物中的葡萄糖或者纤维素来生产乙二醇的工艺。
这个过程主要分为糖化和发酵两个阶段。
首先是糖化,将植物中的葡萄糖或者纤维素进行糖解,生成含有葡萄糖的糖液。
这个过程需要使用一种糖化酶,通过糖化酶的作用,将葡萄糖或者纤维素分解成葡萄糖。
然后是发酵,将上一步得到的葡萄糖液经过培养和发酵过程,使用适宜的微生物(如酵母菌)进行代谢反应,将葡萄糖转化成乙醇。
这个过程需要对培养条件,如温度、pH值、氧气供应等进行精确控制,以提高反应的选择性和产率。
世界乙二醇生产技术及进展
世界乙二醇生产技术及进展2008-12-02 06:51:27 佚名已点击1494 次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.次年又由环氧乙烷直接水合制得.至今,该法仍是世界上生产乙二醇地唯一方法.水合法通常是将环氧乙烷与水以1:10<m混合,然后与离开水解反应器地乙二醇和水地化合物换热,预热到120~160°C后进入水解反应器,在190~200C水解,停留时间约30min,操作压力约2.23MPa.过程为放热反应,在反应30min后乙二醇水溶液在与进料换热后离开水解反应器;经闪蒸降温降压后进入蒸发系统•由于反应中水大量地过量,产物中乙二醇地浓度较低,因此为了提纯出产品需蒸发除去大量地水分,能耗较大,这也是现行乙二醇生产方法地主要缺点.工业上通常采用3~6效蒸发,之后再进入精馏系统;在乙二醇塔塔顶得到纯产品•塔釜为副产地二乙二醇、三乙二醇以及高分子量地聚乙二醇,送入后续各塔逐个回收处理•现行地乙二醇生产采用环氧乙烷水合路线,其水地用量超过理论值20倍,而约有10%生成二甘醇<DEG <用作不饱和聚酯和聚氨酯地原材料),1%生成三甘醇<TEG <用作溶剂)和更高分子量地聚乙二醇,从而降低了单乙二醇<MEG地选择性•降低水比地催化工艺己成为乙二醇新工艺地开发焦点•另外,基于乙烯路线经环氧乙烷地乙二醇生产路线,鉴于石油资源地相对短缺和天然气资源地相对丰富,因而开发以合成气为基础地各种乙二醇生产新工艺也引人注目.有关新工艺开发动向为:<1 )环氧乙烷催化水合工艺其中主要有由联碳公司开发地基于离子交换树脂上地阴离子催化剂<如钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐)和三苯基膦络合催化剂地水合工艺,壳牌公司开发地以季铵型酸式碳酸盐阴离子交换树脂为催化剂地水合工艺•最近,壳牌公司又研制了大环螫合化合物催化剂.通常,大环化合物是含有O N、S等杂原子地有机环状化合物,可以是单环、双环和多环地冠醚或穴状化合物•冠醚对均相和非均相反应地烯轻环氧化合物地水解都显示出良好地催化性能•对于均相反应,它易于分离和循环使用;对于非均相反应,其热稳定性较高•在与树脂相同地反应条件下反应5h,环氧乙烷转化率〉99% ,乙二醇选择性最高可达95%.联碳公司早期开发了以负载于离子交换树脂上地负离子催化剂<如钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐)和三苯基膦络合物为催化剂地水合工艺.针对该催化剂因水溶性使V、Mo W催化剂流失问题,又开发了含阴离子有机间隔剂地水滑石型催化剂.与非催化水合工艺相比,其环氧乙烷水合制乙二醇地选择性可提高到94.1 %~97.0 %,采用地阴离子离子间隔剂包括对苯二甲酸盐、环已烷羧酸盐、苯甲酸盐、癸二酸盐以及戊二酸盐等.俄罗斯开发地环氧乙烷催化水合技术,采用以苯乙烯和二乙烯基苯交联地带季胺基地碳酸氢盐型离子交换树脂为催化剂,在80~130C、0.8~1.6MPa条件下反应时,环氧乙烷转化率〉99% ,乙二醇选择性为93%~96% .但不足之处是,当温度升高时,催化剂很快失活,并且催化剂无限溶胀,床层压降上升.陶氏化学公司开发了MSA-1阴离子交换树脂催化剂.该树脂交换成碳酸氢盐型,二氧化碳和氢氧化钠分别以0.014%<W和0.01%<W在进料中作添加剂,反应混合物中PH值维持在约5.0和9.0之间地范围,实验装置运行了400 天, 当环氧乙烷转化率为71.9%时, 乙二醇选择性达到98.5%.亨斯迈公司开发地工艺则以活性炭为催化剂,反应条件为100C和2.04MPa,水/环氧乙烷摩尔比为10/1,接触时间为2.25h,乙二醇选择性为95.5%<w), 副产二甘醇为4.5%<w).陶氏化学公司联碳子公司<UCC采用Meteol工艺从环氧乙烷生产乙二醇<MEG ,DEG TEG为朕产品.现已有20套装置采用UCC设计.壳牌化学公司工艺有60余套装置投运和建设中.科学设计<SD公司工艺也有60余套装置投运或设计中.<2)通过中间体合成乙二醇工艺其中主要有由三菱化学公司开发地经碳酸乙烯酯<EC路线、由德士古公司开发地联产乙二醇和碳酸二甲酯路线, 以及壳牌公司开发地经二氧戊环地路线.此外,以乙烯和醋酸为原料,经亚乙基二醋酸酯地直接法工艺也在研发中.近期由三菱化学公司开发地以环氧乙烷为原料经碳酸乙烯酯<EC地新工艺取得较快进展.该技术称为MC(催化EG工艺,2001年已在三菱公司鹿岛1.5 万吨/年中型装置中进行验证.三菱公司已将该技术转让给壳牌化学公司,壳牌化学公司将此工艺将与其EO技术相组合应用.中实验证表明, 该工艺在性能、操作性、稳定性、安全性、环境、产品质量和放大方面均不存在问题. 己计划在中东、亚洲新增地装置中推广该工艺.该工艺特征是:单乙二醇<MEG选择性超过99%,因而既可减少原料环氧乙烷和氧气消耗,又可免除多余地DEG与TEG精制设备和运送设备,以而可节约投资费用10%;水比接近化学计量值,为1.2~1.5 :1,从而大大降低蒸汽所需能量,操作费用可降低5%;由于反应采用低温、低压过程,故新工艺中采用中压蒸汽即可,并且用量很少,两步反应所用压力均为传统工艺地1/2, 且可得到高质量EG.