EOEG(乙二醇)装置工艺技术特点及基本原理教学内容

EOEG(乙二醇)装置工艺技术特点及基本原理教学内容
EOEG(乙二醇)装置工艺技术特点及基本原理教学内容

工艺技术特点及基本原理

基本原理

乙烯氧化生成环氧乙烷的反应机理

乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择性氧化(部分氧化)和深度氧化(完全氧化)两种情况。乙烯分子中的碳—碳双键(C=C)具有突出的反应活性,在一定氧化条件下可实现碳—碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷,但在通常氧化条件下,乙烯分子骨架很容易被破坏,发生深度氧化而生成二氧化碳和水。目前工业上乙烯直接氧化生成环氧乙烷的最佳催化剂是银催化剂。

(1)主反应

乙烯氧化生成环氧乙烷是放热反应,在250℃时,每生成一摩尔环氧乙烷要释放出25.19千卡的反应热。

(2)副反应

乙烯氧化时除生成产物环氧乙烷外,还发生其它反应:

在工业生产中,反应产物里实际主要是环氧乙烷、二氧化碳和水,而甲醛量远小于1%,乙醛量则更小。

反应(2)是主要副反应,也是放热反应,250℃时,每反应掉1摩尔乙烯要放出315.9千卡反应热,如果反应温度过高或其它条件影响会产生反应(3),其反应也是强放热反应,每反应掉1摩尔环氧乙烷要放出314.4千卡的热量,副反应(2)和(3)与主反应(1)的反应进行比较,便可看出副反应的反应热是主反应热的卡几倍,因此必须严格控制工艺条件,以防副反应增加。不然,副反应加剧,势必引起操作条件恶化,造成恶性循环,甚至发生催化剂床层"飞温"(由于催化剂床层大量积聚热量造成催化剂层温度突然飞速上升的现象)而使正常生产遭到破坏。

近代对乙烯在银催化剂条件下的选择性氧化机理做了大量的研究,比较统一的看法是: A.氧被银表现吸附的形态

初始时,在各种不同温度下氧被高速度吸附,此时活化能很低,约为3千卡/克分子,这个过程发生在四个邻近的清洁的银原子上氧分子的解离吸附(非活化解离吸附)。

O2+4Ag(邻近)→2O2-(吸附)+4Ag+(邻近) (a)

如果银表面有四分之一被氯遮盖时,则上述过程被完全吸附。

第二种过程是表面缺乏四个邻近的清洁银原子时,则发生氧分子的非离解吸附,此时氧

分子一个电子,这个过程的活化能约为7.9千卡/克分子。

O2 + Ag → O2-(吸附) + Ag+ (b)

第三种过程是在较高温下发生的,此时活化能最高,约为14.4千卡/克分子,这个过程要求非邻近的银原子迁移,形成邻近银原子的吸附点,从而发生氧分子的解离吸附(活化的解离吸附)

O2+4Ag(非邻近)→2O2-(吸附)+4Ag+(邻近) (c)

这个过程是随温度的降低而被减弱。

B.乙烯与吸附氧之间的相互作用

乙烯与被吸附的分子氧作用生成环氧乙烷,而与离解的原子氧作用生成二氧化碳和水。

C.乙烯选择性氧化为环氧乙烷的机理。

氯有较高吸附热,它能优先地迅速占领银表面的吸附点。前面已讲到,当银表现有四分子一被氯遮盖时,氧分子非活化解离吸附〔式(a)几乎完全不会发生,由于氯表面迁移活化能比氧高,所以也能抑制氧分子活化的离解吸附〔式(c)〕。因此可以看出,在原料气中一定计量的氯能提高选择性的实质,是银催化剂表面上氯能有效的抑制氧分子的解离吸附,这样在银表面上被吸附的原子氧浓度大为降低,被吸附的分子氧浓度大为增高,因此提高了乙烯直接氧化反应过程的选择性。

在适宜温度下,当银催化剂表面为氯最佳遮盖时,氧分子的非活化离解吸附将完全抑制,而氧分子的活化解离吸附与氧分子的非解离吸附相比可以忽略,这样乙烯便与吸附的分子氧进行选择性氧化。

O2 + CH2=CH2→ C2H4O + 0(吸附) (d)

生成的原子氧与乙烯发生深度氧化而成为二氧化碳和水。

6O(吸附) + CH2=CH2→ 2CO2 + 2H2O (e)

反应(e)是在反应(d)生成原子氧的前提下进行的。因此,在稳定状态下,须将反应(d)和(e)结合起来统一考虑。将反应(d)各项系数乘以6,再与反应(e)结合得到下式。

7CH2=CH2 + 6O2(吸附) → 6C2H4O + 2CO2 + 2H2O (f)

如果环氧乙烷在反应中不被氧化,即转化率等于零,反应(d)所生成的氧原子的复合(或脱吸)反应。

20(吸附) → O2 (g)

进行的速度很慢,那么按上述机理,乙烯直接氧化成环氧乙烷反应选择性的极限值是

6/7,即每7个乙烯分子参加反应,其中6个转变为环氧乙烷,而有一个发生燃烧反应生成二氧化碳和水。事实上,前面谈到的几个假定条件是难实现的,所以一般反应的选择性都在80%以下。

