乙二醇的生产工艺

合集下载

甲醇制乙二醇工艺流程

甲醇制乙二醇工艺流程

甲醇制乙二醇工艺流程
1.甲醇脱水生成甲醚:
甲醇脱水生成甲醚是甲醇制乙二醇的第一步。

该反应主要是通过甲醇
与水在催化剂的作用下发生醚化反应,生成甲醚。

常用的催化剂有硫酸、
磷酸、砷酸等。

甲醇脱水反应的反应方程式如下:
CH3OH+H2O→CH3OCH3
反应过程中,甲醇和水按一定的比例进入反应釜中,催化剂被加入到
反应釜中。

反应温度一般在150-200℃,压力在1-2MPa范围内。

反应后,通过冷凝和分离,将产物中的甲醚分离出来。

2.甲醚加氢生成乙二醇:
甲醚加氢生成乙二醇是甲醇制乙二醇的第二步。

该反应主要是通过甲
醚在催化剂的存在下发生加氢反应,生成乙二醇。

常用的催化剂有铜铬催
化剂、氧化亚铜催化剂等。

甲醚加氢反应的反应方程式如下:
CH3OCH3+H2→HOCH2CH2OH
反应过程中,甲醚和氢气按一定的比例进入反应釜中,催化剂被加入
到反应釜中。

反应温度一般在200-250℃,压力在5-10MPa范围内。

反应后,通过冷凝和分离,将产物中的乙二醇分离出来。

甲醇制乙二醇的工艺流程中,甲醇脱水和甲醚加氢两个步骤是相互关
联的。

甲醇脱水反应生成的甲醚是甲醚加氢反应的原料之一,而甲醚加氢
反应生成的乙二醇则是甲醇制乙二醇的最终产品。

因此,甲醇脱水和甲醚加氢两个步骤需要在一起进行,形成一个连续的工艺流程。

乙二醇工艺流程

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。

【清华】乙二醇制备工艺完全版-1011-JH

【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%。

煤制乙二醇工艺流程详细工艺

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。

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。

乙二醇的生产工艺

乙二醇的生产工艺

乙二醇的生产工艺赵文国Synthesis Technologies of Ethylene Glycol摘要:综述了石油路线和非石油路线合成乙二醇的工艺。

对生产乙二醇的传统工艺做了介绍,对工业生产乙二醇的发展方向做了展望。

石油路线中,环氧乙烷水合法是目前大规模工业化生产乙二醇的方法,碳酸乙烯酯水解法和酯交换法即将实现工业应用。

非石油路线中的草酸二酯法生产乙二醇也有望实现工业应用,而合成气直接制乙二醇等方法都是很有吸引力的方法,但距离工业应用都还有一段很长的路要走。

关键词:乙二醇,环氧乙烷,碳酸乙烯酯,合成气Abstract:Methodologies of production of ethylene glycol through petroleum route and non-petroleum route are reviewed. The introduction of traditional methods and the prospect of the development orientation of ethylene glycol production are both included. Among the petroleum route, hydration of ethylene oxide is widely used, and hydrolysis of ethylene carbonate and co-production of dimethyl carbonate and ethylene glycol via transesterification between methanol and ethylene carbonate are expected to be used in the industrial production of Ethylene Glycol. Production of ethylene glycol from dialkyl oxalates are also expected to be used in the industrial production of ethylene glycol. Meanwhile, other methodologies ofnon-petroleum route, manufacturing of ethylene glycol from synthesis gas for instance, are very attractive but still need to be further developed to be used in industrial production.Key words:ethylene glycol, ethylene oxide, ethylene carbonate, synthesis gas乙二醇(ethylene glycol,EG)又称甘醇,是最简单也是最重要的脂肪族二醇。