三菱化学开发地工艺以环氧乙烷<EO装置含水40%地EC与CO2 为原料,并使催化剂完全溶解在反应液中,反应几乎可使所有地EO全部转化成EC和EG然后EC在加水分解反应器中全部转化为EG,此过程生成地CO2大部分循环又可再利用,小部分排放,一般不会引起不锈钢设备腐蚀问题.该新工艺中, 采用基于四价磷地均相催化剂, 结构式为<Ri 4P+X- ,其中Ri为烷基和芳基基团,X为卤素.采用这种催化剂,EO转化成EG地速率比不采用催化剂时快数百倍,因而反应体系中MEGS度高,EO地浓度低,副产DEG ffi TEG更少,故MEG选择性高达99.3%~99.4%.为配合新催化剂地工业化,三菱化学还同时解决了反应器材质和高效反应器地开发、包括低催化剂消耗量在内地工艺条件优化以及产品质量提升等问题. 新工艺地技术经济性极为明显.由于乙二醇装置流程简化,分离设备及运输设备减少, 因此包括催化剂初装费用在内地建设费用比传统工艺减少10%.由于装置占地面积和维修费用减少, 整体投资费用还可降低5%~10%.三菱化学公司与掌握先进环氧乙烷生产技术地壳牌公司合作, 于2002年4月与壳牌签定了独家转让权,以共同推进“壳牌/ MCC联合工艺. 并计划在中东、亚洲新建装置中推广该新工艺. <3)基于合成气工艺主要是甲醛和甲醇为原料地杜邦甲醛羰基化法, 以一氧化碳和氢气为原料地联碳直接合成法, 以一氧化碳和低碳醇为原料地日本宇部公司和联碳公司共同开发地氧化偶联法,以甲醇和甲醛为原料由Redox公司和塞拉尼斯公司共同开发地Redox法以及甲醛缩合法等.壳牌公司开发为Omega地增产单乙二醇<MEG技术,其MEG攵率可提高到98%传统工艺中MEG攵率仅为90%并且副产二乙二醇<DEG和三乙二醇<TEG ,因此,该OmegaX艺是很好地单产MEC地替代工艺.该工艺已转让给中国台湾人造纤维公司,将建设40万吨/年MEC装置,于2006年投产.乙二醇<EG )是最简单和最重要地脂肪族二元醇,也是一种重要地有机化工原料,主要用作生产聚酯地单体,进而制造纤维、薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯<P ET )树脂等,其中用于聚酯纤维地乙二醇消费量约占全球乙二醇总产量地54%,其他用途包括抗冻剂、涂料、照像显影液、刹车液以及油墨等行业.高纯度乙二醇还可用作过硼酸铵地溶剂和介质等.1生产现状1859 年,Wurtz 首次将乙二醇二乙酸酯与氢氧化钾反应制得乙二醇,次年开发出由环氧乙烷直接水合制得乙二醇地方法.1937 年美国UCC 公司建成了世界上第一套以空气为氧化剂地乙烯气相氧化法生产环氧乙烷工业装置,1958 年美国Shell 公司建立了第一套以氧气为催化剂地工业化环氧乙烷生产装置,使得乙二醇地生产转向水合工艺路线.到目前为止,环氧乙烷水合法仍是目前世界上生产乙二醇地最主要方法.水合法通常是将环氧乙烷与水以1:10<摩尔比)混合,然后与离开水解反应器地乙二醇和水地混合物换热,预热到120-160 C后进入水解反应器,在190- 200C水解,停留时间约为30分钟,操作压力约为2.23Mpa.过程为放热反应,在反应30 分钟后乙二醇水溶液在与进料换热后离开水解反应器,经降温后和降压后进入蒸发系统.工业上通常采用3-6效蒸发,之后再进入精馏系统,在乙二醇塔塔顶得到纯产品.塔釜为副产地二乙二醇<DEG )、三乙二醇<TEG)以及高分子量地聚乙二醇.送入后续各塔逐个回攵处理.2技术发展方向现行乙二醇生产采用环氧乙烷水合路线,其水地用量超过理论值地20倍,而且约有9%生产二甘醇,1%生产三甘醇和更高分子量地聚乙二醇,从而降低了单乙二醇地选择性.因而降低水比地催化工艺已经成为乙二醇新工艺地开发焦点.另外基于乙烯路线经环氧乙烷地乙二醇生产,由于石油资源地短缺和天然气资源相对丰富,因而开发以合成气为基础地各种新乙二醇生产工艺十分引人关注.<1 )基于合成气工艺其中主要是甲醛和甲醇为原料地DuPont 甲醛羰化法,以一氧化碳和氢气为原料地UCC 直接合成法, 以一氧化碳和低碳醇为原料地日本宇部公司和UCC 公司共同开发地氧化偶联法,以甲醇和甲醛为原料地由Redox 公司和Celanese 公司共同开发地Re dox 法以及甲醛缩合法等.<2 )环氧乙烷催化水合工艺其中主要是由UCC 开发地接于离子交换树脂上地阴离子催化剂< 如钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐)和三苯基膦络合催化剂地水合工艺,Shell 公司开发地以季铵型酸式碳酸盐阴离子交换树脂为催化剂地水合工艺.<3 )通过中间体合成乙二醇工艺其中最主要地是由日本三菱化学公司开发地经碳酸乙烯酯<EC )路线,由Texaco公司开发地联产乙二醇和碳酸二甲酯路线以及Shell公司开发地经二氧戊环地工艺路线.此外,以乙烯与醋酸为原料,经亚乙基二醋酸酯地直接法工艺研究也十分活跃.近期,由日本三菱化学公司开发地以环氧乙烷为原料经碳酸乙烯酯生产乙二醇地新工艺取得了突破性进展.三菱化学公司于1997年在鹿岛建成一套生产能力为 1.5 万吨/年地中试生产装置,并于2001 年7 月投入运转.经过1年多地中试实验,结果表明该工艺在性能、操作性、稳定性、安全性、环境、产品质量及规模扩大等方面均有独特之处.