煤制乙二醇工艺
煤制乙二醇工艺流程详细工艺
[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53×104t/a,到2000年将达72×104t/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。
煤制乙二醇工艺特点
煤制乙二醇工艺特点主要工艺特点(1)使用工业级原材料煤制乙二醇工艺技术的最大特点是采用工业级原料,更适合我国国情。
有较好市场前景和利润空间。
目前世界各国开发这项技术,都是以纯co、纯h2、纯no、纯o2和精醇为原料。
由于纯co、纯no等成本高,难以推广应用。
我们全部采用工业co、工业no、工业h2、工业o2、工业醇类为原料进行开发,使反应所需要各种原料,都有更加广阔的来源、更加便宜的价格和更加丰富的资源,为降低生产成本和大面积推广应用创造了条件,使这项工艺技术更具有实用性和先进性。
(2)能生产多种重要化工原料第二个特点是可以连续生产各种重要的化工原料。
草酸盐是一种重要的化工原料和中间体,广泛应用于医药、香料、农药、染料和有机合成中,除氢化生成乙二醇外,草酸盐水解生成草酸,氨解生成缓效肥料草酰酰胺。
同时可用于生产高附加值的精细化工产品,如乙醇酸甲酯(或乙酯)、乙醇酸、乙醛酸和乙二醛。
凭借原材料成本和工艺技术的优势,可自动连续大量生产,形成大型新兴产业群,提供大量就业机会,创造巨大的经济效益和社会效益。
煤制乙二醇工艺技术可以实现资源的综合利用,是真正的资源节约型产业。
该工艺技术使用所有工业原材料进行生产。
它不仅可以在有煤、天然气或油田气的地方建造大量工厂,但也要充分利用各种回收的Co No资源(如合成氨铜洗回收Co、炼钢转炉尾气、黄磷炉尾气、密闭电石炉尾气、铁合金炉尾气、焦化炉尾气、硝酸工业尾气等),还可以利用大量生物质和城市垃圾制备合成气,使大部分共有资源得到充分利用,实现资源的有效综合利用。
这是一个真正节约资源的行业。
这对于充分有效利用资源,减少能源浪费,减少环境污染,改善人类生存环境和健康状况,促进经济社会可持续发展具有重要意义。
(3)节能本工艺技术是能源节约型产业,合成草酸酯是在常压和低于160℃条件下进行的;草酸酯加氢制乙二醇是在低压和低于210℃条件下进行的,并有反应余热可回收利用。
和用乙烯经环氧乙烷生产乙二醇路线相比,能耗大大降低,是真正能源节约型产业。
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
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。
再按一定比例混入普氧或空气,并送入载有催化剂的固定床反应器中,催化反应同时除去所含的氢气和氧气。
其催化剂是负载有铂族金属或它们的盐的载体催化剂。
金属主要是铂、钯或铂-钯合金。
其盐可以是硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、草酸盐、醋酸盐、卤化物及其络合物等。
金属含量为载体重量的0.05%-5%。
载体可采用硅胶、浮石、硅藻土、活性碳、分子筛及氧化铝等物质。
反应温度在50-400℃,最好在80-250℃。
接触时间在0.5-10s。
最后再导入分子筛床层常温脱水。
气体中所含氮、二氧化碳、甲烷、氩不必除去。
净化后气体中有害杂质含量控制在硫化物≤1.15mg/kg(1.15ppm),NH3≤200mg/kg(200ppm),H2≤100mg/kg(100ppm),O2≤1000mg/kg (1000ppm),H2O ≤100mg/kg (100ppm)。
该混合气体即可作为合成草酸酯的一氧化碳原料气。
第三步,草酸酯的合成将净化后的一氧化碳原料气与亚硝酸酯混合,其含量(体积分数)为:一氧化碳为25%-90%,亚硝酸酯为5%-40%,导入装有以氧化铝作载体的钯催化剂的列管反应器中进行催化反应。
金属含量为载体中的0.1%-5%,接触时间为0.1-20s。
反应温度为80-200℃。
反应产物经冷凝分离后得草酸酯。
第四步,尾气再生将分离了草酸酯的反应尾气导入再生塔,按NO与O2分子比为4.1:6.5,配入氧气氧化,按醇与NO的分子比为2-6送入20%以上的醇水溶液接触反应,控制塔温在相应酯的沸点以上,分离醇的水溶液循环使用。
煤制乙二醇的生产原理及工艺流程
煤制乙二醇的生产原理及工艺流程英文回答:Introduction.Ethylene glycol (EG) is a colorless, odorless, and sweet-tasting liquid that is widely used as a raw material in the production of polyester fibers, polyethylene terephthalate (PET), and antifreeze. Traditionally, EG has been produced from petroleum-based feedstocks, but in recent years, there has been growing interest in producing EG from coal. This is due to the fact that coal is a more abundant and less expensive feedstock than petroleum.Production Process.The production of EG from coal involves a series of chemical reactions. The first step is to convert coal into synthesis gas (syngas), which is a mixture of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2). This is done by reactingcoal with oxygen and steam in a gasifier.The next step is to convert syngas into methanol. This is done by reacting syngas