煤制乙二醇工艺技术

煤制乙二醇工艺技术

煤制乙二醇工艺技术煤制乙二醇是利用煤作为原料经过一系列化学反应制得的一种有机化合物。

乙二醇广泛应用于化工、塑料、纺织、医药等领域,是世界上重要的工业原料之一。

煤制乙二醇工艺技术是一种煤化工技术,具有资源丰富、投资较低、生产成本较低等优点。

下面将介绍煤制乙二醇的工艺技术及其过程。

煤制乙二醇的工艺技术主要分为以下几个步骤:煤气化、气体转化、合成乙二醇。

首先是煤气化,将煤通过高温反应转化为气体,主要生成一氧化碳和氢气等原料。

煤气化的方法有焦炉煤气化、热解煤气化和水煤气化等,其中水煤气化是最常用的方法。

通过控制煤气化的温度、压力和反应时间等参数,可以得到合适的气体组成。

接下来是气体转化,将煤气中的一氧化碳和二氧化碳转化为乙醛。

气体转化主要通过催化剂进行,常用的催化剂有铜、铁、钼等。

通过气体转化反应,可以将煤气中的一氧化碳转化为乙醛,即氢气和二氧化碳反应生成乙醛。

乙醛是乙二醇的前体,是制取乙二醇的重要中间体。

最后是合成乙二醇,即将乙醛经过催化反应转化为乙二醇。

合成乙二醇的主要反应是醛缩合成醇,通过加氢反应将乙醛中的氧原子还原成一个氢原子,生成乙二醇。

合成乙二醇的催化剂通常使用氢化钠、氢化锌等。

煤制乙二醇工艺技术有以下几个特点。

首先是资源丰富,煤是我国最丰富的能源之一,可以充分利用煤炭资源。

其次是投资较低,相比于从石油提炼乙二醇的工艺技术而言,煤制乙二醇的投资成本较低。

再次是生产成本较低,煤制乙二醇的工艺技术高效节能,生产成本较低。

然而,煤制乙二醇工艺技术也存在一些挑战。

首先是环境污染问题,煤气化过程会产生大量的二氧化碳和其他废气,如果不能很好地处理这些废气,将会对环境造成一定的污染。

其次是技术难度较高,煤制乙二醇的工艺技术需要高水平的催化剂和反应条件控制,对工程师的要求较高。

总之,煤制乙二醇工艺技术是利用煤作为原料制取乙二醇的一种重要方法。

其优点是资源丰富、投资较低、生产成本较低;而挑战是环境污染和技术难度。

乙二醇下游工艺

乙二醇下游工艺

乙二醇的下游工艺主要包括以下几个步骤:
1.酯化:乙二醇与酸反应生成酯,这个过程需要使用酸催化剂。

2.精馏:生成的酯通过精馏进行提纯,这一步是必要的,因为只有高纯度的产品才能满足下游应用
的需求。

3.聚合:精馏后的酯进行聚合反应,生成高分子材料。

4.加工:聚合后得到的高分子材料可以进行进一步的加工,如纺丝、注塑等,根据最终产品的不同,
加工工艺也会有所不同。

此外,在某些情况下,乙二醇本身也可能会被用作其他化学品的原料。

例如,它可以被氧化生成乙二酸,进一步制备草酸;或者被氢化生成乙二醇单醚,具有多种用途。

请注意,这些下游工艺可能会涉及到化学反应和操作,需要专业知识和技能来操作。

在处理这些工艺时,务必遵循安全指南,确保个人安全和环境保护。

乙二醇生产工艺

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。

天然气制乙二醇生产原理及流程

天然气制乙二醇生产原理及流程

天然气制乙二醇生产原理及流程下载温馨提示: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!天然气制乙二醇生产流程乙二醇是一种重要的有机化学品,广泛应用于化工、塑料、纺织、电子等领域。

乙二醇生产工艺介绍

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。
25
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。