二氧化碳吸收、脱除机理

本装置脱除氧化反应副产物二氧化碳,是采用碳酸盐溶液吸收二氧化碳来进行的,此反应不是单纯的溶解过程,在溶解过程中发生了化学吸收反应(在接触吸收塔C-201中进行)。

K2CO3 + CO2 + H2O → 2KHCO3(吸收)

此反应分五步进行:

乙二醇生产工艺综述

乙二醇生产工艺综述 摘要: 本文通过对石化路线和C1路线生产乙二醇进行比较,分析了两种路线各种工艺的优缺点,针对目前我国石油稀缺,煤炭丰富的现状,重点介绍了由合成气间接合成乙二醇工艺的发展现状。 1、前言: 乙二醇是一种重要的有机化工原料,主要用来生产聚酯纤维(PET)、塑料、橡胶、聚酯漆、胶粘剂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药,也大量用作溶剂、润滑剂、增塑剂和防冻剂等。 目前乙二醇的工业生产方法主要是由乙烯经过银催化剂上的气相氧化生成环氧乙烷,再进行液相非催化水合制得乙二醇产品。该工艺路线完全依赖于不可再生的石油资源,随着近年来国民经济的长足发展,我国石油消费一直呈上涨趋势。面临世界石油资源的日渐短缺,开辟新的乙二醇生产工艺路线成为研究热点。 2、石化路线合成乙二醇方法概述 在石化路线中有环氧乙烷(EO)直接催化水合法和碳酸乙烯酯(EC)法路线,EC路线又分EC直接水合生产EG、EC法和甲醇反应联产EG、碳酸二甲酯(DMC)法。 上述方法的基础首先是乙烯氧化生成环氧乙烷,因而环氧乙烷的生产效率直接关系到石化路线生产乙二醇的成本。 1938年荚国UCC公司首先建立了乙烯通过银催化剂气相氧化生产环氧己烷(EO)的工业装置,环氧乙烷再与水蒸气反应合成乙二醇,从而开始了乙二醇大规模工业化生产的时代。 目前乙二醇的生产基本上是以乙烯为原料,通过EO非催化液相水合法进行,而银则是乙烯氧化制环氧乙烷唯一有效的催化剂。通过对环氧乙烷生产成本的分析表明,原料乙烯的消耗占生产成本的70%,所以工业上EO、EG生产技术的进展很大程度上取决于EO催化剂的选择性的进一步提高,以实现有效的节约乙烯,提高经济效益。 总的来说,虽然人们对石化路线合成乙二醇的催化剂、水合效率等进行了大量研究工作,但这种工艺任存在乙烯氧化制环氧乙烷的选择性较低;环氧乙烷水

煤制乙二醇工艺流程详细工艺

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+HCl ClCH2-CH2OH+H2O→HOCH2-CH2OH+HCl 催化剂再生: TiCl+2CuCl2→2CuCl2+H2O 2CuCl+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

乙二醇生产工艺

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 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 第1章文献综述

(整理)乙二醇生产制备

乙二醇生產製備 前言 乙二醇在國民經濟中有著極其重要的地位,是大宗有機化工產品。廣泛用於生產聚酯纖維、薄膜、容器瓶類等聚酯系列產品和汽車防凍劑,還可用於除冰劑、表面塗料、表面活性劑、增塑劑、不飽和聚酯樹脂以及合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工產品的原料,雖然乙二醇產品用途極廣,但國內乙二醇的產量一直無法滿足國內市場的強勁需求,乙二醇自給率不足50%,有相當大的部分需要進口,易受國際市場供求關係的影響。因此,發展和技術改造乙二醇工藝設計對我國經濟發展有著重要的意義。 隨著我國市場經濟的發展,以前那種單純*增大原料和能源的消耗來提高產量的做法已逐漸被淘汰,繼續這種做法的企業已經瀕臨破產倒閉;現在只有依*科技的力量,通過技術的改造來降低能源的消耗,同時使各種生產資料得到優化的配置,才是擺脫困境最有效的方法。乙二醇工藝設計中,乙二醇的精製是整個工藝流程的核心部分,關係著乙二醇產品的品質和產量。因此,本設計以乙二醇精製為中心和重點,經過嚴密的計算和論證,得到了肯定的結果。 該技術具有世界共同發展趨向的節能性,是生產乙二醇工藝的重大突破。

