环氧乙烷水合法生产乙二醇工艺

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环氧乙烷催化水合法制乙二醇工艺流程

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环氧乙烷和乙二醇生产工艺概述

环氧乙烷和乙二醇生产工艺概述

环氧乙烷是最简单的环醚,沸点10.7℃,反应性强,所以存放环氧乙烷的贮罐应该 清洁且在0℃以下。
通常环氧乙烷与乙二醇联合生产,生产装置建在一个工厂。
4.16 环氧乙烷和乙二醇生产工艺概述
2)环氧乙烷与乙二醇的生产方法
① 环氧乙烷
a) 氯醇法 该方法由于中间过程有次氯酸形成,设备腐蚀严重。已淘汰
b) 乙烯直接氧化法
平行副反应 CH2 CH2 + 3O2
串联副反应
CH2
CH2 +
5 2
O2
(完全氧化反应) O
2CO2 + 2H2O 2CO2 + 2H2O
H298K = -1324.6 kJ/mol H298K = -1221.2 kJ/mol
4.16 环氧乙烷和乙二醇生产工艺概述
2)反应特点及操作条件分析
① 主、副反应 ΔHƟ<<0,反应放强热
E吸附=12.54KJ/mol
b)分子氧吸附态(缺乏4个邻近的Ag原子) O2 + Ag →Ag+ + O2 -(吸附)
E吸附=33.02KJ/mol
C2H4 + O2-(吸附) → CH2-CH2 + O-(吸附) O
氧分子吸附和解离将变得困难,环氧乙烷的反应容易发生。
如何获得分子氧吸附态?
4.16 环氧乙烷和乙二醇生产工艺概述
获得氧分子吸附态的手段
向反应体系中,加入少量抑制剂如二氯乙烷等物质。 抑制剂
二氯乙烷
很容易优先吸附到载体表面 强吸附中心Ag
深度氧化反应
4.16 环氧乙烷和乙二醇生产工艺概述
1. 概述
1)环氧乙烷和乙二醇的主要用途
工业上,70%以上的环氧乙烷用于生产乙二醇,环氧乙烷较少单独使用。 乙二醇是重要的有机化工原料。

生产乙二醇的反应器及环氧乙烷加压水合法生产乙二醇工艺流程

生产乙二醇的反应器及环氧乙烷加压水合法生产乙二醇工艺流程
4.19 生产乙二醇的反应器及操作条件
1. 生产乙二醇的反应原理
工业上,采用环氧乙烷加压水合法生产乙二醇。 原料 环氧乙烷(EO,来自乙烯氧气氧化法生产工艺)
1)反应原理
主反应
H437K = -81.3 kJ/mol
液相无催化剂水合放热反应
副反应 副反应放热,且反应速率较主反应快! ① 连串副反应(反混造成)
图4-54 环氧乙烷加压水合反应 转化率、停留时间与反应温度的关系
图4-55 乙二醇反应器 最小操作压力图
4.19 生产乙二醇的反应器及操作条件
3)反应器
反应器选型 需考虑环氧乙烷返混引起的副反应(乙二醇产率下降) 反应器:平推流反应器
工业采用绝热长管式反应器,保持较高的反应选择性。
典型工O~10wt% 190~200℃ ~2.2MPa 30~40min
新鲜水
(1) 水合 反应
(2) EG 蒸发
(3) (4) (5) EG EG 多乙二 脱水 精制 醇分离
99.8%
环氧乙烷 85%~90% 脱气塔10 环氧乙烷溶液 的塔釜液
乙二醇浓缩液、含少量 一缩二缩多缩乙二醇和水
1-混合器;2-水合反应器(长管反应器);3-一效蒸发器;4-二效蒸发;5-脱水塔;6-乙二醇精馏塔;7-一缩乙二醇精馏塔
② 环氧乙烷高温异构化生成乙醛
杂质
4.19 生产乙二醇的反应器及操作条件
2)影响转化率的因素
主要因素:环氧乙烷浓度、反应温度 反应压力、反应器型式等。
① 环氧乙烷浓度 a) 原料中环氧乙烷浓度越低,乙 二醇收率越高;
b) 水量过大,后续蒸发工段设备 体积大能耗高,投资成本增加。
乙二醇
二乙二醇
三乙二醇

【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%。

乙二醇生产技术

乙二醇生产技术

乙二醇生产技术分析乙二醇又名甘醇、乙撑二醇,是一种重要的石油化工基础有机原料,主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及**等。