乙二醇工艺流程总结

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+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+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;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;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Ri4P+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;合成气直接合成法合成气直接合成法是一种最为简单和有效的乙二醇合成方法合原子经济性,是理论价值最高的一条工艺路线;其方程式如下:2C0+3H2=HOCH2CH20H此反应属于Gibbs自由能增加的反应,在热力学上很难进行,需要催化剂和高温高压条件;此方法最早是由美国杜邦公司于1947年提出来的;该工艺技术的关键是催化剂的选择;早期采用的钴催化剂,要求的反应条件苛刻,高温高压下乙二醇的产率也很低;1971年,美国UCC首先公布用铑催化剂从合成气制乙二醇,其催化活性明显优于钴,但所需压力仍太高340MPa;上世纪80年代以来,确定为合成气直接合成乙二醇的优良催化剂主要分为铑和钌两大类;UCC采用铑催化活性组分,以烷基膦、胺为配体,配置在四甘醇二甲醚溶剂中,反应压力可降至50MPa,反应温度为230℃,不过合成气的转化率和选择性仍偏低;日本研究的铑和韦了均相系催化剂,乙二醇选择性达57%,产率达259g/1.h;目前,由合成气直接合成乙二醇仍处于研究阶段,所得结果与实现工业化仍有相当距离,主要问题是合成压力太高,所用催化剂在高温下才显示出活性,但在高温下稳定性变差;草酸酯加氢两步合成法C0催化偶联合成草酸酯再加氢生成乙二醇是当前Cl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、环境良好的先进绿色化学工艺;此方法是利用醇类与N0及氧气反应生成亚硝酸酯,然后在Pd系催化剂上氧化偶联制得草酸二酯,再经在铜系催化剂上加氢制得乙二醇;此工艺最早是由美国联合石油公司D.M.Fenton于1966年提出,1978年日本宇部兴产公司进行了改进,选用2%Pd/C催化剂,并通过反应条件下引亚硝酸酯,解决了原方法的腐蚀等问题,并提高了草酸酯的收率;该公司建成了一套6kt/a的草酸二丁酯的工业装置,初步实现了工业化,之后,宇部和美国UCC公司联合开发了常压气相合成草酸酯研究,并完成了模试;国内从20世纪80年代也开始研究C0催化合成草酸酯及其衍生物产品如草酸、乙二醇的研究,其中中国科学院福建物质结构所走在技术的前沿;C0气相催化合成草酸酯及相应衍生物的工艺开发,是我国Cl化学工业的一项重大科技开发项目,合成草酸酯工艺反应条件温和近常压,160℃以下,能耗低,设备投资小,C0资源丰富易得,并可同时生产草酸、乙二酯、草酰胺等多种重要化工产品;该技术不但能实现用煤或天然气油田气代替石油乙烯,二步间接合成乙二醇的战略目标,而且能使合成气资源全部得到充分利用;首先,把煤或天然气油田气制成合成气C0+H2;然后通过变压吸附或膜分离技术,将氢气与C0汽提分离开来;氢气用作将草酸酯加氢生成乙二醇的氢源,C0气体经脱氢净化用做羰基化合成草酸酯的原料,从而实现合成气的两个组分C0和H2都全部充分利用;原料路线确定的原则和依据石油、天然气和煤是目前世界能源的三大支柱;按世界储量油可开采约50年,而天然气和煤则分别为130年和230年;中国是——个“富煤少油缺气”的国家,在世界已探明的化工能源储量中,中国的煤炭资源约占世界总量的15%、石油占2.7%、天然气占0.9%;其中煤炭资源的储量在5万亿吨以上,探明储量达到1145亿吨,能源资源的特点决定了我国是世界上少有的以煤为主要能源的国家,在未来二十年,煤炭资源是我国最可靠的一次能源;我国一方面缺油少气,而另一方面国内燃油消耗逐年增加;从1993年我国开始净进口石油以来,其净进口数量每年不断递增;到2020年,我国的石油进口量将超过3亿吨;随着经济持续增长和生活水平的捉高,我国能源供应的紧张状况将日益凸显,形成了严重的潜在能源安全和经济安全问题;我国对石油进口的依赖率将会远远超过国际公认的国家能源安全警戒线;如何利用我国丰富的煤炭资源已成为人们关注的焦点和热点;国家“十五”和“十一五”发展规划将洁净煤技术作为今后能源建设的战略重点和国家重点推进的产业;发展新型煤化工正在成为我国能源建设的重要任务,建设煤化工产业,生产煤基清洁燃料和化工产品,是当前和未来几十年我国能源建设