第1章文獻綜述 1.1 乙二醇工業的發展[1][2] 乙二醇是最簡單和最重要的脂肪族二元醇,它在有機化工生產中是一種重要的基本原料,尤其廣泛用於聚酯纖維、聚酯塑膠的生產。在汽車、航空、儀錶工業的冷卻系統中,它是抗凍劑的重要成分。在溶劑、潤滑劑、軟化劑,增塑劑和炸藥的生產中也有多種用途。 乙二醇是由Wurtz於1859年首次用氫氧化鉀水解乙二醇二乙酸酯制得的。第一次世界大戰期間,人們利用乙二醇的二硝酸酯能降低甘油凝固點的特性來代替甘油生產炸藥。本世紀20年代,隨著汽車工業的發展,抗凍劑的需求猛增,導致了乙二醇供不應求。當時是採用氯乙醇皂化法生產乙二醇。50年代中期,聚酯樹脂的開發成功和投入生產,再度刺激了乙二醇工業的發展,由石油化工基本原料乙烯或環氧乙烷的氧化、水解制乙二醇的方法開始佔據主導地位。70年代,在經歷了石油能源危機之後,人們又試圖尋求以天然氣或煤替代石油製備乙二醇的方法,並取得了重大突破。由此可見,乙二醇的生產技術主要有以石油產品和以天然氣(或煤)制得合成氣為原料的兩條途徑。 1.1.1 世界乙二醇工業的概況[2]

现代煤化工煤制乙二醇技术概述

现代煤化工煤制乙二醇技术概述 摘要:本文主要研究现代煤化工中煤制乙二醇的技术。简单介绍了乙二醇的性质和用途,以及其制备技术的发展现状;对煤制乙二醇技术中的直接合成法及间接合成法做了概述;讨论了煤制乙二醇技术在发展过程中存在的问题;讨论了我国在乙二醇工艺技术中的现状。 关键字:煤制乙二醇;直接合成法;间接合成法;草酸酯法;现状 引言 乙二醇是一种重要的大宗基础有机化工原料,可用于生产多种化工产品,如聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂、炸药、涂料和油墨等,应用领域非常广泛。 在中国,乙二醇主要作为聚酯及防冻液的原料,其中聚酯消费占90%以上,2013年国内乙二醇进口量825万t,进口依存度高达70%左右,市场缺口巨大。2014年,国内新增聚酯产能预计达500万t,将继续拉动乙二醇消费量的增长。乙二醇在中国国民经济发展中正发挥着越来越重要的作用。乙二醇的生产工艺路线按原料不同可分为石油路线和非石油路线。在现阶段,全球主要的大型乙二醇生产装置均采用石油路线,也称乙烯路线,即在银催化剂、甲烷或H2致稳剂、氯化物抑制剂存在下,乙烯直接被O2氧化生成环氧乙烷,再与水直接或催化条件下反应生成乙二醇。石油路线经过多年的发展,工艺已趋于成熟,但耗水量大,生产过程副产物多且生产原料受石油价格波动影响较大,无法摆脱对石油资源的依赖。 因此,结合中国贫油、少气和相对富煤的能源结构特点,开发一条以煤为原料、经济合理的乙二醇合成工艺路线,符合中国的可持续发展战略。目前,国内掀起了开发煤基乙二醇的热潮,煤制乙二醇技术已经成为煤化工行业关注的焦点。

1乙二醇制备技术简介 1.1乙二醇性质简介 乙二醇(EG)是一种重要的石油化工基础有机原料,又名甘醇、亚乙基二醇,分子式为HOCH2CH2OH,是无色透明、稍带甜味的黏稠液体。乙二醇是最简单和最重要的脂肪族二元醇,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。高纯乙二醇可用做过硼酸铵的溶剂和介质,还可用于生产特种溶剂乙二醇醚。 1.2乙二醇制备的技术发展现状 目前,我国主要采用以下几种方法来制备乙二醇 1.1生物质发酵制备乙二醇 本工艺主要是将多糖、淀粉、秸秆等生物质混合发酵后制备多元醇,采用可再生能源作为原材料,具有广阔的应用前景目前,我国有多家科研单位和企业从事相关工作,如大连化物所采用玉米秸秆为原料制备了乙二醇、丙二醇等化工醇产品。 1.2石油路线制备乙二醇 该方法为目前世界上工业乙二醇生产中最为常用的一种方法该工艺以石油裂解产物乙烯为原料,经氧化后制得环氧乙烷,环氧乙烷水合后得到产物乙二醇,产品的收率可达90%以上。 1.3半石油路线制备乙二醇 该方法是石油路线的优化和改进,具有效率高和能耗小的优点,但是目前还没有实现工业化生产,仍在实验室中试阶段该方法采用环氧乙烷为原料,和二氧化碳反应生成碳酸乙烯醋,经过水解得到目标产物乙二醇。