with a catalyst in a methanol reactor.The final step is to convert methanol into EG. This is done by reacting methanol with carbon monoxide and hydrogen in an ethylene glycol reactor.Process Flow Diagram.The process flow diagram for the production of EG from coal is shown below:[Image of a process flow diagram]Advantages of Coal-to-EG Technology.Compared to traditional petroleum-based EG production, coal-to-EG technology offers several advantages:Lower feedstock costs: Coal is a more abundant and less expensive feedstock than petroleum.Lower greenhouse gas emissions: The production of EG from coal emits less greenhouse gases than the production of EG from petroleum.Increased energy efficiency: The coal-to-EG process is more energy efficient than the traditional petroleum-based process.Conclusion.The production of EG from coal is a promising new technology that has the potential to reduce the cost and environmental impact of EG production. As this technology continues to develop, it is expected to play anincreasingly important role in the global supply of EG.中文回答:煤制乙二醇的生产原理。
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。
煤制乙二醇
市场分析
2000~2015年中国乙二醇供需情况
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 22000054 22000076 2200221100500098EE
4.9
18.2
1.9
5.2
17.4
1.9
5.7
17.5
1.8
6.1
18
1.8
5.5
20.4
1.7
6.2
21.5
2.2
6.7
22.57
2.14
6.2
23.21
2.35
6.69
22.87
2.55
7.9
23.41
2.56
7.71
22.21
2.58
6.83
22.33
2.6
7.08
21
2.8
7.1
20.4
3.03
主韩于黄
煤制讲人乙相辉二鑫醇勇
主讲内容
一
二
三
煤和乙二醇的简介
煤制乙二醇的市场分析
煤制乙二醇的工艺
煤的简单介绍
煤是我们日 常生活中常见的 一种能源!
等等。。
无烟煤
褐煤
泥煤
煤的分类
烟煤
半无烟煤
当然,煤的种类不同,其成分组成与质量不同,发热量也不相同
年份
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
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“煤制乙二醇”就是以煤代替石油乙烯生产乙二醇,即CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇。
乙二醇的应用方向也在不断增多,各国都对煤制乙二醇技术做了研究,我国已于2009年将煤制乙二醇列入国家石化振兴规划。
下面就草酸酯加氢合成乙二醇的生产工艺做简单介绍。
一、煤制乙二醇-----草酸酯加氢合成路线1.1生产原理(1)原料气制备低压煤气化成一氧化碳2 C + O2 = 2CO间接法制半水煤气,再经高变低变制得氢气C+H2O=CO+H2CO+H2O=CO2+H2(2)草酸二甲酯合成CO气相偶联合成草酸二甲酯(DMO)有两步化学反应组成。
首先为CO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,反应化学式如下: 2CO+2CH3ONO=(COOH3)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:4NO+4CH3OH+O2=4CH3ONO+2H2O生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。
总方程式为:(COOH3)2+4H2=(CH2OH)2+2CH3OH1.2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。
再按照一定比例混入普氧或空气,并送入载有催化剂的固定床反应器中,催化反应同时除去所含的氢气和氧气。
其催化剂是负载有铂族金属或它们的盐的载体催化剂。
金属主要是铂、钯或铂-钯合金。
其盐可以是硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、草酸盐、醋酸盐、卤化物及其络合物等。
金属含量为载体重量的0.05—5%。
载体可以采用硅胶、浮石、硅藻土、活性炭、分子筛及氧化铝等物质。
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。
煤制乙二醇成套工艺技术及技术经济分析
煤制乙二醇成套工艺技术及技术经济分析煤制乙二醇是一种重要的有机化工产品,广泛应用于合成树脂、涂料、溶剂、塑料等领域。
其生产工艺主要通过煤炭气化产生合成气,再经过醇化、脱气、过滤、脱硫、脱硝、脱水、脱甲醇等步骤得到乙二醇。