的重要需求;同时,国家特别要求在发展煤化工过程中,开发具有自主知识产权的大型化、高效率、低成本和对煤种适应性强的煤化工技术,形成工业示范,推进工业的整体系统发展;由于全球石油资源的日益匮乏,在21世纪以石油为基础的燃料和有机原料工业逐步转向以煤或天然气为原料的合成燃料和有机原料工业已成必然发展趋势;从长远观点看,考虑到开发时间、供给量、价格等因素,开辟以合成气为原料的非石油路线制乙二醇,以代替、补充石油路线生产乙二醇的短缺,具有重要的战略意义和经济意义;以天然气或煤制得的合成气出发生产乙二醇工艺分为直接工艺和间接工艺;直接工艺即由合成气直接合成乙二醇;间接工艺是合成气经某种中间化合物,如甲醇、甲醛等后再转化为乙二醇;与直接法相比,间接法具有反应条件温和、选择性高等优点,但反应步骤多,能量消耗大;从目前的研究情况看,由合成气出发生产乙二醇的许多过程均可与传统的乙烯路线相竞争;世界上乙二醇生产大多采用环氧乙烷直接水合法,和国外一样,我国的乙二醇生产均采用环氧乙烷直接水合法,其能耗和物耗等技术指标与国际先进水平相比还存在较大差距;其工艺水用量超过理论值的20倍,单乙二醇的选择性只有90%,其它的9%是二甘醇,1%是三甘醇和聚乙二醇,因此降低水气比催化工艺成为焦点,但基于乙烯路线经环氧乙烷的乙二醇生产已经没有多少工艺改进的空间;由于石油资源的短缺和天然气、煤资源的相对丰富,开发以合成气为原料的乙二醇工艺路线十分引人关注;1983年,中科院福建物构所开始承担国家“八五”科技攻关项目,研究“C0气相催化合成草酸、草酸酯及乙二醇”,是国内研究最早的单位,己成功开发出2个催化剂和5部分配套艺技术,获4项国家发明专利,通过由科学院和国家计委组织专家组的验收鉴定,各项技术指标达到世界先进水平;C0气相催化合成草酸、草酸酯及乙二醇”,即以煤制合成气为原料,由C0采用两步法工艺生成乙二醇;第一步由C0进行气相反应生成草酸酯,第二步草酸酯加氢生成乙二醇;2005年开始,中科院福建物构所与金煤公司合作,建成300t/a乙二醇中试装置和10000t/a乙二醇工业化试验装置各一套;两套试验装置运行平稳,安全可靠;中国科学院主持的技术成果鉴定会全面考核考察了万吨工业试验装置,确认了工艺、设备和催化剂等方面技术经济指标的先进性、合理性,完全具备工业化放大的条件;该工业试验装置的平稳运行标志着羰化、加氢两步间接法制取乙二醇工艺已经成熟;这些完全是自主开发、技术创新的成果,它将引发乙二醇生产工艺历史性的革命;即将投产的金煤公司通辽一期20万吨/年乙二醇项目的实施正是基于上述试验装置所提供技术数据的基础上加以完善所形成的成套工艺技术;综上所述,选择以煤制合成气为原料,采用羰化、加氢两步法合成乙二醇的原料路线,既适应国家以煤替代石油的长远目标,又有可靠的技术依托;3乙二醇的生产工艺目工艺过程分为羰化合成和酯加氢两部分;生成草酸酯●生产原理方程式如下:2C0+2RONO→COOR2+2NO①一氧化碳亚硝酸酯草酸酯一氧化氮2NO+1/202+2ROH→2RONO+2H20②一氧化氮氧气醇类亚硝酸酯水2C0+1/202+2ROH→ COOR2+H20 ③一氧化碳氧气醇类草酸酯水第一步是把C0和亚硝酸酯气相催化合成草酸酯式①,反应尾气中的N0气体和氧气及醇类反应再生成亚硝酸酯回收循环使用式②:由式①+式②得式③,即由C0加空气中的氧和醇类,就可以合成出草酸酯;●生产方法的先进性比较即由草酸与醇类在甲苯中高温酯化的化学反应方法相比见反应式④,原料路线和工艺过程都有极大的优越性;每生产一吨草酸酯,可省去一吨草酸和大量的甲苯及浓硫酸,成本可降低40%以上,并可连续大量生产,能耗低、安全、不污染环境;特别是产品质量好,草酸甲酯产品纯度达到%,不含微量重金属及酸,这在国内外尚未见报导;COOH2. 2H20 +2ROH→COOR2+4H20④乙二酸醇类草酸酯水Ube公司1978年建成6000吨/年草酸二丁酯水解生产草酸工厂,在10.0MPa和100℃条件下,液相催化合成草酸二丁酯并水解生产草酸,成本比用甲酸钠法生产草酸的成本降低36%;该方法的缺点是反应压力高,能耗大,液相催化剂需要分离回收和再生,工艺较复杂等,因此至今没有推广;目前世界上尚未有气相催化合成草酸酯新工艺的工业化装置,金煤公司的工业试验在原、辅材料消耗、催化剂产率和寿命等方面均达到了设计要求;草酸酯加氢制乙二醇本生产工艺采用中国科学院福建物质结构研究所的草酸酯气相催化合成加氢制乙二醇技术;●生产原理反应方程式如下:COOH2+ 4H2→CH2OH2+2ROH⑤草酸酯氢气乙二醇醇类2CO + 1/2O2+ 4H2→CH2OH2+ H2O⑥一氧化碳氧气乙二醇水第二步是把草酸酯催化加氢生成乙二醇;③+⑤得⑥,即只要用煤或天然气制成的合成气C0和H2以及空气中的氧气,就能合成出乙二醇;。

