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乙二醇工艺开发设计 CompanyLogo introduction 乙二醇 EG 是一种重要的有机化工原料 主要用于生产聚酯树脂和防冻剂 此外还可生产不饱和聚酯树脂 润滑剂 增塑剂 非离子表面活性剂以及炸药等 目前国内外主要乙二醇生产厂家均采用环氧乙烷直接水合法工艺路线 近年来 随着聚酯纤维 聚酯塑料和防冻液等对乙二醇的旺盛需求 生产企业开始致力于乙二醇新合成技术的研究和开发工作 其中环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法被认为是最有发展前景的两种工业化生产工艺 CompanyLogo 主要合成方法 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190 200 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 氧化 酯化反应 2CH3OH 2NO 1 2O2 2CH3ONO H2OCO偶联反应 2CO 2CH3ONO COOCH3 2 2NO草酸酯加氢反应 COOCH3 2 4H2 HOCH2CH2OH2CH3OH总的化学方程式 2CO 4H2 1 2O2 HOCH2CH2OH H2O CompanyLogo 环氧乙烷水合法制乙二醇 我国目前乙二醇装置的现状 技术路线落后 乙二醇的选择性低 装置物耗高 目前国内乙二醇工业化生产采用环氧乙烷直接水合即加压水合法的工艺路线 生产技术基本上由英荷shell 美国Halcon SD以及美国UCC三家公司所葶断 主反应是水作为亲核试剂 与环氧乙烷发生取代开环反应生成乙二醇 副反应是生成的乙二醇也可作为亲核试剂继续与环氧乙烷反应生成二乙二醇 DEG 二乙二醇还可以与环氧乙烷反应生成三乙二醇 TEG 依此类推 生成聚乙二醇 反应方程式如下 主反应 EO H20 一EG副反应 EG EO DEGDEG EO TEGTE H珂EO 一HO CH2CH20 2 lI CompanyLogo 环氧乙烷水合法制乙二醇 Diagram2 Diagram3 Diagram2 Diagram3 CompanyLogo 环氧乙烷水合法制乙二醇 设计实验提高选择性 1 原料配比 一般地 直接法生产乙二醇反应中 随着反应物之一的水的加入量的增加 乙二醇的选择性会大大增加 这是因为随着水量的增多 乙二醇分子与环氧乙烷分子进一步碰撞反应生成副产物的概率大大减少 但是水的比例过高 后续的乙二醇分离提纯装置的能耗增加很快 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 3 水合压力 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 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 5 注碱 PH 考虑碱的加入后PH对反应有影响则需考虑注碱 CompanyLogo 环氧乙烷水合法制乙二醇 因素位级表 CompanyLogo 环氧乙烷水合法制乙二醇 选表 ABCDE五因子各位二水平 即各自的自由度为2 1 1考虑反应时间和温度的交互作用即 A B自由度为1所以总的自由度为5 1 1 6故应选自由度的不小于6的正交表 查手册 选 CompanyLogo 环氧乙烷水合法制乙二醇 CompanyLogo 环氧乙烷水合法制乙二醇 预期结果 直接水合工艺是将环氧乙烷和水按l 20 25 摩尔比 配成混合水溶液 在管式反应器中于190 220 1 0 2 5MPa条件下反应 Thankyou