600kta煤制乙二醇工艺设计

1、安徽建筑大学课程设计任务书课题名称600kt/a煤制乙二醇工艺设计系 别材料与化学工程学院专 业化学工程与工艺姓 名学 号2015年3月2日至2015年6月19日共16周指导教师签字系主任签字2015年1月16日一、毕业设计（论文）的内容 “煤制乙二醇”即以煤代替石油乙烯生产乙二醇。中科院福建物质结构研究所凭借20多年的技术积累与企业联手合作，成功开发了“万吨级CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇”（简称“煤制乙二醇”）成套技术。乙二醇目前在我国占70%以上需要进口，市场广阔，该项目采用草酸酯加氢合成法生产乙二醇，比传统技术的产出量高，排放更小，属于推广的高新技术范畴，项目每生产1

2、吨乙二醇比传统方式生产节约0.5吨左右煤，且排放更少，符合国家节能减排的要求。煤制乙二醇工艺需要处理的关键问题是：CO偶联合成草酸酯过程控制及优化；草酸酯加氢催化剂；乙二醇产品分离精制。本次设计拟对上述问题展开工作，争取取得一定的突破。目前，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。其中聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，其消费量约占国内总消费量的94.0%，另外约6.0%用于防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等。近年来，我国聚酯（包括聚酯纤维、聚酯树脂和薄膜等）的生产发展很快，2000年生产能力只有595万吨， 2

3、008年我国聚酯的产量约1730万吨，对乙二醇的需求量约636万吨；2010年聚酯的产量将达到约1900万吨，届时对乙二醇的需求量将达到约665万吨。加上在防冻剂以及其他方面的消费量，预计我国乙二醇的总需求量，2010年将达到约710万吨。二、毕业设计（论文）的要求与数据1、草酸二甲酯转化率大于90% ；乙二醇选择性大约90%；乙二醇收率95%。反应温度100-200出口H20.001（vol），CO损失量（即CO2增量）1%（vol）三、毕业设计（论文）应完成的工作1.查阅文献，完成开题报告（纸质版、PPT会议报告），翻译与课题相关的外文文献一篇。2.具体应完成以下几个设计工作： 

4、1）进行方案设计，确定生产方法和生产工艺流程。 2）进行工艺计算，包括物料衡算、能量衡算以及辅助设备选型和计算。 其他相关参数可根据文献自拟或计算。3）绘制工艺流程图（PFD，PID）。（A2） 4）设计精馏装置，绘制设备图。（A2） 5）进行车间布置设计，并绘制设备平立面布置图。（A2） 6）撰写设计说明书。3.论文格式、图纸要求按安徽建筑工业学院相关规范执行。4.按照计划日程完成各阶段工作，实行周报告制度（文档发至导师电邮，PPT会议报告）四、毕业设计（论文）进程安排及实习安排序 号设计（论文）各阶段名称日 期1领任务书，分析课题，查阅相关

5、文献第1学期第20周2开题报告（含文献综述、英文文献翻译、工艺流程选择）第2学期第2周3物料衡算和能量衡算教学第3、4周4生产工艺流程设计并绘制物料流程图教学第5、6周5设备工艺条件设计并绘制规定设备的工艺条件图教学第7、8周6中期检查（现有文档整理，初稿成型，中期答辩）教学第9周7进行车间布置设计并绘制设备平、立面布置图教学第10周8绘制带控制点的工艺流程图教学第11、12周9撰写论文初稿教学第13周10修改论文、图纸，预答辩教学第14、15周11答辩及修改教学第16、17周12归档及其他教学第18周五、应收集的资料、主要参考文献及实习地点 化工设计手册，auto cad软件，Aspen p

6、lus软件等。六、乙二醇工艺介绍 1.氯乙醇法以氯乙醇为原料在碱性介质中水解而得,该反应在100下进行。2. 环氧乙烷水合法环氧乙烷水合法有直接水合法和催化水合法,水合过程在常压下进行也可在加压下进行。常压水合法一般采用少量无机酸为催化剂,在5070进行反应。环氧乙烷直接水合法，为目前工业规模生产乙二醇较成熟的生产方法。环氧乙烷和水在加压（2.23MPa）和190200 条件下，在管式反应器中直接液相水合制的乙二醇，同时副产品一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和多缩聚乙二醇。直接水合法；催化水合法；加压水合法 环氧乙烷与水的摩尔比要较高，在16以上，以减少生成醚的副反应，该反应的温度在150，压力14

7、7kPa。水合得到乙二醇。3.目前有气相催化水合法 以氧化银为催化剂，氧化铝为载体，在150240反应，生成乙二醇。4.乙烯直接水合法 乙烯在催化剂(如氧化锑TeO2，钯催化剂)存在下在乙酸溶液中氧化生成单乙酸酯或二乙酸酯,进一步水解均得乙二醇。5.环氧乙烷与水在硫酸催化剂作用下进行水合反应，反应液经碱中和、蒸发、精馏即得成品。或者环氧乙烷和水在一定温度和压力下制得乙二醇,同时副产二乙二醇、三乙二醇和多乙二醇。反应液经蒸发浓缩、脱水、精制得合格产品和副产品。6、甲醛法7、草酸二酯法日本宇部兴产公司(Ube)将此法生产草酸二酯的工艺实现了工业化4。其工艺为，将CO和亚硝酸甲酯或者丁酯在80-150 oC和0.5 MPa下，使用氧化铝为载体的钯催化剂进行气相反应生成草酸二酯。草酸二酯可以进而在铜铬催化体系的催化下加氢生成EG，选择性95 %。  目前用此法生产EG的限制在于草酸二酯催化氢化的工艺还不成熟。研究机构都在进行这一工艺的研究，并开发出了一些催化体系，例如美国大西洋富田公司(Atlantic Richfield Company)亦即后来的阿科(ARCO)公司的Cu-Cr催化体系、安格公司(Engelhard Corporation)的Cu-Zn催化体系、UCC公司的固载的Cu催化体系以及Ube公司与UCC公司联合开