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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...........................................................................
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产量
进口量万吨/年 105 160 214 251 339 400 406 480 522
需求量万吨/年 195 240 304 347 433 510 562 654 736
自给率% 46 33 30 28 22 21 28 27 29
年份 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
万吨/年 90 80 90 96 94 110 156 174 214
第1章文献综述
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,人们利用乙二醇的二***酯能降低甘油凝固点的特性来代替甘油生产炸药。本世纪20年代,随着汽车工业的发展,抗冻剂的需求猛增,导致了乙二醇供不应求。当时是采用***乙醇皂化法生产乙二醇。50年代中期,聚酯树脂的开发成功和投入生产,再度刺激了乙二醇工业的发展,由石油化工基本原料乙烯或环氧乙烷的氧化、水解制乙二醇的方法开始占据主导地位。70年代,在经历了石油能源危机之后,人们又试图寻求以天然气或煤替代石油制备乙二醇的方法,并取得了重大突破。由此可见,乙二醇的生产技术主要有以石油产品和以天然气(或煤)制得合成气为原料的两条途径。
目前研究的煤制气合成乙二醇技术路线主要有三种(如图2所示)。
图2 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 + 3H2HOCH2CH2OH
但此反应在标准状态下属于Gibbs自由能增加的反应,△G500k= ×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,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。