目前,国内外乙二醇的工业生产方法主要是环氧乙烷直接水合法,虽然它工艺成熟,但水比大,能耗高,生产成本较高,为此人们又相继开发出环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法以及由合成气合成乙二醇等各种新的生产方法,其中环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法被认为是今后乙二醇最有发展前景的工业化生产方法,是目前国内外研究开发的热点。

1 环氧乙烷直接水合法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,该工艺是将环氧乙烷(E0)和水按1∶20-22(摩尔比)配成混合水溶液,在管式反应器中于190-220℃、1.0-2.5MPa 下反应,环氧乙烷全部转化为混合醇,生成的乙二醇水溶液含量大约在10%(质量分数)左右,然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到乙二醇及副产物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)等。

混合醇中乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的摩尔比约为100∶10∶1,产品总收率为88%。

不足之处是生产工艺流程长、设备多、能耗高,直接影响乙二醇的生产成本。

目前,环氧乙烷直接水合法的生产技术基本上由英荷壳牌、美国Halcon-SD以及美国联碳三家公司所垄断。

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,乙烯直接氧化生成环氧乙烷,环氧乙烷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乙二醇,乙二醇溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到乙二醇及其它副产品。

此外,整个工艺还设置了与其生产能力配套的空分装置、碳酸盐的处理以及废气废液处理等系统。

三家公司的专利技术主要区别体现在催化剂、反应和吸收工艺以及一些技术细节上。

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。

环氧乙烷法合成乙二醇的技术创新

环氧乙烷法合成乙二醇的技术创新

环氧乙烷法合成乙二醇的技术创新摘要:乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料,主要用于生产聚酯,乙二醇工业涉及国民经济的多个领域,对支撑国民经济的基础产业及战略性新兴产业具有重要的战略意义。

关键词:环氧乙烷;乙二醇;技术环氧乙烷催化水合法能降低水与环氧乙烷的摩尔比,节约能耗,降低生产成本;碳酸乙烯酯法能充分利用乙烯氧化副产物的CO2资源,在现有环氧乙烷生产装置中,只能加入生产碳酸乙烯酯的反应步骤来生产碳酸乙烯酯及碳酸二甲酯,这是应用广泛的化工产品,代表了日后乙二醇生产的发展方向。

一、乙二醇概述乙二醇又名甘醇、1,2-亚乙基二醇,简称EG,是最简单的二元醇。

乙二醇无色无臭、有甜味液体,对动物有低毒性,乙二醇能与水、丙酮互溶,但在醚类中溶解度小。

用作溶剂、防冻剂及合成涤纶的原料。

乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一种相转移催化剂,也用于细胞融合;其硝酸酯是一种炸药。

乙二醇主要用于制聚酯,涤纶,聚酯树脂,吸湿剂,增塑剂,表面活性剂,合成纤维,化妆品,炸药;还能用作染料、油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂,气体脱水剂,制造树脂,也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。

二、环氧乙烷法路线技术现状及进展1860年,首次开发了直接水合环氧乙烷生产乙二醇的方法。

1958年,美国Shell公司建立了第一套直接水合生产装置。

1977年,我国石化公司首次引进SD 公司技术,建成了第一套6.0万吨/年乙二醇生产装置。

目前,环氧乙烷法成套技术主要由Shell、DOW、SD等少数发达国家专利商垄断,各专利商在技术上取得了很大进步。

作为核心竞争力,其将技术牢牢掌握在自己手中。

然而,我国的乙二醇装置从国外引进,无成套的自主知识产权,工艺落后,面临淘汰危险。

因此,我国乙二醇工业不仅有很大发展空间,而且面临着巨大生存挑战。

环氧乙烷法路线有直接水合法、催化水合法等。

1、直接水合法。

其是目前工业化生产乙二醇广泛采用的工艺路线,其技术基本上被Shell、HSD、UCC、DOW等公司垄断。

环氧乙烷水合制乙二醇工艺流程参数及流程图(带详细流程图)

