乙二醇 工藝開發(fā)設計

1、乙二醇 工藝開發(fā)設計第1頁，共11頁，2022年，5月20日，7點5分，星期日introduction乙二醇（EG）是一種重要的有機化工原料，主要用于生產(chǎn)聚酯樹脂和防凍劑，此外還可生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑以及炸藥等。目前國內外主要乙二醇生產(chǎn)廠家均采用環(huán)氧乙烷直接水合法工藝路線。近年來，隨著聚酯纖維、聚酯塑料和防凍液等對乙二醇的旺盛需求，生產(chǎn)企業(yè)開始致力于乙二醇新合成技術的研究和開發(fā)工作。其中環(huán)氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法被認為是最有發(fā)展前景的兩種工業(yè)化生產(chǎn)工藝。第2頁，共11頁，2022年，5月20日，7點5分，星期日Company Logo主要合成方法：環(huán)氧乙烷

2、直接水合法。 為目前工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)乙二醇較成熟的生產(chǎn)方法。環(huán)氧乙烷和水在加壓（2.23MPa）和190200 條件下，在管式反應器中直接液相水合制的乙二醇，同時副產(chǎn)品一縮二乙二醇、二縮三乙二醇和多縮聚乙二醇。氧化、酯化反應：2CH3OH+2NO+ 1/ 2O22CH3ONO+H2O CO偶聯(lián)反應： 2CO+2CH3ONO（COOCH32+ 2NO 草酸酯加氫反應：（COOCH32+ 4H2 HOCH2CH2OH 2CH3OH 總的化學方程式：2CO+4H2+ 1/ 2O2 HOCH2CH2OH+H2O第3頁，共11頁，2022年，5月20日，7點5分，星期日Company Logo環(huán)氧乙烷水合法

3、制乙二醇我國目前乙二醇裝置的現(xiàn)狀 技術路線落后，乙二醇的選擇性低，裝置物耗高。目前國內乙二醇工業(yè)化生產(chǎn)采用環(huán)氧乙烷直接水合即加壓水合法的工藝路線，生產(chǎn)技術基本上由英荷shell、美國HalconSD以及美國UCC三家公司所葶斷。主反應是水作為親核試劑，與環(huán)氧乙烷發(fā)生取代開環(huán)反應生成乙二醇；副反應是生成的乙二醇也可作為親核試劑繼續(xù)與環(huán)氧乙烷反應生成二乙二醇(DEG)，二乙二醇還可以與環(huán)氧乙烷反應生成三乙二醇(TEG)，依此類推，生成聚乙二醇。反應方程式如下。主反應：EO+H20一EG副反應：EG+EODEGDEG+EOTEGTE(H珂EO一HO(CH2CH20)2+，lI第4頁，共11頁，202

4、2年，5月20日，7點5分，星期日Company Logo環(huán)氧乙烷水合法制乙二醇Diagram 2Diagram3Diagram 2Diagram 3第5頁，共11頁，2022年，5月20日，7點5分，星期日Company Logo環(huán)氧乙烷水合法制乙二醇設計實驗提高選擇性（1）原料配比:，一般地，直接法生產(chǎn)乙二醇反應中，隨著反應物之一的水的加入量的增加，乙二醇的選擇性會大大增加。這是因為隨著水量的增多，乙二醇分子與環(huán)氧乙烷分子進一步碰撞反應生成副產(chǎn)物的概率大大減少。但是水的比例過高，后續(xù)的乙二醇分離提純裝置的能耗增加很快（2）水合溫度:在非催化加壓水合的情況下,由于反應活化能較大,為加快反應速

5、度,必須適當提高反應溫度。但反應溫度提高后,為保持反應體系為液相,相應的反應壓力也要提高,為此對設備結構和材質會提出更高的要求（3）水合壓力:由于水合反應溫度較高,為保持液相反應,必須進行加壓操作,在工業(yè)生產(chǎn)中,當水合溫度為150220時,水合壓力相應為1.02.5MPa（4）水合時間:環(huán)氧乙烷水合是不可逆的放熱反應,在一般工業(yè)生產(chǎn)條件下,環(huán)氧乙烷的轉化率可接近100%,為保證達到此轉化率,需要保證相應的水合時間。但反應時間太長,一方面無此必要,另一方面由于停留時間過長會降低設備的生產(chǎn)能力（5）注堿 （PH）考慮堿的加入后PH對反應有影響 則需考慮注堿 。第6頁，共11頁，2022年，5月20

6、日，7點5分，星期日Company Logo環(huán)氧乙烷水合法制乙二醇水合溫度A（）水合時間B（min）原料配比C （水比）水合壓力D（MPa）注堿E（PH）水平一16020201.06.0水平二20030252.08.0因素位級表第7頁，共11頁，2022年，5月20日，7點5分，星期日Company Logo環(huán)氧乙烷水合法制乙二醇選表 A B C D E五因子各位二水平，即各自的自由度為2-1=1考慮反應時間和溫度的交互作用即:AB 自由度為 1所以總的自由度為 51+1=6故應選自由度的不小于6的正交表。查手冊，選第8頁，共11頁，2022年，5月20日，7點5分，星期日Company Logo環(huán)氧乙烷水合法制乙二醇 因素 序號ABABCDE1160201202.08.02200202252.06.03160302252.08.04200301202.06.05160201251.06.06200202201.08.07160302201.06.08200301251.08.0第9頁，共11頁，2022年，5月20日，7點5分，星期日Company Logo環(huán)氧乙烷水合法制乙二醇預期結果:直接水合工藝是將環(huán)氧乙烷和水按l：(2025)(摩爾比)配成混合水溶液，在管