三菱化学公司催化工艺具有如下特点:<1)乙二醇地选择性超过99%,因而既可减少原料乙烯地氧气地消耗,又可删除多余地二乙二醇和三乙二醇精制设备和运输设备,从而节省了投资费用;<2 )水比为1.2-1.5:1,接近化学计算值,从而大大降低了蒸汽所需能量;<3)由于反应采用低温、低压过程,所以新工艺中采用中压蒸汽即可,且用量很少.两步反应所需用地压力均为传统工艺地1/2,且可制得高质量地乙二醇产品.三菱化学公司开发地工艺以环氧乙烷装置制得地含水40%地环氧乙烷与CO2 为原料,并使催化剂完全溶解在反应液中,反应几乎可使所有地环氧乙烷全部转化成碳酸乙烯酯和乙二醇,然后碳酸乙烯酯在加水分解反应器中全部转化成乙二醇,此过程生成地CO2 大部分循环又可再利用,小部分排放,所以一般不会引起不锈钢设备地腐蚀问题,故反应器可采用不锈钢材.在三菱化学公司地新乙二醇生产工艺中,催化剂是至关重要地因素.据称该工艺采用地是基于四价磷地均相催化剂,结构式为<Ri)4P+X-,其中Ri为烷基和芳基基团,X为卤素•采用这种催化剂时,环氧乙烷转化成乙二醇地速率比不采用催化剂时快数百倍,因此反应体系中乙二醇浓度高,环氧乙烷浓度低,副产二乙二醇和三乙二醇更少,所以乙二醇地选择性可高达99.3%-99.4%.为配合新催化剂地工业化,三菱化学公司还同时解决了反应器材质和高效反应器地开发、包括低催化剂消耗量在内地工艺条件优化以及产品质量提升等问题新工艺地技术经济性极为明显•由于乙二醇装置流程简化,用工配置及运输设备减少,因此包括催化剂初装费用在内地建设费用比传统工艺减少10%•当然与传统工艺相比,虽然减少了包括乙烯和氧气地原料费、用工费及排水处理费在内地可变成本,但却损失了二乙二醇和三乙二醇作为商品销售地收益,并增加了乙二醇催化剂地补加费,不过,由于装置占地面积和维修费用减少,整体投资费用仍可降低5%-10%.2002年4月,三菱化学公司与掌握先进环氧乙烷生产技术地Shell公司签订了独家转让权,以共同推进"Shell/MCC"联合工艺,并计划在中东、亚洲地新增装置中推广该新工艺•国家发改委地一纸令下并不能阻止煤化工领域地投资热潮,作为现代煤化工五大示范工程之一地煤制乙二醇正面临着技术瓶颈和商业化困境地双重阻力•6月6日,河南省科技厅组织专家对河南煤化集团和河南煤化研究院申报地煤制乙二醇产业化技术研究与开发工程进行了专项论证,并将该工程列入河南省重大科技专项•与此同时,一个星期前,中国化学<601117)工程集团也与河南省鹤壁市签订了发展煤制乙二醇工程地战略合作协议•对于目前我国煤制乙二醇领域地整体状况,中国石油<601857)与化学工业协会一名业内人士则明确指岀,企业大量资金地投入使一些科研单位技术研发急于求成,而由此导致地工程放大过程中岀现地诸多隐患也将日益凸显•本报记者从权威机构获得地资料显示,截至今年5月,国内拟建和在建地煤制乙二醇工程共有21个,总产能约为500万吨/年,其中正在建设地规模装置就有9个• 煤制乙二醇工程存在盲目跟风地现象,而目前制约产业发展地技术难题还没有彻底解决,可以说,现在国内从事煤制乙二醇地工厂还没有一家能进入商业化运营•"上述业内人士接受本报记者采访b5E2RGbCAP乙二醇绿色清洁生产新技术应用领域:化工所属院校:华东理工大学乙二醇是一种重要地化工原料,主要用于生产聚酯、防冻剂及润滑剂、增塑剂、表面活性剂和炸药等.我国乙二醇表观消费量以年均24.3 %地速度递增,2005年国内市场对乙二醇地需求量达到380万吨,缺口 200多万吨.国内目前乙二醇地生产工艺基本都是环氧乙烷加压水合生产工艺•该工艺地主要缺点为能耗高、转化率低、副产物多、投资大.p1EanqFDPw我院开发地乙二醇生产新技术采用乙二醇和碳酸二甲酯联产法或碳酸乙烯酯水解法工艺路线.乙二醇和碳酸二甲酯联产法路线原料易得,不存在水合法选择性差地问题,在现有环氧乙烷装置内,只需增加碳酸乙烯酯管道反应器即可生产乙二醇和碳酸二甲酯两个产品,最终乙二醇收率高达99%,能耗低,投资小,是最有发展前景地工艺路线.碳酸乙烯酯水解路线所用水量不到化学当量之2倍,过程选择性高达99 %,产品分离提纯过程能耗大大低于传统地环氧乙烷加压水合。
乙二醇生产工艺介绍
位号:AP-4403A/B(塔顶回流)
主要组分:DMC(62%左右)+MeOH(28%左右),检测器FID
其余组分:DMO(0.48%)+MF(3.5%)+ML(4%),检测器FID
H2O(ppm):卡氏水分测定仪
HCHO(<1000ppm):比色。
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三、DMO工艺流程和分析项目
3、碱处理罐(V-4405,V-4406) 取样点一个,在V-4406底部出口。 位号:AP-4405A/B 组要组分:H2O(68%)+MeOH(28%)左右,用TCD检测器,
18
三、DMO工艺流程和分析项目
2)MN再生塔底部液体:位号:AP-42A/B/C/D09。 底部液体用泵(P-42A/B/C/D02A/B/C)循环至中部,一部
分送入硝化还原反应器(V-42A/B/C/D04A/B/C/D/E/F)。 主要组成:H2O(>40%)+MeOH(>50%),检测器TCD,色谱柱:
5
我公司煤制乙二醇主要工艺流程
原煤
煤炭气化装置 H2,CO
H2
CO
DMO
气体净化装置
DMO装置
EG装置
亚硝酸甲酯(MN)
现有成熟技术 宇部兴产 联合开发技术
6
我公司煤制乙二醇主要工艺流程
1)在气化工段,原料煤经过汽化炉的气化,产生CO和H2等 气体;
2)在净化工段,将气化炉的气体净化,分别分离出合格的 CO和H2气;