环氧乙烷水合制乙二醇工艺流程参数及流程图(带详细流程图)
环氧乙烷水合法制乙二醇
(一)主要原料及其规格
环氧乙烷
纯度98.7%--99.6%
乙醛含量0.3以下
(二)消耗定额(以生产1t乙二醇计)
环氧乙烷0.800t
催化剂及化学品0.59美元(90年代初)
副产பைடு நூலகம்
二甘醇0.100t
三甘醇0.0100t
电0.0.37MWh
冷却水424t
燃料83.7MJ
中压蒸汽3.820t
(三)制法
环氧乙烷经加压水合制得乙二醉.其主要反应式为:
〔四)流程说明(参见附图)
将环氧乙烷和来自环氧乙烷装置的环氧乙烷水溶液送入氧化物一水混合器,使之与加入的补充水及循环水混合,使混合物中水和环氧乙烷的mol比达到22 : 1。从混合器流出的混合物首先用第四效蒸发器一再沸器出来的冷凝液加热,然后通过与蒸汽的热交换使其温度达到150℃。
第四效蒸发器的塔顶馏出物--水和一些乙二醇在冷凝器中被收集下来并随从冷凝器出来的水一起送入热水井。湿的、混合的乙二醉类泵送到干燥塔。
乙二醇精制阶段的所有干燥塔都是在真空下操作的。干燥的混合乙二醇类泵送到乙二醇塔,塔顶得到乙二醇产品,送入乙二醇产品贮槽,排出的冷凝水送到热水井,塔底物为混合二醉类送到二廿醇塔,塔顶得仁甘醇产品送入贮槽,塔底送入三甘醇塔,塔顶得三甘醇产品送入贮槽,塔底为集乙二醇残渣。
(五)产品性质
乙二醇为具有粘性的无色液体,有甜味。能以任何比例与水、乙醇和丙酮相混合,并能大大降低水的冰点。相对密度( )1. 1135。沸点197.6℃,熔点-13℃,折光指数(nb5)1. 43310微溶于乙醚。
(六)产品规格
沸点范围196-200℃
相对密度( )1.1130-1.1135
酸度0.1%以下

乙二醇生产工艺

乙二醇生产工艺

乙二醇生产工艺 The manuscript was revised on the evening of 2021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 9080909694110156174214105160214251339400406480522195240304347433510562654736463330282221282729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。

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Tianjin Engineering Technical Institute毕业大作业题目:____________________________ ____________________________班级:_________________姓名:_________________指导老师:_________________完成日期:_________________浅谈环氧水合法生成乙二醇摘要:环氧乙烷(以下简称EO)和水在乙二醇(以下简称EG)反应系统反应生成一乙二醇(MEG)、二乙二醇(DEG)、三乙二醇(TEG).大部分水解水会在后浓缩塔以及乙二醇精制系统之前的四效蒸发系统进行脱除。

工艺蒸汽产自于乙二醇第四效脱水塔并且用于给其他几个工艺单元提供热量。

杂质通过惰性组分排放,从脱水塔再沸器由主放空冷凝器以及工艺水罐上的醛放空气提塔除去。

关键词:乙二醇蒸发工艺水精制回流前言:环氧乙烷直接水合法生产乙二醇是一种最常用的工业方法。

本文重点介绍的是环氧乙烷和水在通过三次换热后,进入列管式反应器以及乙二醇精整反应器中完全反应生成以乙二醇/水为主的混合物流。

然后进入四效脱水塔进行脱水,随后进入真空塔再次脱水。

之后进入乙二醇塔将乙二醇产品采出,最后进入二乙二醇塔采出二乙二醇等产品。

第一章乙二醇§1.1乙二醇(以下简称EG)的物化性质1.1.1物理性质乙二醇(Ethylene Glycol,简称EG)又名甘醇,外观为无色无臭有甜味粘稠液体,分子式为C2H6O2,分子量为62.07,凝固点-13.2℃,沸点197.5℃,相对密度(水=1)1.11;相对密度(空气=1)2.14,蒸汽压6.21kPa/20℃闪点:110℃,折光率1.43063;溶于水、低级醇、甘油、丙酮、乙酸、吡啶、醛类,微溶于醚,几乎不溶于苯、二硫化碳、氯仿和四氯化碳。

1.1.2化学性质与乙醇相似,主要能与无机或有机酸反应生成酯,一般先只有一个羟基发生反应,经升高温度、增加酸用量等,可使两个羟基都形成酯。

如与混有硫酸的硝酸反应,则形成二硝酸酯。

酰氯或酸酐容易使两个羟基形成酯。

乙二醇在催化剂(二氧化锰、氧化铝、氧化锌或硫酸)作用下加热,可发生分子内或分子间失水。

乙二醇能与碱金属或碱土金属作用形成醇盐。

通常将金属溶于二醇中,只得一元醇盐;如将此醇盐(例如乙二醇一钠)在氢气流中加热到180~200°C,可形成乙二醇二钠和乙二醇。

此外用乙二醇与 2摩尔甲醇钠一起加热,可得乙二醇二钠。

乙二醇二钠与卤代烷反应,生成乙二醇单醚或双醚。

乙二醇二钠与1,2-二溴乙烷反应,生成二氧六环。

此外,乙二醇也容易被氧化,随所用氧化剂或反应条件的不同,可生成各种产物,如乙醇醛 HOCH2CHO、乙二醛OHCCHO、乙醇酸HOCH2COOH、草酸HOOCCOOH 及二氧化碳和水。