乙二醇的工艺流程

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。

乙二醇生产工艺流程设计文献资料

乙二醇生产工艺流程设计文献资料

乙二醇生产工艺流程设计文献资料乙二醇,又称1,2-乙二醇,是一种重要的有机化合物,广泛应用于化工、医药、食品等领域。

乙二醇的生产工艺流程设计至关重要,直接影响产品质量和生产效率。

在本文中,我们将深入探讨乙二醇生产工艺流程设计的相关文献资料,并结合个人观点和理解,为您呈现一份深度和广度兼具的中文文章。

一、乙二醇的生产工艺概述乙二醇的生产工艺主要包括石化法、煤化工法和生物法三种途径。

其中,石化法是目前应用最为广泛的生产方法。

石化法是以石油、天然气为原料,通过一系列的物理或化学反应制得乙二醇。

其生产工艺流程设计复杂,需要考虑原料选用、反应条件、分离纯化等诸多环节。

二、乙二醇生产工艺流程设计的关键技术1. 催化剂的选择在乙二醇的生产工艺中,催化剂的选择对反应效率和产物纯度有着重要影响。

目前常用的催化剂有氧化钴、氧化铬等金属催化剂,它们在乙二醇的氧化反应中发挥着重要作用。

催化剂的选择及其性能对工艺流程设计至关重要。

2. 反应条件的控制反应条件包括温度、压力、反应时间等参数。

合理的反应条件能够提高反应速率和产物纯度,降低能耗和原料损失。

在工艺流程设计中需要充分考虑反应条件的选择和控制。

3. 分离纯化技术乙二醇生产后需要进行分离和纯化,以得到符合工业标准的乙二醇产品。

传统的分离纯化技术包括蒸馏、结晶、吸附等方法,而近年来膜分离技术也逐渐得到应用。

分离纯化技术的选择和优化对产品质量和生产成本有重要影响。

三、乙二醇生产工艺流程设计的现状与发展趋势当前,乙二醇的生产工艺在国内外都取得了长足的进步。

随着新材料、新能源等领域的不断发展,乙二醇的需求量不断增加,对生产工艺的要求也日益提高。

未来,乙二醇生产工艺流程设计将朝着绿色、高效、低能耗的方向发展,涌现出更多创新技术和工艺方案。

四、个人观点和理解在乙二醇生产工艺流程设计中,我认为关键技术的不断创新和提高是至关重要的。

特别是新材料、新催化剂等方面的应用,能够为乙二醇生产工艺的改进提供新的思路和方法。

煤制乙二醇工艺流程

煤制乙二醇工艺流程

煤制乙二醇工艺流程
煤制乙二醇工艺流程是将煤作为原料,经过一系列的化学反应和物理处理,从中提取乙二醇的过程。

下面将介绍一种常用的煤制乙二醇工艺流程。

首先,煤经过煤气化反应,将煤转化为合成气。

煤气化是指在高温和高压下,将煤与氧气、水蒸汽等反应生成一种含有CO、H2等气体的混合气体。

接下来,合成气进一步经过一系列的催化反应,将CO转化为
乙烯。

这一步反应主要通过合成气的催化反应器来完成,通常使用铁、钴等催化剂。

在乙烯生成之后,乙烯进一步经过氧化反应,生成乙烯醇。

乙烯在高温下与氧气反应生成乙烯醇。