尿素的工业发展过程

尿素的工业发展过程 化学工程 2008级工程硕士 摘要对尿素工业发展历史进行介绍,简述了尿素工业化过程、体系结构与发展趋势 1、尿素简介 尿素,H2NCONH2学名碳酰二胺化学名称为脲,或者碳酰胺,以氨和二氧化碳合成的一种主要的氮肥。因人及哺乳动物的尿液中含有这种物质而得名,白色针状或柱状结晶,熔点132.7℃,常压下温度超过熔点即分解。现在是一 种常见而普通的化工产品,但是它的发现特别是人工合成、工业化一系列过程 却非常有意义,即体现近代工业发展的情况,更是对人类哲学、宗教理念的一 次冲击。当然现在尿素不仅作为肥料给我们带来的是农作物的高产,同时也广 泛应用与工业作为高聚合材料、多种添加剂、医药、试剂等方面。 2、尿素的发展史 尿素最先在动物的排泄物中发现。第一次得到尿素结晶是1773年,化学 家鲁埃勒(Rouelle)蒸干人尿而得。第一次得到纯尿素是1798年富克拉伊(Rourcray)等人从尿素硝酸盐中制的。 人类历史上,第一次用人工的方法从无机物中制的尿素,是在1824年,德国化学家武勒(Friedrich Wohler)使用氰酸与氨反应,产生了白色的尿素,而且证明其与从尿液中提取的尿素一样。打破了当时生命力论的理论,即有机体 内的含碳化合物是由奇妙的“生命力”造成,无法用人力取得,只能由有机物 产生有机物。这次实验的成功,成为现代有机化学兴起的标志。同时在哲学上 也是一场革命。 在这之后,又出现了50多种制备尿素的方法。但是这些方法或者原料难取、或者有毒、或者难以控制、或者不经济,最终都未工业化。1868年俄国化学家巴扎罗夫找到工业化的基础反应办法,即将氨基甲酸铵和碳酸铵长期加热 而达到尿素。 现代工业都是以氨与二氧化碳为原料生产尿素。世界上第一座这样的工厂是德国的法本公司于1922年在Oppau建成投产的,采用热混合气压缩循环。

煤制乙二醇项目解决方案介绍

Technology 技术纵横 摘要:为了推广一体化解决方案在煤制乙二醇装置上的应用,提高国产自控系统的竞争力,降低国内同类项目全生命周期成本,和利时HOLLiAS 一体化解决方案提供了覆盖用户工厂全部需求的产品和服务,从工艺控制、安全管理、资产管理、控制优化、生产管理等方面为用户提供增值的解决方案,使生产运营逐步实现精益化、智能化,最终的目标是实现企业运营最优化。一体化方案在乙二醇装置上的优势和实力,可为今后国内同行业自控装置的选型与配置提供借鉴和支撑。关键词:K 系列DCS ;乙二醇;一体化方案;控制 Abstract: In order to promote the integration of application in the Coal-to-ethylene Glycol plant, improve the competitiveness of automatic control system in China, and reduce the cost of whole life cycle of similar projects, HOLLiAS integration solution provides all customers' requirements for products and services in plant, and provides customers with value-added solutions for process control, safety management, asset management, control optimization, production management, etc., which make the operation gradually realize the streamline and intelligent, and its ultimate goal is to realize the enterprise operation optimization. Integration in the ethylene glycol plant's advantage and strength, is a reference and support for the automatic control system selection and con?guration for the future plant in China. Key words: K series DCS; Ethylene glycol; Integration solution; Control 目前,和利时已成功实施多个煤制乙二醇项目,为用户提供了DCS 与SIS 系统的一体化解决方案,并对氧煤比等主要回路进行 优化控制,实现安全稳定、优化控制与操作方便的统一。 1 行业简述 乙二醇(EG )是一种重要的有机化工原料,主要用于生产聚酯纤维和防冻剂,此外还可用于生产不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等,用途十分广泛。 截至2015年底,中国已投产运行和试车成功的煤(合成气)制乙二醇(CTMEG )项目共10个,总产能170万吨。早期投产的示范项目运行渐入佳境。 2016年将是中国煤制乙二醇产能爆发的开端之年,将新建10个项目,总计乙二醇产能166万吨/年。草酸酯路线煤制乙二醇的技术研发正在向低成本、高选择性、长催化剂寿命和环境友好的方向发展。由于产品质量不断优化,煤制乙二醇已经开始被大规模应用于聚酯化纤行业。来自亚化咨询的消息称,至2020年中国将总计建成41个煤制乙二醇项目,总产能将达到1026万吨。煤制乙二醇将成为中国聚酯化纤行业的重要原料来源。 2 主要工艺介绍 目前我国乙二醇的生产技术主要有两种路线。一种是以乙烯为原料经环氧乙烷(EO )非催化液相水合法生产乙二醇的石化路线。这种工艺存在乙烯氧化制环氧乙烷的选择性较低、环氧乙烷水合副产物多(主要为二乙二醇、三乙二醇)、分离精制工艺复杂、能耗大等问题,生产乙烯的原料是石油产品,原油来源受控因素较多。

