合成气制乙二醇

工艺选择目前，乙二醇制备技术路线有3种：石油路线、煤路线和生物路线。1.石油路线生产乙二醇石油路线法均以石油化工产品乙烯或其所制产品环氧乙烷为原料，再经不同反应过程制得乙二醇，国内工业生产实际应用的石油路线法为环氧乙烷直接水合法。环氧乙烷直接水合法采用原料环氧乙烷与水在190～200℃、2.23MPa操作条件下，反应0.5h，生成乙二醇含量约10%的乙二醇、二乙二醇、三乙二醇混合水溶液，再经分离制得乙二醇。优点：技术成熟，应用面广，收率为90%。缺点：依赖石油资源，水耗大，成本高，并且国内缺少自主产权技术，即工艺技术对外依赖程度高。2.煤路线生产乙二醇该工艺是以煤为原料，制得合成气后，通过直接合成法或间接合成法最终制成乙二醇。目前国内合成气路线法乙二醇生产装置均采用间接法。实际工程应用的间接法为草酸酯法。即先制得合成气，然后再经催化反应生成草酸二甲酯（DMO），然后以Cu/SiO2为催化剂，150℃条件下进行DMO的低压加氢制取乙二醇。该方法转化率达99.8%，乙二醇选择性95.3%。优点：成本低，能耗低，水耗低，适合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的资源国情。缺点：技术不成熟，目前催化剂寿命较短，聚合级产品质量不稳定，工程放大存在风险。3.生物路线生产乙二醇自然界中的碳水化合物，无论是淀粉基的多糖类作物（如玉米、小麦等），还是单糖或多糖类农作物（如甜高粱、菊芋等）均可以作为生物路线生产乙二醇的原料。中科院大连化学物理研究所研究人员首次尝试采用廉价的碳化钨催化剂应用于纤维素的催化转化，利用碳化钨催化剂在涉氢反应中具有的类贵金属性质，可以替代价格昂贵的贵金属催化剂，将纤维素全部转化为多元醇，而且对乙二醇的生成表现出独特的选择性，尤其是在少量镍的促进作用下，乙二醇的收率可高达61%,是一种极具工业应用前景的绿色工艺路线。优点：不需要消耗大量的氧气，没有废气、废水排放，属于环境友好技术。缺点：收率低，技术难度大，目前达不到工业化生产要求。目前，国内外大型乙二醇的生产均为石油法，其主要原料为乙烯和氧气，用银催化剂，甲烷或氮气做致稳剂，乙烯直接氧化成环氧乙烷，然后再生成乙二醇。全球环氧乙烷生产技术大部分使用的是英荷Shell化学公司、美国科学设计公司(SD)和美国UCC3家公司的技术。国内乙二醇生产企业在实际生产中因存在原料采购、技术壁垒及与氢气换热回收热量后，通过冷却器冷却到40℃，进入高压分离器。为了维持反应系统的惰性气平衡未反应的氢气从分离器顶部出来后分成两部分，一部分进入循环氢气压缩机，加压后返回反应进料系统，少量作为驰放气送出系统，维持系统惰性气平衡。乙二醇和副产物乙醇等产品从分离器底部排出，进入低压闪蒸槽进一步释放溶解气后进入乙二醇精馏系统草酸二甲酯加氢反应是个顺序反应，其反应方程式如下：(COOCH3)2+2H2→HOCH2COOCH3+CH3OHHOCH2COOCH3+2H2→(CH2OH)2+CH3OH(CH2OH)2+2H2→CH3CH2OH+H2O尾气处理：利用加氢单元的含氢驰放气作为还原剂，将排放的含有一氧化氮、亚硝酸甲酯和甲醇等成分的尾气在尾气处理催化剂的作用下，发生氧化还原反应，反应后的气体进入尾气吸收塔，以酯化单元来的含酸废液作为吸收液进行逆流接触吸收气相中的有机物，使得吸收塔顶高空排放尾气符合排放要求，吸收液经碱液中和后送至全厂污水厂处理。设备清单单元名称设备名称设备台数备注羰化工段DMO合成反应器1台酯化反应器1台循环压缩机1台DMO洗涤塔1台DMO脱轻塔1台DMO脱重塔1台甲醇回收塔1台尾气处理塔1台NaNO3转化器1台预热器2台冷却器4台加氢工段DMO汽化器1台DMO加氢反应器1台循环压缩机1台高压分离罐1台低压分离罐1台甲醇回收塔1台脱水塔1台产品塔1台预热器1台冷却器4台换热器2台设计工艺：合成气制乙二醇（草酸酯