这一步反应通常在催化剂的存在下进行,常用的催化剂有银、镍等。

乙烯醇再经过一系列的化学反应,包括水合、脱水和重排等步骤,最终生成乙二醇。

这些反应通常需要在一定温度和压力下进行,以达到较高的产率和选择性。

最后,乙二醇经过物理处理,包括蒸馏和提纯等步骤,得到纯度较高的乙二醇产品。

蒸馏是根据乙二醇和其他杂质的沸点差异,通过加热和冷凝过程将乙二醇从杂质中分离出来。

提纯则是通过吸附、结晶、过滤等手段去除残留的杂质,提高乙二醇的纯度。

整个煤制乙二醇工艺流程中,不仅涉及到多个化学反应和物理处理过程,还需要考虑反应温度、压力、催化剂选择等参数的控制和调整,以提高乙二醇的产率和质量。

同时,还需要对副产物处理和废气处理等环境保护问题进行合理处理,以确保生产过程的环保性。

总的来说,煤制乙二醇工艺流程是一项复杂的化工工艺,通过合理的反应和处理步骤,可以将煤这种廉价和丰富的资源转化为高附加值化学品乙二醇,具有重要的经济和环境意义。

煤制乙二醇的生产工艺、利润和将面临的挑战

煤制乙二醇的生产工艺、利润和将面临的挑战

煤制乙二醇的生产工艺、利润和将面临的挑战2018-2020年全球MEG产能增速再次扩大,中国增速比较明显。

2018-2020年这三年,全球将新增乙二醇产能1431万吨,主要是中国和美国地区,其中中国新增乙二醇产能1058万吨,占全球新增乙二醇产能的74%,中国新增产能主要是煤制工艺,而未来美国新增MEG产能主要乙烷裂解工艺。

从国内乙二醇和聚酯产能增长情况来看,2019-2020年MEG产能增加和聚酯产能增速开始出现分化,聚酯产能增速下滑,而乙二醇产能维持增长趋势。

那么对于未来中国的乙二醇市场来说是否能像PTA(4736, -24.00, -0.50%)那样由进口依存度较高到目前的自给自足?答案是否定的。

相对下游聚酯市场来说,中国乙二醇产能缺口较大,目前我国乙二醇进口依存度仍在60%左右,尽管这几年国内MEG产品自给率稳步提升,未来可能继续提高,但很难完全自产自足,因为中东和美国MEG成本优势明显,而且从全球供需格局看,中东与北美地区乙二醇严重过剩,未来这些地区的乙二醇市场仍将面向中国,如果以后乙二醇出现低价竞争,那么国内煤制乙二醇市场将面临较大挑战。

01全球乙二醇主要生产工艺由于乙二醇主要用于化纤,我国的化纤产业链是从下往上发展的过程,先有纺织行业慢慢发展到上游的聚酯,才开始有PTA、MEG,现在大力开发PX、乙烯等化工产品。

从图1可以看到聚酯产品的整个生产过程,从乙二醇这条链来讲,最主要是从乙烯生产到环氧乙烷再生产到乙二醇。

按照原料来源不同,国际上乙二醇的生产可以分为油制和煤制两条工艺路线,其中油制工艺又分为石脑油原料法以及乙烷原料法,均是通过生产乙烯经环氧乙烷进而生产乙二醇,煤制工艺包括草酸酯法、甲醇(1923, -32.00,-1.64%)合成法以及直接合成法,国内不同生产工艺制乙二醇的占比情况见图2。