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 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 ) : C 2H 4+1/20尸 C 2H 40+105.5kJ/mol 并列副反应 ( 深度氧化 ) : QH 4+302— 2C02+2H 20+1422 . 6kJ / mol 并列副反应 ( 深度氧化 ) : C 2H 4O+5/2OI 2CO+2H 2O+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。 1.3 通过中间体合成乙二醇 通过中间体合成乙二醇主要有日本三菱化学开发的经碳酸乙烯酯路线和由 Texac 。开发的联产乙二.醇和碳酸二甲酯路线,以及Shell 开发的经 二氧戊环的路线。此外,以乙烯与醋酸为原料,经二醋酸乙烯酯的直接法工艺研究也十分活跃。 ?乙二醇和碳酸二甲酯联产技术 该技术的主要过程为两步:首先 C02和环氧乙烷在催化剂作用下合成碳酸乙烯酯,然后碳酸乙烯酯和甲醇反应生成碳酸二甲酯和乙二醇。这两步 反应属于原子利用率 100%的反应。 乙二醇和碳酸二甲酯联产技术进行工业化生产时原料易得,不存在环氧乙烷水合法选择性差的问题,在现有环氧乙烷生产装置内,只需增加生产 碳酸乙烯酯的反应步骤就可以生产两个非常有价值的产品,故非常具有吸引力。但目前此工艺尚处于实验室阶段。 ?碳酸乙烯酯水解合成乙二醇技术 此工艺国外有多个公司在研发,其中以日本三菱化学开发的工艺比较完善。 三菱化学开发的工艺以环氧乙烷装置制的含水 40%的环氧乙烷与二氧化碳为原料, 催化剂为基于四价磷的均相催化剂, 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 EG 的速率比不采用催化剂时快百倍,因此反应体系中的乙二醇浓度高, 乙二醇的选择性可达到 99. 3%?99. 4%。三菱化学打算与掌握先进乙二醇生产技术的 Shell 公司合作。2002年4月,三菱与Shell 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、亚洲新增的装置中推广该工艺。 2 非石油路线工艺 在全球石油资源日益匮乏及石油价格日益上涨的今天,再使用石油路线生产工艺不仅成本非常高,而且原料的来源问题日益严重,因此非石油 路线制乙二醇成为未来的发展方向。 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。 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 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 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 ) 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 200 C ,压力约 2. OMPat 勺条件下,在高选择性银催化剂的作用下发生乙烯氧

尿素工艺流程简述(副本)

尿素工艺流程简述 1、尿素的合成 CO压缩机五段出口CO气体压力约20.69MPa(绝),温度约125C,进入尿素 合成塔的量决定系统生产负荷。 从一吸塔来的氨基甲酸铵溶液温度约90 C左右,经一甲泵加压至约20.69MPa (绝)进入尿素合成塔,一般维持进料"O/CO (摩尔比)0.65?0.70。从氨泵来的液氨经预热器预热至40?70C进入尿素合成塔,液氨用量根据生产负荷决定,塔顶温度控制在186?190C,进料NH/CC2分子比控制3.8?4.2。 尿塔压力由塔顶减压阀PIC204 (自调阀)自动控制,一般维持19.6MPa(表)物料在塔内停留时间为40分钟,CO转化率》65% 为防止尿塔停车时管路堵塞,设置高压冲洗泵,将蒸汽冷凝液加压到19.6?25.0MPa送到合成塔进出口物料管线进行冲洗置换。 2、中压分解 出合成塔气液混合物减压至1.77MPa(绝)进入预分离器,合成液中的氨大部分被分离闪蒸出来,通过气相管道进入一吸外冷却器,液相进入预蒸馏塔上部,在此分离出闪蒸气后溶液自流至中部蒸馏段,与一分加热器来的热气逆流接触,进 行传质、传热,使液相中的部分甲铵与过剩氨分解、蒸出进入气相,同时,气相中的水蒸汽部分冷凝降低了出塔气相带水量。 出预蒸馏塔中部的液体进入一分加热器,经饱和蒸汽加热后,出一分加热器温度控制在155?160C,保证氨基甲酸铵的分解率达到88%总氨蒸出率达到90% 加热后物料进入预蒸馏塔下部的分离段进行气液分离,分离段液位由LICA302 摇控控制,物料减压后送至二分塔。 在一分加热器液相入口用空压机补加空气,防止一段分解系统设备管道的腐蚀, 加入空气量由流量计指示(约2m i/TUr)通过旁路放空阀调节流量。 3、二段分解(低压分解) 出预蒸馏塔的液体经LRC302减压至0.29?0.39MPa (绝),进入二分塔上部进行闪蒸,液体在填料精馏段与塔下分离段来的气体进行传质、传热,以降低出塔气体温度和提高进二分塔加热器的液体温度。 出二分塔加热物料温度为135?145C,该温度由TRC303自动控制,物料被加热后进入二分塔分离段进行气液分离,二分塔液位由LIC303自动控制。 4、闪蒸

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 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 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。在汽车、航空、仪表工业的冷却系统中,它是抗冻剂的重要成分。在溶剂、润滑剂、软化剂,增塑剂和炸药的生产中也有多种用途。 乙二醇是由Wurtz于1859年首次用氢氧化钾水解乙二醇二乙酸酯制得的。第一次世界大战期间,人们利