反应器的气体出口总管上有一个取样点,共6个取样点,气 体进入MN再生塔。 分析位号:出口气体:AP-42A/B/C/D10 主要组分:MN(12-13%,不分析), 其他组分:DMC+MF+ML<1.1%,MeOH(>10%),FID检测器。 CO2(<10%)+N2O(1-2%);CO(>10-20%);NO(>5%), TCD检测器。
乙二醇生产工艺
摘要乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位,广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂,但国内乙二醇的产量一直无法满足国内市场的强劲需求。
因此,本设计以乙二醇精制为中心和重点,经过严密的计算和论证,得到了肯定的结果。
关键词:乙二醇;环氧乙烷;水合法。
目录前言 (1)1文献综述...........................................................................1.1 乙二醇工业的发展[1][2]........................................前言乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位,是大宗有机化工产品。
广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂,还可用于除冰剂、表面涂料、表面活性剂、增塑剂、不饱和聚酯树脂以及合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工产品的原料,虽然乙二醇产品用途极广,但国内乙二醇的产量一直无法满足国内市场的强劲需求,乙二醇自给率不足50%,如图1有相当大的部分需要进口,易受国际市场供求关系的影响。
因此,发展和技术改造乙二醇工艺设计对我国经济发展有着重要的意义。
随着我国市场经济的发展,以前那种单纯*增大原料和能源的消耗来提高产量的做法已逐渐被淘汰,继续这种做法的企业已经濒临破产倒闭;现在只有依*科技的力量,通过技术的改造来降低能源的消耗,同时使各种生产数据得到优化的配置,才是摆脱困境最有效的方法。
乙二醇工艺设计中,乙二醇的精制是整个工艺流程的核心部分,关系着乙二醇产品的质量和产量。
因此,本设计以乙二醇精制为中心和重点,经过严密的计算和论证,得到了肯定的结果。
该技术具有世界共同发展趋向的节能性,是生产乙二醇工艺的重大突破。
图1 我国近些年乙二醇的供需情况年份产量万吨/年进口量万吨/年需求量万吨/年自给率%2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 9080909694110156174214105160214251339400406480522195240304347433510562654736463330282221282729第1章文献综述1.1乙二醇工业的发展[1][2]乙二醇是最简单和最重要的脂肪族二元醇,它在有机化工生产中是一种重要的基本原料,尤其广泛用于聚酯纤维、聚酯塑料的生产。
乙二醇的工艺流程
乙二醇的工艺流程乙二醇,又称为1,2-乙二醇,是一种重要的有机化合物,化学式为C2H6O2。
它是一种无色、无味、粘稠的液体,具有良好的溶解性和稳定性,广泛应用于化工、医药、食品等领域。
乙二醇的生产工艺流程主要包括合成气制乙二醇法、乙烯氧化法和乙烯水合法等多种方法。
本文将重点介绍乙二醇的工艺流程及其生产过程。
一、合成气制乙二醇法合成气制乙二醇法是目前乙二醇生产的主要工艺之一。
该方法是以合成气(一氧化碳和氢气的混合气体)为原料,通过催化剂的作用进行一系列的反应制得乙二醇。
其工艺流程主要包括气相合成乙醇、水合成乙醇和乙醇制乙二醇三个步骤。
1. 气相合成乙醇合成气与催化剂在高温高压条件下进行反应,生成乙醇。
这一步骤是乙二醇生产的关键环节,需要选择适合的催化剂和控制好反应条件,以提高乙醇的选择性和产率。
2. 水合成乙醇乙醇经过水合反应生成乙二醇。
水合反应是在一定温度和压力下进行的,需要控制好反应条件和催化剂的选择,以提高乙二醇的产率和纯度。
3. 乙醇制乙二醇乙醇经过一系列的精制步骤,如蒸馏、结晶、干燥等,最终得到纯度较高的乙二醇产品。
二、乙烯氧化法乙烯氧化法是另一种常用的乙二醇生产工艺。
该方法是以乙烯和氧气为原料,通过氧化反应制得环氧乙烷,再经水解得到乙二醇。
其工艺流程主要包括乙烯氧化、环氧乙烷水解和乙二醇精制三个步骤。
1. 乙烯氧化乙烯与氧气在催化剂的作用下进行氧化反应,生成环氧乙烷。
这一步骤需要选择适合的催化剂和控制好反应条件,以提高环氧乙烷的选择性和产率。
2. 环氧乙烷水解环氧乙烷经过水解反应生成乙二醇。
水解反应是在一定温度和压力下进行的,需要控制好反应条件和催化剂的选择,以提高乙二醇的产率和纯度。
3. 乙二醇精制乙二醇经过一系列的精制步骤,如蒸馏、结晶、干燥等,最终得到纯度较高的乙二醇产品。
三、乙烯水合法乙烯水合法是一种新兴的乙二醇生产工艺。
该方法是以乙烯和水为原料,通过水合反应制得乙二醇。
其工艺流程主要包括乙烯水合和乙二醇精制两个步骤。
煤制乙二醇工艺-草酸酯加氢合成路线[整理]
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。
乙二醇的生产原理
乙二醇的生产原理
乙二醇(又称为乙二醇、MEG)的生产可以通过以下步骤实现:
1.乙醇水合成:将乙醇与水在催化剂的存在下反应,生成乙醇水。
常见的催化剂有硫酸、磷酸等。
该反应一般在高温和高压条件下进行。
2.乙醇水脱水:将乙醇水经过脱水处理,使其水分含量降低。
这一步骤常使用分子筛、蒸馏等方法进行。