(1)油制乙二醇生产工艺目前国际和国内绝大多数装置都采用石油路线生产乙二醇。

其中全球大部分地区采用的是石脑油原料法生产。

天然气制乙二醇生产原理及流程

天然气制乙二醇生产原理及流程

天然气制乙二醇生产原理及流程下载温馨提示: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!天然气制乙二醇是一种重要的化工生产过程,主要是通过将天然气转化为化工原料,进而生产出乙二醇。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

乙二醇的生产工艺赵文国Synthesis Technologies of Ethylene Glycol摘要:综述了石油路线和非石油路线合成乙二醇的工艺。

对生产乙二醇的传统工艺做了介绍,对工业生产乙二醇的发展方向做了展望。

石油路线中,环氧乙烷水合法是目前大规模工业化生产乙二醇的方法,碳酸乙烯酯水解法和酯交换法即将实现工业应用。

非石油路线中的草酸二酯法生产乙二醇也有望实现工业应用,而合成气直接制乙二醇等方法都是很有吸引力的方法,但距离工业应用都还有一段很长的路要走。

关键词:乙二醇,环氧乙烷,碳酸乙烯酯,合成气Abstract:Methodologies of production of ethylene glycol through petroleum route and non-petroleum route are reviewed. The introduction of traditional methods and the prospect of the development orientation of ethylene glycol production are both included. Among the petroleum route, hydration of ethylene oxide is widely used, and hydrolysis of ethylene carbonate and co-production of dimethyl carbonate and ethylene glycol via transesterification between methanol and ethylene carbonate are expected to be used in the industrial production of Ethylene Glycol. Production of ethylene glycol from dialkyl oxalates are also expected to be used in the industrial production of ethylene glycol. Meanwhile, other methodologies ofnon-petroleum route, manufacturing of ethylene glycol from synthesis gas for instance, are very attractive but still need to be further developed to be used in industrial production.Key words:ethylene glycol, ethylene oxide, ethylene carbonate, synthesis gas乙二醇(ethylene glycol,EG)又称甘醇,是最简单也是最重要的脂肪族二醇。

它是一种重要的有机化工原料,主要用来生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药等。

根据中国聚酯协会预测,2008年我国聚酯产量将达到约1730万吨,对EG的需求量将达到约605万吨;2010年聚酯产量将达到约1900万吨,届时对EG的需求量将达到约665万吨。

加上防冻剂以及其他方面的消费量,预计2008年我国EG的总需求量将达约636万吨,2010年将达到约710万吨。

据预测,到2010年,中国EG消费量将占世界EG消费量的26 %,占亚洲的46 %。

预计到2008年我国EG总生产能力将达到约250万吨,2010年生产能力将达到约400万吨。

但与需求量相比,即使装置满负荷生产,产量仍不能满足国内实际需求,还需依靠大量进口。

因此,EG在我国具有很好的发展前景[1, 2]。

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[3-16]。

1 石油合成路线1.1 EO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155 o C,出口温度193 o C,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[14]。

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[13]。

UCC公司[23-33]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属框架催化剂。

但是这些催化剂都没有实现工业应用。

DOW公司开发了一种高选择性的EO水合催化剂DowexMSA-1。

这种新催化剂是由阴离子交换树脂与二氧化碳、氢氧化钠相结合的体系。

在水和EO的摩尔比为9:1,反应温度99 o C,压力1.2 MPa 的条件下水合,EG的选择性可以达到96.6 %[34]。

日本三菱化学公司(MCC)和住友化学公司开发了鏻基催化剂催化EO水合的工艺,使EG的选择性超过了99 %。

据称,使用该工艺建同等规模的生产厂,投资费用较传统方法低10 %,操作费用低5 %[35, 36]。

此外,国外还有多家公司和研究机构对催化EO 水合过程进行研究,例如美国标准油公司采用铜促进磷酸铝催化剂[37];德国汉高公司采用脂肪族羧酸盐催化剂;俄国“索维吉赫”科技生产企业使用苯乙烯和二乙烯基苯交联的带有季胺基的碳酸氢盐型离子交换树脂催化剂[38];俄国门捷列夫化工大学[39]采用一种改进过的离子交换树脂催化剂;Johnson等采用部分氨中和的磺酸催化剂。