尿素生产工艺流程简介

经蒸发、造粒后包装销售。粗甲醇经精馏得到精甲醇销售。 二氧化碳经净化和压缩后,与氨一起送入尿素合成塔,在适当的温度和压力下,合成尿素,的氮氢混合气压缩到高压,并在高温、有催化剂存在的情况下合成为氨。脱碳解吸出来的换、二次脱硫、脱碳、精脱硫、甲醇、烃化等工艺将气体净化,除去各种杂质后,将纯净 原料煤利用蒸汽和空气为气化剂,在煤气发生炉内产生半水煤气,经一次脱硫、变生产流程说明 一分厂生产流程 一分厂生产流程及说明 1、造气工段 工艺流程说明: 采用间歇式固定常压气化法,即在煤气发生炉内,以无烟块煤或焦炭为原料,并保持一定的炭层,在高温下,交替地吹入空气和蒸汽,使煤气化,以制取合格的半水煤气。经除尘、热量回用降温后送入气柜。自上一次开始送风至下一次开始送风为止,称为一个工作循环,每个循环分吹风、上吹、下吹、二次上吹和吹净五个部分。 各工段流程 2、一脱工段除去焦油等杂质后送往压缩一入。目前使用的脱硫方法为栲胶脱硫法。 S,然后进入冷却清洗塔上段降温后,经静电除焦2后进入脱硫塔,脱除部分H 油等杂质并降低一定温度后由萝茨风机加压送到冷却清洗塔下段降温、除尘 来自造气的半水煤气,经半水煤气气柜出口冷洗塔除去部分粉尘,煤焦

3、变换工段 流程说明: 半水煤气经除油器除去气体挟带的油等杂质后,一氧化碳与水蒸汽借助于催化 剂的作用,在一定的温度下变换成二氧化碳和氢气。通过变换既除去了一氧化碳, 又得到了制合成氨的原料气氢和制尿素所需的原料气二氧化碳,使热量得到有效回 收。本工段采用全低变工艺进行变换。 4.二次脱硫 流程说明: 变换气经过气液分离器后进入脱硫塔脱除变换气中的H2S后送往压缩三入。并经溶液再生,提取单质硫。采用栲胶脱硫法脱硫。 利用二氧化碳气体在碳丙液中溶解度大的特点,除去变换气中的二氧化碳,净 化气经精脱硫脱除微量硫后送往压缩四段。二氧化碳气体经净化、压缩,送至尿素 合成塔。碳丙液对CO2的吸收在低压下符合亨利定律,因此采用加压吸收,减压再生。

义马年产30万吨煤制乙二醇方案

义马煤业综能煤制乙二醇项目 技术方案 东华工程科技股份有限公司 2010年5月于合肥

目录 1. 产品方案和产品规模 2. 工艺技术路线选择 3. 工艺流程简述 4. 公用工程简述 5. 消耗 6. 投资估算 7. 技术经济分析

1.产品方案和产品规模 义马煤业综能有限责任公司现正在建设一套30万吨/年的甲醇项目,由于现在甲醇市场效益的降低,公司预以现有的流程生产乙二醇产品。原有的气化、变换、甲醇洗等装置不变,公用工程规模做相应大小的修改,增上H2/CO分离、草酸二甲酯合成、乙二醇合成和精馏等装置,达到生产乙二醇的要求。目前根据以前甲醇气化装置的能力,现在乙二醇正常操作的能力如下: 产品方案:乙二醇 产品规模: 31.2万吨/年 操作时间: 8000小时/年 2.工艺技术路线选择 传统乙二醇生产技术路线主要为石油路线,采用乙烯为原料,通过环氧乙烷再生产乙二醇;由于石油价格的不断攀升,以及中国的石油缺口越来越大,使得采用以煤为原料,通过合成气生产乙二醇技术得到快速发展,并使得以煤为原料代替石油路线生产乙二醇成为可能。 日本宇部兴产采用合成气(CO+H2)生产草酸二甲酯的工业化生产装置已经稳定运行了20多年,且宇部兴产也对草酸二甲酯加氢生产乙二醇进行了催化剂筛选和实验室试验,并获得了很高的转化率和选择性。 因此,本技术方案拟采用日本宇部的草酸二甲酯生产技术,以及宇部筛选的催化剂加氢生产乙二醇。 3.工艺流程简述 气化技术采用美国SES公司的U-gas气化工艺。 3.1 煤干燥 来自煤贮运的原料煤,通过皮带送入四齿辊破碎机,破碎到8mm后,去干燥窑进行干燥,干燥后的煤水分不超过6.87%。 3.2 气化 干燥后的煤粉通过管状皮带输送到气化框架上的缓冲煤斗,通过锁斗、加料罐把煤粉送入的气化炉,在蒸汽和纯氧的作用下,气化成粗煤气。气化压力