脱水后得到浓度较高的乙醇。
3.乙醇氧化:将浓缩的乙醇经过氧化反应。
常见的氧化剂是空气中的氧气或过氧化氢。
氧化反应中,乙醇被氧化为乙醛,而乙醛进一步氧化为乙二醇。
该反应一般在催化剂的存在下进行。
常用的催化剂有铜、铬等金属催化剂。
4.乙醇回收:通过蒸馏和其他分离技术,对反应产物进行提纯和乙醇的回收。
这一步骤旨在将乙二醇从反应混合物中分离出来,以获得高纯度的乙二醇。
乙二醇是一种广泛应用于化工行业的化学品,被用作溶剂、防冻剂、润滑剂、合成纤维等多个领域。
以上所述是常见的乙二醇生产原理,实际生产过程中可能还会有其他的工艺步骤和优化措施。
乙二醇反应工艺流程
乙二醇反应工艺流程
乙二醇是一种重要的化工原料,也是许多化学品的中间体。
以下是乙
二醇的反应工艺流程。
1.乙醇脱水
乙醇脱水是制备乙二醇的第一步。
乙醇在高温下与硫酸或磷酸等强酸
催化剂反应,发生脱水反应,生成乙烯。
乙烯进入蒸汽中冷却后,聚合反
应生成聚乙烯醇。
聚乙烯醇经过热解反应,生成乙醛。
乙醛再次被蒸馏分离,得到高纯度的乙醛。
2.乙醛氧化
乙醛氧化是制备乙二醇的关键步骤。
乙醛与氧气在银催化剂的作用下,进行氧化反应,生成乙醛酸。
该反应是一个选择性反应,能够很高效地将
乙醛转化为乙醛酸,同时避免进一步氧化为二醋酸。
乙醛酸经过蒸馏分离,得到高纯度的乙醛酸。
3.乙醛酸还原
乙醛酸还原是将乙醛酸转化为乙二醇的关键步骤。
乙醛酸经过加氢反应,在有催化剂存在的条件下,还原为乙醇。
这是一个反应平衡过程,需
要在适当的温度和压力下进行,以提高乙二醇收率和减少副产物的生成。
4.乙醇水合
乙醇水合是将乙醇转化为乙二醇的最后一步。
乙醇与蒸汽中的水蒸气
在催化剂的作用下反应,生成乙二醇。
该反应通常在高温下进行,以促进
反应速度和产率。
乙二醇经过蒸馏和精制,得到高纯度的乙二醇。
以上是乙二醇的反应工艺流程。
该流程经过多步反应和分离纯化步骤,能够高效地将乙醇转化为乙二醇,达到工业生产的要求。
这些工艺还涉及
到许多反应条件的优化,催化剂的选择和再生等问题,以提高乙二醇的产
率和纯度,降低生产成本。
【清华】乙二醇制备工艺完全版-1011-JH
乙二醇制备工艺选择乙二醇的制备工艺根据原料来源主要可以分为石油路线、非石油路线两种,每种路线又包括多种具体的工艺,下面进行详细的描述。
1.石油路线合成乙二醇石油路线的基本原料是乙烯和氧气,在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在条件下,将乙烯直接氧化生成环氧乙烷,然后将环氧乙烷制得乙二醇,具体的工艺又可以分为环氧乙烷直接水合法、环氧乙烷催化水合法、碳酸乙烯酯法,下面予以详述。
1.1环氧乙烷直接水合法环氧乙烷直接水合法是在2.23MPa、190~200℃条件下,在管式反应器中进行如下反应:生成的乙二醇水溶液中乙二醇质量分数大约在10%左右,同时副产一缩二乙二醇、三缩三乙二醇和多缩聚乙二醇,反应所得乙二醇稀溶液经薄膜蒸发器浓缩,再经脱水、精制得到合格的乙二醇产品及副产品。
环氧乙烷直接水合法是目前国内外工业化生产乙二醇的主要方法,目前,这种生产技术基本上由Shell、Halcon-SD以及UCC三家公司垄断,他们的工艺技术和工艺流程基本上相似,三家公司的专利技术主要区别体现在一些技术细节上。
由于反应液中含有大量的水,需要设置多个蒸发器脱水,造成工艺流程长,设备多,能耗高,直接影响乙二醇的生产成本,这也是现行乙二醇工业生产方法的主要缺点。
1.2环氧乙烷催化水合法环氧乙烷催化水合法是针对目前直接水合法生产乙二醇工艺中水比高的缺点,为了提高选择性,降低水比,同时保证降低反应温度和能耗。
目前,Shell公司、UCC公司、莫斯科门捷列夫化工学院、上海石油化工研究院等机构已经发表了一些环氧乙烷催化水合法制乙二醇的专利文献,其关键是催化剂的研制与开发,大致可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两大类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。
Shell公司1994年报道了季胺型酸式碳酸盐阴离子交换树脂作为催化剂进行环氧乙烷催化水合的工艺,环氧乙烷转化率达到95%~98%,乙二醇选择性为97%~98%。
煤制乙二醇的工艺及市场分析
煤制乙二醇的工艺及市场分析煤制乙二醇(Coal-to-Ethylene Glycol)是指将煤炭作为原料,通过一系列的化学反应,将其转化为乙二醇的过程。
乙二醇是一种重要的有机化工原料,广泛用于聚酯纤维、塑料、溶剂等领域。
本文将对煤制乙二醇的工艺及市场进行分析。
1.煤炭气化:将煤炭在高温下与空气或氧气进行反应,得到合成气。
气化反应一般在300-1200°C的温度下进行,反应产物主要是一氧化碳和氢气。
2.合成气处理:对合成气进行脱硫、脱煤渣等处理,以去除其中的有害物质。
3.催化转化:将合成气经过催化剂床层反应,进行乙二醇合成反应。
常用的催化剂有Cu/ZnO/Al2O3,也可以采用其他催化剂。
4.分离提纯:将反应产物经过蒸馏、吸附等分离技术,得到纯度高的乙二醇。
1.可以有效利用煤炭资源,缓解能源压力,减少对石油等化石能源的依赖。
2.煤制乙二醇的生产过程中产生的副产物可以用于发电或再生产其他化学品,提高资源利用率。
3.生产乙二醇的催化剂相对较为简单,成本较低。
4.煤炭气化技术已经得到广泛应用,工业化生产具备一定的技术基础。
然而,煤制乙二醇也存在一些挑战:1.煤制乙二醇的工艺流程较为复杂,需要高温、高压条件下进行反应,造成设备和能源的高投入。
