【《乙二醇的生产工艺方案案例》2100字】

II乙二醇的生产工艺方案案例目录TOC\o"1-3"\h\u31745乙二醇的生产工艺方案案例 1125381.1生产工艺 1119711.1.1反应原理 17611.1.2工艺流程 2293341.2模拟目的 41.1生产工艺在生产乙二醇的工艺技术中，依照所需生产原料的来源差异，生产路线被分成石油合成工艺路线、非石油工艺路线。石油路线是用乙烯作为原料，经过环氧乙烷中间产物生成乙二醇。非石油合成工艺路线则是用煤或合成气作原料，能够通过许多方式制取乙二醇。目前，全世界乙二醇生产技术仍以传统的乙烯法与煤经草酸酯路线两大生产技术为主[4]。碳酸乙烯酯法：乙烯与氧气等混合气体高压压缩，进入冷凝器实现降温，后送入到管式反应器发生氧化反应。反应器的出料后经过反应吸收塔得到含有40%H2O的环氧乙烷的吸收液，它的主要反应是生成环氧乙烷中间产物，副反应则是完全的将乙烯氧化。提供一定量的CO2进入环氧乙烷的吸收液，进入到固定床反应器以此发生酯化反应，所出物料历经两段闪蒸过程尽可能将气体除净。该过程的主要反应为环氧乙烷进行酯化反应，副反应则是环氧乙烷发生水合[5]。后续工艺为碳酸乙烯酯的水解反应工段，该反应的转化率较高，生成了最终的产物乙二醇，同时产生二乙二醇和三乙二醇等极少的多余产物。此种方法技术成熟，产品的纯度相对较高。草酸酯法：该路线用煤作主要原料，在经气化、转化、净化、提纯工艺之后，生成了CO与H2[6]。间接合成工艺包含以下三步主要反应:(1)O2、NO与甲醇酯化，发生反应并得到中间产物亚硝酸甲酯(MN)；(2)在(Pd/Al2O3)羰基化耦合催化剂的环境下，CO和MN经过羰化合成，反应后生成了中间产物草酸二甲酯(DMO)；(3)在(Cu/SiO2)这种加氢催化剂的环境下，DMO同H2发生加氢反应，生成最终产物乙二醇，下游进入乙二醇精制反应阶段，经过精馏操作系统获得精制的最终产品乙二醇[7]。该方法制乙二醇的生产技术具有能耗低、用水量少的优势，但产物的分离和提纯过程无法实现极高的纯度。所以此次设计选择碳酸乙烯酯法合成生产乙二醇。1.1.1反应原理1.乙烯环氧化反应生成EO[8]，反应式如下：C2H4+O2→C2H4O（1）副反应：C2H4+O2→H2O+CO2（2）C2H4O+O2→H2O+CO2（3）1.环氧乙烷酯化生成碳酸乙烯酯，反应式如下：C2H4O+CO2→C3H4O3（4）3.碳酸乙烯酯水解，反应为：C3H4O3+H2O→C2H6O2+CO2（5）副反应C3H4O3+C2H6O2→C4H10O3+CO2（6）1.1.2工艺流程乙烯与氧气等气体在储罐中实现混合，使用压缩机将该混合后的气体进而压缩到1.2Mpa，后再通过换热器将混合气体换热至250℃。换热后的气体再经过升温升压操作，并进入到列管式固定床反应器，气体在银催化剂的环境下使其反应充分，而后物料为气相出料。物料送入到吸收塔（A101），设定操作温度25℃，操作压降1.2Mpa，乙二醇与碳酸乙烯酯形成的混合溶液可吸收从反应器中排出的环氧乙烷。剩余的其他极难溶气体于吸收塔上端采出，采出的气体大多为保护气体的组成，可实现循环利用。溶解有环氧乙烷的吸收液进入下一酯化工段。图2-1乙烯环氧化工艺流程模拟图生成的中间产物环氧乙烷的吸收液加压到1.6Mpa，同时二氧化碳流股于储罐实现加料，且通过压缩机加压到1.6Mpa。经换热器（H201）将环氧乙烷的吸收液换热到120℃；经换热器（H202）将二氧化碳换热到120℃。此反应选择釜式反应器，在反应釜中将非均相催化剂实现固定[9]。液相流股环氧乙烷于反应器的上端进料，二氧化碳气相流股于反应器的下端进料；反应温度设定为120℃，反应压强为1.5Mpa，因吸收液相对于二氧化碳同样存在着良好的吸收效果，即二氧化碳可近似全溶解于吸收液中，并在充分的发生接触反应后形成中间产物碳酸乙烯酯，该出料全部为液相出料。反应器的底端的全部出料经历闪蒸工艺，使轻组分气体达到分离，塔上端输出物料为二氧化碳和保护气，可返回总厂达到重新二次回收利用，塔底输出物料大多是碳酸乙烯酯、乙二醇和水，还有极少量的二氧化碳气体，送入到第二个闪蒸罐继续进行分离工艺，轻组分于闪蒸罐上端输出，碳酸乙烯酯和乙二醇的吸收液送入到分离器之中，一部分用作吸收液使其持续循环，其他的部分则通入到水解反应器接连发生反应。图2-2酯化工段工艺流程模拟图水与碳酸乙烯酯同时加料，通过泵加压到0.4Mpa，物料经过混合，再经由换热器使其换热到140℃。此步反应选择使用釜式反应器，设定它的反应温度为140℃，反应压力达0.4MPa，在之前的反应阶段中已经产生部分乙二醇，在碳酸乙烯酯的水解工艺技术中，有极多乙二醇和少量二乙二醇被产生，且同时产生较多的二氧化碳，可用作为生产碳酸乙烯酯的基本原料重复利用。反应混合后的出料流股经由气液分离器（F301）达到分离效果，顶端采出气相流股，其主要的组成是二氧化碳，底端分出液相流股，均接入到后续的分离阶段。分离器的全部出料送入到常压精馏塔。精馏塔的出料形式选择侧线出料，即CO2于塔上端输出，水物料于侧线出料，而EG及DEG塔底下端出料则被通入到下一段精馏分离过程。通过泵将该过程的液相流股减压到0.015Mpa，然后送至减压精馏塔，塔上端输出轻组分乙二醇，通过泵加压到常压，再经由换热器使其换热到常温，进而通入到分离器当中，一部分当作吸收循环液，另一部分则用作产品精制，重组分的DEG物料于塔底出料，经由换热器换热到常温后即可出料。图2-3碳酸乙烯酯水解合成EG工艺流程模拟图1.