我国国内多家企业和研究机构也对EO的催化水合进行了研究。

例如,大连理工大学开发了一种铜催化的EO水合制备EG的方法,以微粒骨架铜、块状骨架铜或者负载型单质铜为催化剂,在水合比为5:1至20:1、常压至几个大气压、80 o C至150 o C的温度和条件下,高效催化EO水合制备EG,EO的转化率可达到100 %,EG的选择性达到85-99 %,主要副产物为二乙二醇,三乙二醇的生成量很少。

反应可在间歇式压力釜中进行,也可在固定床连续式反应器中进行。

催化剂制备方法简单,重复性好,寿命长,易再生,具有一定的工业生产潜力[40]。

中国石化公司上海石化研究院开发了一种催化体系,使用载体上负载铌的氧化物、至少一种选白钒、钼、钨、锡、铅的元素或化合物以及至少一种选白镧、镨、钕的元素或化合物作为催化剂。

该催化体系解决了以往EO非催化水合反应水比偏高,能耗大,生产成本高,或催化水合使用的液体酸催化剂腐蚀设备,污染环境,固体酸催化剂稳定性差或稳定性和活性不能同时兼顾的问题[41,42]。

尽管许多公司在EO催化水合生产EG技术方面做了大量的工作,大大降低了水比,提高了EO的转化率和EG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,如催化剂稳定性不够,制备相当复杂,难以回收利用,有的还会在产品中残留一定量的金属阳离子,需要增加相应的设备来分离,因而采用该方法进行大规模工业化生产还有待时日。

1.2 EC法碳酸乙烯酯(EC)法生产EG主要有两种工艺路线:EC水解法和酯交换法(EG与DMC联产法)。

1.2.1 EC水解法[43-52]20世纪70年代,美国的Halcon-SD、UCC、英国ICI、日本触媒公司等相继开发了EC水解法制EG的方法。

其反应为:这两个反应的催化剂可以相同,也可以不同,因此该生产工艺又分为一步法和二步法。

一步法是在CO2和水的存在下EO在一个反应器内经过EC中间体直接生成EG;二步法是将EC分离出来再水解生成EG。

这两种方法各有利弊。

前者在同一个反应器内进行不同的反应,操作复杂,难以使两个反应都达到最佳条件;后者因需要分离并增加一个反应器,增加了设备投资。

目前,DOW的一步法工艺和MCC二步法工艺都已经进入了工业化研究阶段。

1.2.2 酯交换法(EG与DMC联产法)EC与甲醇发生酯交换反应,可以同时得到两种重要的工业产品:碳酸二甲酯(DMC)和乙二醇(EG),因此这是一条非常有吸引力的工艺路线。

该工艺的反应为:DOW公司首先获得了这一工艺方面的专利[53, 54]。

以碱金属及其化合物作为催化剂。

由于酯交换反应是个平衡反应,EC的转化率和EG的收率不超过40 %。

后来DOW公司在研究中发现,通过及时移走反应生成的DMC和甲醇共沸物,可以提高EC的转化率,生成的DMC和EG可以通过冷却结晶和萃取精馏的方法进行分离。

随后有很多公司也开展了这方面的研究工作。

工作的焦点集中在催化剂的开发上。

DOW公司早期使用碱金属催化剂,后来又开发了阴离子交换树脂催化剂;拜耳公司开发了碱金属催化剂、碱土金属催化剂以及其它一些催化剂[55, 56];Toxaco公司开发了季铵盐型离子交换树脂催化剂和沸石催化剂以及聚合物负载的季鏻盐催化剂[57, 58];美国美孚石油公司(Mobil Oil Company)开发了氧化铝催化剂[59];埃克森美孚公司(ExxonMobil Chemical)开发了沸石催化剂[60];日本的三菱公司开发了锌、锰催化剂[61]。

相关文档
最新文档