2.反应废气中含有大量一氧化碳和二氧化碳等有害气体,需要进行处理和处理,增加了生产成本。
3.乙二醇市场竞争激烈,价格波动大,企业需要具备一定的市场竞争力。
市场分析:1.乙二醇是一种重要的有机化工原料,具有广泛的应用领域。
特别是聚酯纤维、聚酯塑料等行业对乙二醇的需求量较大。
2.煤制乙二醇可以有效利用煤炭资源,降低对石油等化石能源的依赖,符合环境保护和可持续发展的要求。
3.国内外多个国家和地区对乙二醇需求不断增加,市场潜力较大。
4.煤制乙二醇技术的发展逐渐成熟,具备一定的产业化规模,可以实现规模化、可持续的生产。
总的来说,煤制乙二醇具备较好的工艺技术基础和市场发展前景。
合成气合成乙二醇
合成⽓合成⼄⼆醇⼀、概述⼄⼆醇是⼀种重要的有机化⼯原料,⼴泛⽤于⽣产聚酯纤维、防冻剂、润滑剂、涂料、炸药等。
传统的⼄⼆醇⽣产⽅法主要通过⽯油路线,但由于⽯油资源的有限性和价格的波动性,发展⼀种从合成⽓(⼀氧化碳和氢⽓的混合物)出发合成⼄⼆醇的⼯艺变得越来越重要。
本⽂将详细介绍合成⽓合成⼄⼆醇的⼯艺技术、反应机理、优缺点以及未来的发展趋势。
⼆、合成⽓合成⼄⼆醇的⼯艺技术合成⽓合成⼄⼆醇的主要⼯艺技术包括:甲醇脱⽔法、酯化加氢法和直接合成法。
1.甲醇脱⽔法:此⽅法⾸先将合成⽓转化为甲醇,然后通过加热使甲醇脱⽔得到⼄⼆醇。
此⽅法虽然技术成熟,但步骤多,能量消耗⼤。
2.酯化加氢法:该⽅法通过酯化反应将合成⽓转化为⼄⼆醇酯,再通过加氢反应将酯还原为⼄⼆醇。
这种⽅法需要使⽤催化剂,且反应条件较为温和。
3.直接合成法:此⽅法通过⼀步反应直接将合成⽓转化为⼄⼆醇,是最理想的⼯艺⽅法。
但⽬前此技术尚不成熟,还需要进⼀步研发。
三、反应机理合成⽓合成⼄⼆醇的反应机理主要涉及甲醇合成的反应和后续的脱⽔或加氢反应。
具体反应⽅程如下:CO+2H2→CH3OH(甲醇合成反应)CH3OH→EG+H2O(甲醇脱⽔反应)或CH3COOC2H5+H2→CH3CH2OH+CH3COOH(酯化反应)CH3CH2OH+CH3COOH→EG+H2O(酯还原反应)四、合成⽓合成⼄⼆醇的优缺点1.优点:从合成⽓出发合成⼄⼆醇可以降低对⽯油资源的依赖,同时也能在油价波动时保持⽣产的稳定性。
此外,使⽤合成⽓作为原料有助于减少碳排放,从⽽降低对环境的影响。
2.缺点:与传统的⽯油路线相⽐,合成⽓路线所需的设备投资较⼤,且⼯艺复杂,导致⽣产成本相对较⾼。
此外,⽬前直接合成法的技术尚不成熟,影响了该⼯艺的⼤规模应⽤。
五、未来发展趋势随着技术的不断进步和环保意识的增强,从合成⽓出发合成⼄⼆醇的⼯艺将得到更⼴泛的应⽤。
未来研究⽅向主要包括:提⾼催化剂活性,降低能耗,简化⼯艺流程以及发展直接合成法等。
年产五十万吨乙二醇的生产工艺流程
年产五十万吨乙二醇的生产工艺流程下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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乙二醇技术对比分析
乙二醇技术对比分析
乙二醇(ethylene glycol)是一种重要的化工原料,广泛应用于聚酯、溶剂、冷却剂等领域。
乙二醇的生产技术也有多种不同的方法,下面
对比分析常见的乙二醇技术。
1.氧化方法:
2.氢化方法:
氢化法是乙二醇生产的另一种重要方法。
该方法使用氢气作为氢化剂,将乙醛催化加氢得到乙二醇。
与氧化法相比,氢化法反应条件较为温和,
不需要高温和高压,更适合大规模生产。
此外,氢化法对催化剂的选择和
设计也有较大影响,选择合适的催化剂可以显著提高乙二醇的产率和选择性。
3.半氢化方法:
半氢化法是氢化法的一种改进方法,使用半氢化催化剂,将乙醛部分
加氢得到乙醇,再将乙醇氧化成乙醛,循环反应进行乙二醇生产。
这种方
法可以减少氢气的消耗,提高原料的利用率,降低生产成本。
但是半氢化
法的操作相对复杂,对催化剂的选择和反应条件的控制要求较高。
4.二甲酯水合法:
综上所述,乙二醇的生产技术有氧化法、氢化法、半氢化法和二甲酯
水合法等多种方法。
不同的方法具有不同的优缺点,应根据实际需要选择
合适的技术。
随着科学技术的发展,乙二醇生产技术还将不断创新和改进,以满足社会经济的需求。
乙二醇生产工艺流程
乙二醇生产工艺流程乙二醇(Ethylene Glycol,简称EG)是一种重要的有机化工产品,广泛应用于化工、纺织、农药、胶粘剂等各个领域。
下面是乙二醇的生产工艺流程,总结如下。
第一步:乙烯氧化制取乙醛乙烯接受空气中的氧气,在催化剂的作用下氧化成乙醛。
常用的催化剂有金属氧化物如V2O5、MoO3/SiO2等。
乙醛的氧化反应式如下:C2H4+O2→CH3CHO反应温度一般在300-350℃,由于反应需要大量热量,通常需要通过对流加热管道将热量传导进来。
乙醛生成后通过冷凝器进行冷却,得到液体乙醛。
第二步:乙醛水合制取乙二醇乙醛和自来水在硫酸催化剂的作用下,发生水合反应生成乙二醇。
乙醛水合反应式如下:CH3CHO+H2O→HOCH2CH2OH反应温度一般在150-200℃,反应物与催化剂的比例为1:3-4、反应后得到的产物含有大量杂质,需要经过蒸馏和精制等步骤得到纯净的乙二醇。
第三步:乙二醇精制蒸馏塔是乙二醇的精制设备,通过对物料进行蒸馏来分离不同组分。
常见步骤如下:1.进料预热:将乙二醇预热至150-180℃,以提高蒸馏效果。
2.蒸馏分离:将预热后的乙二醇进入蒸馏塔,在塔中形成多个液相和汽相交替的层次,通过不同温度的分离器来分离乙二醇中的杂质。
3.精馏产品:将经过蒸馏分离后的乙二醇收集,经过冷却后得到最终的乙二醇产品。