全球乙二醇生产工艺路线及成本对比

全球乙二醇生产工艺路线及成本对比 一目前全球乙二醇生产工艺路线及成本对比 目前世界上大规模生产乙二醇的方法有3种: 1)采用天然气为原料制乙二醇(主要集中在中东地区),2009年产能620万吨,占全球总产能的32%,预计2011年产能将达到1000万吨; 2)以石油为原料制乙二醇,2009年全球产能1300万吨,占世界的68%; 3)采用褐煤做原料生产乙二醇(丹化科技),年产能20万吨。 目前中东地区天然气3乙二醇每吨生产成本约250美元。据丹化科技披露,即便能以非常优惠的价格(130元/吨)获得褐煤资源,煤制乙二醇生产成本依然高达2600元/吨(约合380美元/吨)。因此相比天然气制乙二醇,即使加上运费(从中东到中国最新报价20美元/吨),煤制乙二醇也不具备竞争力。 与石油制乙二醇相比,煤制乙二醇是否具备成本优势,取决于国际油价和能否获得廉价煤炭资源。根据丹化科技煤制乙二醇实验数据推算,若煤价为750元/吨,当石油价跌到67美元/桶以下时,煤制乙二醇将不具备成本优势。 以天然气为原料制乙二醇(环氧乙烷水合法):具体工艺路线是:首先以天然气生产乙烯,然后乙烯生产乙二醇。采用该工艺路线,乙二醇的生产成本主要由两部分构成:1)原料成本约为6300元(其中乙烯市场价格按照10 000元/吨计算,成本6 000元);2)其他成本约700元(其中固定成本约330元,动力成本约380元)。 以石油为原料制作乙二醇(环氧乙烷水合法):具体工艺路线是:首先石脑油生产乙烯,然后使用乙烯生产乙二醇,本工艺路线和天然气为原料的工艺路线的区别在于获得乙烯的方式,前者通过石脑油制作乙烯,后者通过天然气制

乙二醇合成

大致上,EG的合成路线可以分为两类:石油合成路线和非石油合成路线。?? 1石油合成路线? 1。1EO法 Wurtz于1859年首次用氢氧化钾水解乙二醇二乙酸酯制得EG,次年又由环氧乙烷(EO)直接水合制得,至今,该 法仍是世界上大规模生产EG的唯一方法。 1。1。1 EO非催化水合法 EO直接水合法是目前国内外工业化生产EG的主要方法,该生产技术基本上由英荷壳牌(Shell)、美国Halcon—SD 以及美国联碳(UCC)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EO,EO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EG,EG溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到EG及其他副产品.以UCC的生产工艺为例,水和EO的物质的量 之比为22:1,反应入口温度155oC,出口温度193 oC,反应压力2.1 MPa,EO转化率100 %,水合收率91.3 %。 Shell和SD工艺的反应条件类似,不同的是它们使用的催化剂和添加剂不同. 该工艺中用到大量的水,能耗很大;EO的转化率为100 %,但是产品中EG的选择性只有90 %左右,另外还会产生 9%左右的二乙二醇(DEG)和1 %左右的三乙二醇(TEG)。增加投料中水的比例会提高EG的选择性,但是同时会加大能耗,并增加分离困难. ?虽然EO直接水合法制EG工艺成熟,是目前工业生产中广泛采用的方法,但是其自身仍然存在一些缺陷,因此仍有必 要对其生产工艺进行改进,或者寻求更加高效的替代方法。? 1。1.2 EO催化水合法??为了降低能耗,提高EG的选择性,世界各国的研究人员对EO水合法制EG的催化剂和添加剂等展开了广泛的研究。 ?Shell公司[17-22]早期采用氟磺酸交换树脂为催化剂,后来又开发了一系列具有正电中心的固体催化剂以及固载的大环 螯合化合物作为非均相催化剂。树脂型催化剂催化的反应, EG的选择性超过94 %。但是,树脂型催化剂具有一些缺点, 例如寿命短、热稳定性和机械强度不高等等,而固载的大环螯合化合物作为催化剂克服了这些缺点,并且具有较高的活性, 在与树脂相同的条件下反应5小时,EO的转化率大于99 %,EG的选择性可以达到95 %。最近,Shell公司成功地开发 出了第一代水合催化剂S100,并完成了催化剂筛选和400 kt/a环氧乙烷水合装置的工艺设计。此工艺已经完成中试, 有望用于工业化生产。 ?UCC公司采用含Mo、W、V等多价态金属含氧酸盐作为EO水合催化剂,后来又开发了具有水滑石结构的混合金

尿素生产工艺流程简介

一分厂生产流程及说明 一分厂生产流程 生产流程说明 原料煤利用蒸汽和空气为气化剂,在煤气发生炉内产生半水煤气,经一次脱硫、变换、二次脱硫、脱碳、精脱硫、甲醇、烃化等工艺将气体净化,除去各种杂质后,将纯净的氮氢混合气压 缩到高压,并在高温、有催化剂存在的情况下合成为氨。脱碳解吸岀来的二氧化碳经净化和压缩 后,与氨一起送入尿素合成塔,在适当的温度和压力下,合成尿素, 经蒸发、造粒后包装销售。 粗甲醇经精馏得到精甲醇销售。 各工段流程 1造气工段 工艺流程说明: 采用间歇式固定常压气化法,即在煤气发生炉内,以无烟块煤或焦炭为原料,并保持一定的炭层,在高温下,交替地吹入空气和蒸汽,使煤气化,以制取合格的半水煤气。经除尘、热量回用降温后送入气柜。自上一次开始送风至下一次开始送风为止,称为一个工作循环,每个循环分吹风、上吹、下吹、二次2、一脱工段 上吹和吹净五个部分。 来自造气的半水煤气,经半水煤气气柜出口冷洗塔除去部分粉尘,煤焦油等杂质并降低一定温度后由萝茨风机加压送到冷却清洗塔下段降温、除尘后进入脱硫塔,脱除部分H 2S,然后进入冷却清洗塔上段降温后,经静电除焦除去焦油等杂质后送往压缩一入。目前使用的脱硫方法为栲胶脱硫法。