下面将对煤制乙二醇的成套工艺技术进行介绍,并对其技术经济进行分析。
一、煤制乙二醇的成套工艺技术1.煤炭气化:通过煤炭气化产生的合成气是煤制乙二醇的关键原料。
气化过程中,煤炭在高温下热解,生成一氧化碳和氢气。
2.醇化反应:将合成气与催化剂接触,进行醇化反应,生成醇化液。
该反应过程需控制温度、压力及催化剂使用等参数。
3.脱气:将醇化液进行脱气处理,去除非醇化成分,保证乙二醇的纯度和质量。
4.过滤:通过过滤装置,将脱气液中的杂质和固体颗粒过滤掉,提高乙二醇产物的纯度。
5.脱硫、脱硝:通过脱硫、脱硝技术,去除醇化过程中产生的硫化物和氮化物,减少对环境的污染。
6.脱水:通过脱水工艺将乙二醇中的水分去除,提高乙二醇的浓度。
7.脱甲醇:乙二醇生产过程中常伴随有少量甲醇的生成,需进行脱甲醇处理,以提高乙二醇的纯度。
1.投资估算:煤制乙二醇的生产线需要进行设备购置、土建工程、工程设计、安装调试等投资。
投资额的大小与生产能力、技术装备水平等有关。
2.生产成本:生产成本主要包括原料成本、能源消耗、人工成本、设备维护费用等。
其中,原料成本主要占生产成本的比重,合成气的制备和醇化反应所需的煤炭价格是影响生产成本的重要因素。
3.销售收入:煤制乙二醇的销售收入与产品的销售价和销售量有关。
销售价主要受市场供需状况和竞争程度的影响。
4.盈利能力:盈利能力主要通过利润率、投资回收期、投资利润率等指标进行评估。
煤制乙二醇的利润率主要受到生产成本、销售价和市场需求等因素的共同影响。
在技术经济分析过程中,需要综合考虑上述各项因素,评估煤制乙二醇的投资回报率和财务可行性,以指导实际生产和投资决策。
总结起来,煤制乙二醇的成套工艺技术包括煤炭气化、醇化反应、脱气、过滤、脱硫、脱硝、脱水和脱甲醇等环节。
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。
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。
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联合碳化物公司早期使用含钼、钨或钒等多价态过渡金属含氧酸盐催化剂。如含(HV2O7)3-、(VO3)-、(V2O7)4-、(VO4)3-、钼酸根、偏钼酸根或钨酸根等的盐类[8]。阳离子为碱金属、馁盐、季按盐、季磷盐等。对于钒催化剂,CO2的存在可以使其选择性增强。催化剂可以单独使用,也可以负载在氧化铝、氧化硅或分子筛等惰性载体材料上。催化剂用量是EO的%~30%(wt)。反应条件为CO2/EO<:l,温度150~200℃,压力~10Mpa,pH值:7~9,水比l~10。水合过程分三阶段实施效果较好。第一阶段在无催化剂情况下进行,27%EO转化为MEG;第二阶段在催化剂存在下,93%~94%EO转化:第三阶段在无催化剂存在下使EO全部转化,MEG选择性大于90%。这些催化剂对于提高转化率、降低水比及提高选择性均有利。缺点是部分催化剂流失到产物乙二醇中,从而增加了不必要的分离提纯步骤,同时也对产品的质量造成不利影响。
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。
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。
(3)草酸二甲酯加氢制取乙二醇
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
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。
煤制乙二醇工艺
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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
生产原理
(1)原料气制备
低压煤气化制一氧化碳
2C+O2=2CO2-1
间歇法制半水煤气,再经高变低变制得氢气
C+H2O=CO+H22-2
CO+H2O=CO2+H22-3
(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:
毒性:急性中毒表现为中枢神经损伤,急性肾功能衰竭、肺损伤表现。乙二醇的中毒后期改变主要是乙二醇在人体里代谢成毒性更强的乙醇醛、乙醇酸、水合乙醛酸和草酸引起肾脏、肺脏和视神经损害表现。表现为酸中毒、低氧血症。人类致死剂量约为1.6g/kg[2]。
乙二醇的传统生产工艺
乙二醇的主要生产方法有环氧乙烷直接水合法、乙烯直接水合法、二氯乙烷水解法。其中,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[3]。
1.2.3
乙烯由氯气经加成反应制得1,2-二氯乙烷,再在100~200℃、8~10 MPa 压力下,于碱性介质中水解15~60min,得到85%的乙二醇。这种方法的缺点是设备腐蚀严重,产物中NaCl的分离比较困难, 总体成本高[6]。
乙二醇新工艺的研究
由于乙二醇的巨大前景和利润空间,很多大公司、研究机构研究了很多新的乙二醇生产工艺,大大促进了乙二醇的技术发展。如合成气法、杂多催化体系等,目前煤制乙二醇技术比较有前景。
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
工业化影响因素8
主要工艺特点9
生产消耗表11
第3章煤制乙二醇的现状和前景12
煤制乙二醇现状12
煤制乙二醇的合成方法12
煤制乙二醇的生产现状13
煤制乙二醇的前景13
第4章乙二醇市场现状15
乙二醇市场现状15
乙二醇价格走势15
乙二醇的发展前景15
结论17
参考文献18
第1章
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,冰点-13.2℃,沸点471K,凝固点262K,闪点111.1℃,蒸汽压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。可以与水、低级脂肪族醇、甘油、醋酸、丙酮及类似酮类、醛类、吡啶、煤焦油碱类混溶,微溶于乙醚(1∶200),几乎不溶于苯及其同系物、氯代烃、石油醚和油类。
1.3.