a二醇与其他二醇不同,经高碘酸氧化可发生碳链断裂。

制法工业上由环氧乙烷用稀盐酸水解制得。

实验室中可用水解二卤代烷或卤代乙醇的方法制备。

应用乙二醇常可代替甘油使用。

在制革和制药工业中,分别用作水合剂和溶剂。

乙二醇的衍生物二硝酸酯是炸药。

乙二醇的单甲醚或单乙醚是很好的溶剂,如甲溶纤剂 HOCH2CH2OCH3 可溶解纤维、树脂、油漆和其他许多有机物。

乙二醇的溶解能力很强,但它容易代谢氧化,生成有毒的草酸,因而不能广泛用作溶剂。

乙二醇是一个抗冻剂,60%的乙二醇水溶液在-40°C时结冰。

§1.2 乙二醇的用途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。

乙二醇的最大用途主要用作聚酯纤维的原料;乙二醇的另一种用途是由于其可降低水溶液的凝固点,因此可作汽车冷却系统防冻液,美国在这方面的用途占乙二醇用量首位。

主要用于制聚酯涤纶,聚酯树脂、吸湿剂,增塑剂,表面活性剂,合成纤维、化妆品和炸药,并用作染料/油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂,气体脱水剂,制造树脂、也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。

生产合成树脂PET,纤维级PET即涤纶纤维,瓶片级PET用于制作矿泉水瓶等。

还可生产醇酸树脂、表面活性剂、乙二醛及炸药,也用作防冻剂。

除用作汽车用防冻剂外,还用于工业冷量的输送,一般称呼为载冷剂。

乙二醇在用做载冷剂时应该注意;1,其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化,浓度在59%以下时,水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低,但浓度超过59%后,随着乙二醇浓度的升高,其冰点呈上升趋势,当浓度达到100%时,其洋点上升至-13℃,这就是浓缩型防冻液(防冻液母液)为什么不能直接使用的一条重要原因,必须引起使用者的注意。

2,乙二醇含有羟基,长期在80摄氏度-90摄氏度下工作,容易氧化成酸,对水箱、水套造成腐蚀而使之渗漏。

因此,在配制的防冻液中,还必须有防腐剂,以防止对钢铁、铝的腐蚀和水垢的生成。

3,乙二醇本身是相对活跃的物质,容易聚合成高分子聚合物,进一步氧化成聚合物有机酸(通常所说的油泥),形成十分粘重的物质,沉积后容易结垢;另乙二醇与氧气反应,生成微量的甲酸和乙酸第二章环氧乙烷水合法生产乙二醇§2.1 EG的生产原理2.1.1 化学反应主反应: 0 J2 m- s' X7 s" Q8 zy2 o* n9 c5 X/ M 副反应: 0三甘醇还可与环氧乙烷反应生成多甘醇。

此外,在环氧乙烷水合过程中,尚可能进行以下反应:异构反应需在高温下进行,氧化则在碱金属或碱土金属氧化物存在时才能进行。

乙醛生成量比二甘醇和三甘醇少得多,但它能氧化为醋酸,对设备有腐蚀作用。

因此要求在生产中应用的工艺用水中的碱金属或碱土金属离子浓度一定要符合规定的质量指标。

7 e$ G% w4 T6 z+ |0 h0 a2.1.2 反应机理环氧乙烷的水合反应在酸性和碱性催化剂下都能加速进行,但不能用碱性催化剂,因为它也能催化乙二醇生成聚乙二醇的反应。

酸催化工业上也使用得不多,因为有腐蚀性,并给后处理带来困难,工业上普遍应用的是非催化加压水合工艺,即在较高温度和压力下由弱亲核试剂水攻击环氧乙烷中的氧原子,让其活化,并使环上2个碳原子呈正电性,然后与水中的OH-作用生成过渡态络合物,这一络合物经内部电子重排,环破裂并释放OH-,生成乙二醇: 1在水或低级醇等极性介质中,质子酸的催化按下列步骤进行: , `y( [非催化的环氧乙烷水合反应与酸催化一样,对环氧乙烷而言是一级反应,两者的活化能分别为79.5 kJ/mol和75.4 kJ/mol,这一点说明非催化水合反应比酸催化难以进行,需在更高的反应温度(如150~200℃),用酸作催化为50~100℃)下才能获得足够的反应速度。