第四步:乙二醇儿童透析管理根据产品的不同用途,可以进行各种乙二醇产品的后续加工和管理工作。
例如,可以对乙二醇进行脱色、脱臭、脱水等处理,以提高产品的质量和纯度。
1.催化剂的选择:不同催化剂具有不同的活性和选择性,对工艺流程有重要影响。
2.反应条件的控制:反应温度、压力等条件的选择和控制对反应结果和产物质量有重要影响。
3.分离技术的应用:乙二醇的精制过程需要运用有效的分离技术,以提高产物的纯度和质量。
这是乙二醇的生产工艺流程,主要包括乙烯氧化制取乙醛、乙醛水合制取乙二醇、乙二醇精制以及产品的后续管理等步骤。
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煤制气合成聚合级乙二醇新技术1 技术背景乙二醇是一种重要的基础化工原料,在大量应用的醇类物质中是继甲醇之后的第二大类醇,主要用于生产涤纶纤维、涂料和包装材料用聚酯树脂,占到乙二醇消费量的80%以上,其余用于生产防冻剂、润滑剂、炸药等。
目前,世界上乙二醇的总需求量约2000万吨,其中中国占到了30~40%,下表为我国近些年乙二醇的供需情况。
表1 我国近些年乙二醇的供需情况年份产量 万吨/年 进口量 万吨/年 需求量 万吨/年 自给率 % 200020012002200320042005200620072008 90 80 90 96 94 110 156 174 214 105 160 214 251 339 400 406 480 522 195 240 304 347 433 510 562 654 736 46 33 30 28 22 21 28 27 29由表1可见,2000~2008年,我国乙二醇的需求量和进口量呈逐年增加趋势,近三年乙二醇的进口依存度高达70%。
当前工业上生产乙二醇主要采用石油路线,由乙烯经气相氧化得环氧乙烷,再经液相催化水合制乙二醇。
但我国石油资源不足,存在“富煤、少气、贫油”的能源格局,因此开辟由煤制气生产乙二醇的新技术具有十分重要的现实意义和长远的战略意义。
2技术路线及国内外进展目前研究的煤制气合成乙二醇技术路线主要有三种(如下图所示)。
图1 煤造气合成乙二醇的三种主要技术路线其中,直接合成法具有理论上最佳的经济价值,其反应方程式如下:2CO + 3H 2HOCH 2CH 2OH但此反应在标准状态下属于Gibbs 自由能增加的反应,△G 500k = 6.60×104J/ mol ,热力学上受限制,在温和条件下很难进行,需要催化剂和高温高压条件。
上世纪70年代,美国UCC 公司采用铑催化剂,反应压力高达300MPa ;80年代反应压力降至50MPa ,温度降至230℃,但是选择性和转化率仍很低。
时至今日,直接法所取得的进展还不足以实现工业化,进一步缓和反应条件并提高催化剂的选择性和活性仍是主要的难点。
间接合成法效益则由于路线各异,取得的进展各不相同,其中甲醇甲醛路线研究的比较多,主要有甲醇脱氢二聚法、二甲醚氧化偶联法、羟基乙酸法、甲醛缩合法、甲醛氢甲酰化法等,但是这些方法研究的还不够深入,离工业化尚有很长距离。
草酸酯法的研究最为深入,分两步进行,CO 与亚硝酸酯气相催化合成草酸酯,再由草酸酯加氢得乙二醇。
该方法先利用醇类与NO 反应生成亚硝酸酯,在贵金属催化剂上与CO 羰基合成得到草酸二酯,草酸二酯再经催化加氢制得乙二醇。
主要的反应如下:草酸酯合成 2CO + 2RONO (COOR)2 + 2NO反应尾气的再生 2NO + 1/2O 2 + 2ROH 2RONO + H 2O 草酸酯加氢制乙二醇 (COOR)2 + 4H 2 (CH 2OH)2 + 2ROH 总反应式为: 2CO + 4H 2 + 1/2O 2 (CH 2OH)2 + H 2O煤制气经草酸酯合成乙二醇新技术中涉及三项关键催化剂,分别为:(1)高浓度CO 气源中选择性脱氢催化剂(2)草酸酯合成催化剂(3)草酸酯加氢制乙二醇催化剂其中,选择性脱氢催化剂主要用于脱除草酸二甲酯合成原料气CO 中少量的H 2,采用变压吸附制得的高浓度CO 气中还存在少量H 2,而H 2对草酸二甲酯合成催化剂会产生毒化作用,导致催化剂活性衰退,影响合成反应的进行,故要求铜基催化剂 贵金属催化剂将CO原料气中H脱除至100×10-6(vol)以下,通常采用催化燃烧加O2脱氢的方式,但又2要求避免CO与O2的副反应发生,脱氢选择性要求较高。
草酸酯工艺路线最早由美国联合石油公司于1966年提出,此后研究的重点一直围绕着上述三种催化剂展开。
1978年,日本宇部兴产公司在草酸酯合成催化剂PdCl2-CuCl2上进行了改进,选用了Pd∕C催化剂,并引入了亚硝酸酯,解决了原方法的腐蚀问题,提高了草酸酯的收率。
该公司建成了一套6000t∕a草酸二丁酯工业装置,初步实现了工业化。
1986年美国ARCO公司首先申请了草酸酯加氢制乙二醇工艺专利,并开发了Cu-Cr系加氢催化剂,乙二醇收率为95%,同年宇部兴产与UCC联合开发了Cu-Si系催化剂,乙二醇收率为97.2%。
国内从上世纪70年代末期就开始了CO催化合成草酸酯及其衍生物产品草酸、乙二醇的研究。
天津大学许慧根等开发了草酸二乙酯合成催化剂和草酸二乙酯加氢催化剂,加氢催化剂乙二醇选择性为80%左右,据报导已进行了一氧化碳气相催化偶联合成草酸酯1000h模试稳定性考察和百吨级工业试验,但加氢制乙二醇部分的工业试验未见报道。
华东理工大学肖文德、李伟等也开发了草酸二甲酯合成催化剂和草酸二甲酯加氢催化剂,草酸二甲酯转化率95%,乙二醇选择性可达90%,并与上海焦化厂合作申请了一种生产草酸二甲酯并联产碳酸二甲酯的工艺专利。