近年来迫于石油价格上涨,煤化工日益受到重视。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,也最符合原子经济性,是理论价值最高的一条工艺路线。其方程式如下:
1-1
此反应属于自由能增加的反应,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[7]。该工艺技术的关键是催化剂的选择。合成气法选用的催化剂体系有钴、钌、钌-铑等。如美国联合碳化物公司便做过高压下(300MPa),用钴催化剂催化合成有机化合物。其中就包括乙二醇,若以羰基铑络合物作催化剂四氢呋喃为溶剂在、190~230℃下,等摩尔比的H2、CO经液相一步合成可得乙二醇,选择性为85%副产物是丙二醇甘油及少量甲醇。把三价乙酰丙酮化钌、乙酰丙酮化铑悬浮在四丁基膦溴化物上,组成钌-铑双金属催化剂,在220℃、286MPa,H2:CO=1:1(摩尔比)的条件下,可得到较高的乙二醇收率。合成气直接合成乙二醇的方法,由于压力太高,副产甲醇多,铑回收率低(约90%),因此尚未实现工业化生产。
1.3.
该方法主要过程为两步:首先CO2和EO在催化剂作用下合成EC,然后EC和甲醇(MA)反应生成DMC和EG。若同乙二醇装置联合,提供了一个不用水合成乙二醇的低能耗技术。1972年,Dow化学公司发布了催化酯交换烷烯碳酸酯的专利[10]。该技术采用碱金属或碱金属衍生物作催化剂,在200℃反应4h,EC转化率为45%。1974年Dow化学公司发布了新的专利。该专利报道基于动态平衡原理,通过及时移走反应生成的DMC和甲醇共沸物,提高了EC的转化率,并通过冷却结晶和萃取精馏的方法分离DMC和EG。后来Bayer公司对Dow公司专利中的例子进行实验,发现30%EC转化为副产物,副产物主要是乙二醇醚和多元醇。随后德国的Bayer公司、美国的Texaco公司和英国的BP公司分别开展这方面的研究[11],主要研究改良催化剂,从均相催化到非均相催化。直到1987年Texaco公司开发了以离子交换树脂为催化剂的技术[12]。该技术DMC的选择性达到了99%以上,EG的选择性为97%以上,为EG和DMC联产技术的工业化打下了较好的基础。
针对水溶性钼、钨、钒催化剂流失的问题,联合碳化物公司又开发了具有水滑石结构、水热稳定的混合金属框架催化剂[9]。其结构式为:MxQyO(2x+3y-nz)/2Ezn-。上述催化剂具有层状结构,其中M为Ni、Q为Al、E为V或Nb时,催化剂性能较好,优点为水热稳定性高、寿命长、选择性高,失活后经热处理可再生。
EG和DMC联产技术进行工业化生产时原料廉价、易得,不存在EO水合法选择性差的问题,在现有生产装置情况下,只需增加生产EC的反应步骤就可以生产两个非常有价值的产品,因此很具有吸引力。
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。
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。再按一定比例混入普氧或空气,并送入载有催化剂的固定床反应器中,催化反应同时除去所含的氢气和氧气。其催化剂是负载有铂族金属或它们的盐的载体催化剂。金属主要是铂、钯或铂-钯合金。其盐可以是硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、草酸盐、醋酸盐、卤化物及其络合物等。金属含量为载体重量的~5%。载体可采用硅胶、浮石、硅藻土、活性碳、分子筛及氧化铝等物质。反应温度在50~400℃,最好在80~250℃。接触时间在~10秒。最后再导入分子筛床层常温脱水。气体中所含氮、二氧化碳、甲烷、氩不必除去。净化后气体中有害杂质含量控制在硫化物≤,NH3≤200ppm,H2≤100ppm,O2≤1000ppm,H2O≤100ppm。该混合气体即可作为合成草酸酯的一氧化碳原料气。
用途:我国乙二醇产品主要用于生产聚酯、防冻液、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂和聚酯多元醇等[1]。聚酯系列产品耗用的乙二醇占世界产量的大部分。第二大用途是用于生产防冻液及化工中间产品的原料等,55%的乙二醇水溶液在-40℃时结冰。乙二醇的单甲醚或单乙醚是很好的溶剂,可溶解纤维、树脂、油漆和其他许多有机物。此外还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业,用作过硼酸铵的溶剂和介质,用于生产特种溶剂乙二醇醚等。