3、变换工段 流程说明: 半水煤气经除油器除去气体挟带的油等杂质后,一氧化碳与水蒸汽借助于催化剂的作用,在一定的温度下变换成二氧化碳和氢气。通过变换既除去了一氧化碳,又得到了制合成氨的原料气氢和制尿素所需的原料气二氧化碳,使热量得到有效回收。本工段采用全低变工艺进行变换。 4.二次脱硫 流程说明: 变换气经过气液分离器后进入脱硫塔脱除变换气中的H 2S 后送往压缩三入。并经溶液再生,提取单质硫。米用栲胶脱硫法脱硫。 利用二氧化碳气体在碳丙液中溶解度大的特点,除去变换气中的二氧化碳,净化气经精脱硫脱除微量硫后送往压缩四段。二氧化碳气体经净化、压缩,送至尿素合成塔。碳丙液对CO的吸收在低压下符合亨利定律,因此采用加压吸收,减压再生

年产5万吨乙二醇工艺流程设计

成人高等教育 毕业设计(论文) 题目_________________________________ 学号_________________________________ 学生_________________________________ 联系电话_________________________________ 指导教师_________________________________ 教学站点_________________________________ 专业_________________________________ 完成日期_________________________________

论文题目 学生姓名教学站 专业班级 内 容 与 要 求 设计(论文)起止时间20 年月日至20 年月日指导教师签名 学生签名

学生姓名教学站点 专业、班级 论文题目 序号评审项目指标分值评分1 工作态度 对待工作严肃认真,学习态度端正。 2 能够正确处理工学矛盾,按照要求按时完成各阶段工作任务。 2 2 工作能力 与水平 能够综合和正确利用各种途径收集信息,获取新知识。 1 能够应用基础理论与专业知识,独立分析和解决实际问题。 1 毕业设计(论文)所得结论具有应用或参考价值。 1 基本具备独立从事本专业工作的能力。 1 3 论文质量论文条理清晰,结构严谨;文笔流畅,语言通顺。 2 方法科学、论证充分;专业名词术语使用准确。 2 设计类计算正确,工艺可行,设计图纸质量高,标准使用规范。 4 工作量论文正文字数达到8000及以上。不足8000字的,每少500字 扣2分。 8 5 论文格式论文正文字体字号使用正确,图表标注规范。 3 论文排版、打印、装订符合《西安石油大学继续教育学院毕业 设计(论文)撰写规范》的要求。 6 6 创新工作中有创新意识;对前人工作有改进、突破,或有独特见解。 1 是否同意参加评阅(填写同意或者不同意): 总分30 说明有下列情况之一的毕业设计(论文)不得参加评阅:1、毕业设计(论文)选题或内容与所学专业不相符的;2、毕业设计(论文)因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同,被认定为雷同的;3、正文字数不足6000字的。 评语: 指导教师:年月日

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。 1.3通过中间体合成乙二醇 通过中间体合成乙二醇主要有日本三菱化学开发的经碳酸乙烯酯路线和由Texac。开发的联产乙二.醇和碳酸二甲酯路线,以及Shell开发的经二氧戊环的路线。此外,以乙烯与醋酸为原料,经二醋酸乙烯酯的直接法工艺研究也十分活跃。 ●乙二醇和碳酸二甲酯联产技术 该技术的主要过程为两步:首先C02和环氧乙烷在催化剂作用下合成碳酸乙烯酯,然后碳酸乙烯酯和甲醇反应生成碳酸二甲酯和乙二醇。这两步反应属于原子利用率100%的反应。 乙二醇和碳酸二甲酯联产技术进行工业化生产时原料易得,不存在环氧乙烷水合法选择性差的问题,在现有环氧乙烷生产装置内,只需增加生产碳酸乙烯酯的反应步骤就可以生产两个非常有价值的产品,故非常具有吸引力。但目前此工艺尚处于实验室阶段。 ●碳酸乙烯酯水解合成乙二醇技术 此工艺国外有多个公司在研发,其中以日本三菱化学开发的工艺比较完善。 三菱化学开发的工艺以环氧乙烷装置制的含水40%的环氧乙烷与二氧化碳为原料,催化剂为基于四价磷的均相催化剂,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EG的速率比不采用催化剂时快百倍,因此反应体系中的乙二醇浓度高,乙二醇的选择性可达到99.3%~99.4%。三菱化学打算与掌握先进乙二醇生产技术的Shell公司合作。2002年4月,三菱与Shell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、亚洲新增的装置中推广该工艺。 2非石油路线工艺 在全球石油资源日益匮乏及石油价格日益上涨的今天,再使用石油路线生产工艺不仅成本非常高,而且原料的来源问题日益严重,因此非石油路线制乙二醇成为未来的发展方向。

相关文档
最新文档