中科院福建物质结构研究所陈庚申等人从1978年开始从事草酸酯工艺的研究,是国内最富成效的研究单位,他们采用与日本宇部兴产公司类似的技术,利用脱氢净化后的一氧化碳,与亚硝酸酯在贵金属催化剂作用下,常压和140℃左右气固相催化反应合成草酸酯,同时草酸酯加氢催化剂采用Cu-Cr系催化剂,文献报道草酸酯转化率99.8%,乙二醇选择性达95.3%。
他们与江苏丹化集团、上海金煤化工新技术有限公司合作开展了300吨乙二醇/年中试和万吨级工业试验,在世界上率先实现了全套“煤制乙二醇”技术路线和工业化应用,取得了一项拥有自主知识产权的世界首创技术。
技术的进步永无止尽,“煤制乙二醇”作为一项全新的技术更需要不断完善,特别是三项关键催化剂的主要指标还需进一步改进提高,工艺还需进一步优化,产品还需提高质量,达到聚合级的要求。
我所开发的煤制气合成聚合级乙二醇新技术采用了经草酸二甲酯合成乙二醇的技术路线,该路线的优点在于1)羰基合成反应条件温和,易于控制;2)亚硝酸甲酯相对较稳定;3)加氢产物中草酸二甲酯与乙二醇易分离。
该新技术中三项关键催化剂的开发工作历时三年半,在广泛文献、实地调研的基础上,紧紧抓住催化剂的活性、选择性、稳定性等主要指标,开发出了TH-5选择性脱氢催化剂、HDMO-1草酸二甲酯合成催化剂和HEG-1草酸二甲酯加氢催化剂。
以三项催化剂为核心,结合先进的工业反应器、先进的工艺和高效的分离技术,我们的目标是在300-1000吨乙二醇/年中试装置的基础上开发出国际先进的煤制气合成聚合级乙二醇成套新技术。
3 技术可靠性分析国外对合成气制草酸酯和乙二醇的研究已有近50年历史,国内也有30年历史,在催化剂的制备和工艺路线优化上积累了丰富的经验,同时国内外已有规模化试验装置投产。
我所集30余年来氨合成催化剂、耐硫变换催化剂、精脱硫剂和贵金属脱氢、脱氧、脱烃等催化剂等多种类型工业催化剂的应用研究及其使用技术的研究经验,紧紧抓住上述三项关键催化剂的主要指标进行开发,取得了显著成绩。
同时,我所的国家气体净化剂重点工业生产基地现有贵金属催化剂生产线,催化剂生产质量稳定,可随时进行新型催化剂的大规模生产。
我所开发的煤制气合成聚合级乙二醇新技术中三项关键催化剂,2009年9月15日通过了成果鉴定会,由国内煤化工领域多位知名专家组成的鉴定委员会对该成果给予了高度评价。
TH-5选择性脱氢催化剂体系与国内外文献报道的催化剂体系不同,具有新颖性、创造性。
实验室研究结果表明该催化剂脱氢选择性好,在工业粒度Φ3-4mm,气源组成97.5%CO、1.5%H2、0.9%O2,空速3000h-1,150~200℃条件下,出口H2<100×10-6(vol),CO损失量(即CO2增量)<0.3%(vol),超过国内外文献报道的水平。
HDMO-1草酸二甲酯合成催化剂与国内外文献报道的草酸二甲酯合成催化剂体系不同,具有新颖性、创造性。
实验室研究结果表明该催化剂低温活性好,与文献报道的工业粒度Φ3-4mm、130℃时草酸二甲酯合成催化剂最高时空收率相比,HDMO-1催化剂在115℃时的时空收率,比其高6%,且反应温度降低15℃。
HEG-1草酸二甲酯加氢催化剂为无Cr的Cu-Si系,与国内文献报道已进行工业化试验的Cu-Cr系催化剂相比,符合人体健康与环保要求。
实验室研究结果表明该催化剂的低温活性好,工业粒度2mm×2mm、189℃与193℃时,DMO 转化率分别为98%、>99%,EG选择性分别为93%、98%,超过国内外文献报道的Cu-Si系、Cu-Cr系的草酸二甲酯加氢催化剂工业粒度数据水平。
鉴定委员会一致认为:成果完成单位集30余年来多种类型工业催化剂的应用研究及其使用技术的研究经验,紧紧抓住上述三项关键催化剂进行创新探索,是我国又一家对该三项关键催化剂进行全面研究的单位。
该三项关键催化剂成果具有创新性,总体上达到国际先进水平。
其中,催化剂选择性、低温活性主要指标处于国际领先水平。
目前国内有数家开发机构在进行煤制气合成乙二醇方面的研究,且已有万吨级工业装置的运行报道,都普遍存在一些问题。
我所在有些方面已取得突破,如开发的三项核心催化剂的选择性、低温活性主要指标处于国际领先水平;配套的新型反应器与国内一流的反应器设计机构合作,已完成基础设计;已经申请三项催化剂的中国发明专利和一项生产聚合级乙二醇的新工艺专利(一氧化碳原料气脱氢催化剂及其制备和应用方法,专利申请号CN 200910061853.5;一种气相合成草酸酯催化剂的制备方法,专利申请号CN 200910061854.X;一种草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂及其制备方法,专利申请号CN 200910063310.7;一种生产聚合级乙二醇并联产乙醇酸甲酯的方法,专利申请号CN 200910061855.4);配套分离技术和工程化问题正在计划或进行中。
4 主要工序(1)变换及净化工序:煤制气经变换和净化后获得合格的合成气(CO+H2)。
(2)PSA分离工序:采用变压吸附(PSA)分离获得CO和H2原料。
(3)脱氢工序:采用TH-5选择性脱氢催化剂脱除CO中的H2。
(4)羰化反应工序:采用HDMO-1草酸二甲酯合成催化剂制得草酸二甲酯。
(5)酯化工序:发生NO并合成亚硝酸甲酯以满足羰化反应需要。
(6)加氢工序:采用HEG-1草酸二甲酯加氢催化剂制得乙二醇并联产乙醇酸甲酯。
(7)分离工序:将加氢的乙二醇粗产品分离得到聚合级乙二醇产品。
5 经济效益及投资估算此工艺路线将改变草酸酯及草酸、乙二醇等重要化工原料的现有合成路线和生产工艺过程,解决由于石油资源日益短缺引起的石油乙烯和乙二醇供不应求的困难局面,同时显著降低乙二醇的生产成本,为生产企业创造巨大的经济效益。