我们可以把乙二醇看作弱亲核试剂(但比水强一些),因此环氧乙烷也能与乙二醇按上述非催化机理进行反应,生成二甘醇、三甘醇和多甘醇,为提高乙二醇收率,从反应机理来看,可以减小环氧乙烷在水中的浓度(即环氧乙烷与水的比值),少量的环氧乙烷被大量的水包围,使它没有多少机会再与乙二醇或二甘醇和三甘醇等发生反应。

例如,当环氧乙烷与水的比值由1.5减小到0.054到,乙二醇的收率由15.6%增至93.1%。

动力学研究表明,环氧乙烷水合生成各产品的速度常数之比为k1∶k2∶k3∶k4=1∶2.1∶2.2∶1.9,其中k1,k2,k3,k4分别表示生成乙二醇、二甘醇、三甘醇和四甘醇的速度常数,这一规律也能用来解释为什么环氧乙烷浓度增高,生成二甘醇等副产物会明显增加。

为抑制副反应,在用大量水稀释环氧乙烷的同时添加0.1%~0.5%的酸(可加快生成乙二醇的速度常数)可使二甘醇生成量减少,高级多甘醇只有痕迹量存在。

§2.2 操作工艺条件2.2.1 原料配比生产实践证明,无论是酸催化液相水合或非催化加压水合,只要水与环氧乙烷的摩尔比相同,乙二醇收率相当接近。

表2-2-1所示为不同水与环氧乙烷摩尔比对产品分布的影响,反应条件为反应温度90~95℃,环氧乙烷转化率在95%以及用0.5%硫酸作催化剂。

由表2-2-1可见,乙二醇的选择性随原料中水与环氧乙烷摩尔比的提高而提高的。

但摩尔比不能无限止提高。

因在同等生产能力下,设备容积要增大,设备投资要增加,在乙二醇提浓时,消耗的蒸气会增加,即工厂能耗上升。

另外还须考虑副产物问题。

因为二甘醇、三甘醇等也是有用化工产品,售价比乙二醇还高,适当多产二甘醇等副产品可提高工厂经济效益。

根据以上二点理由,工厂将水与环氧乙烷的摩尔比定在10~20范围内。

而且没有必要用加酸的办法来抑制副反应的发生。

原料中水与环氧乙烷摩尔比对产品分布的影响(表2-2-1)2.2.2 水合温度在非催化加压水合的情况下,由于反应活化能较大,为加快反应速度,必须适当提高反应温度。

但反应温度提高后,为保持反应体系为液相,相应的反应压力也要提高,为此对设备结构和材质会提出更高的要求,能耗亦会增加,工业生产中,通常为150~220℃。

2.2.3 水合压力在无催化剂时,由于水合反应温度较高,为保持液相反应,必须进行加压操作,在工业生产中,当水合温度为150~220℃时,水合压力相应为1.0~2.5MPa。

实验研究表明,在工业生产的压力范围内,压力的变化对反应速度和产品分布没有显著影响。

2.2.4 水合时间环氧乙烷水合是不可逆的放热反应,在一般工业生产条件下,环氧乙烷的转化率可接近100%,为保证达到此转化率,需要保证相应的水合时间。

但反应时间太长,一方面无此必要,另一方面由于停留时间过长会降低设备的生产能力。

工业生产中,当水合温度为150~220℃,水合压力1.0~2.5MPa时,相应的水合时间为35~20 min。

2.2.42.2.4 注碱碱液(20% NaOH)由泵经EO精制塔(EOPC)加到乙二醇反应器进料当中,以便将进料物流的PH值维持在6到8.5之间。

通过调节碱泵冲程可将乙二醇精整反应器出口物料的PH值维持在目标值。

乙二醇在下游各塔中的分解可通过维持基于单台碱液计量泵满负荷运行时,各塔相应最低釜液流量加以预防。

这两台碱泵在EG反应系统开车期间可同时运行,但BPCS逻辑可以使两台泵在正常运转期间发生联锁,从而阻止其同时运行。

碱液注入到残醇回收单元(PGU)浓缩塔再沸器的返回凝液当中,以便将工艺水罐当中工艺水的PH值保持在大约6-7。

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