您的当前位置:首页正文

草酸二甲酯制乙二醇的工艺流程

2024-06-22 来源:好走旅游网


【二】工艺技术

(一)工艺原理

本项目以煤制合成气为原料,采用草酸酯法生产乙二醇。

首先CO气相催化反应合成中间产品草酸二甲酯,然后草酸二甲酯催化剂加氢生产乙二醇。合成气间接法生产乙二醇的主要反应包括一氧化碳(CO)与亚硝酸甲酯(MN)生成草酸二甲酯(DMO)的羰化反应,草酸二甲酯加氢生成乙二醇(EG)的反应,一氧化氮、氧气和甲醇生成亚硝酸甲酯的酯化再生反应,亚硝酸钠、硝酸反应生成一氧化氮。具体过程如下:

1、原料气制备

低压煤气化制一氧化碳

2C + O2 = 2CO

间歇法制半水煤气,再经高变低变制得氢气

C + H2O = CO + H2

CO + H2O = CO2 + H2

2、草酸二甲酯合成

授课:XXX

CO气相偶联合成草酸二甲酯(DMO)由两步化学反应组成。

首先为CO在催化剂的作用下,与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO,称为偶联反应,反应方程式如下:

2CO + 2CH3ONO = (COOCH3)2 + 2NO

其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯,称为再生反应,反应方程式如下:

2NO + 2CH3OH + 1/2O2 = 2CH3ONO + H2O

生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为:

2CO + 1/2O2 + 2CH3OH = (COOCH3)2 + H2O

3、草酸二甲酯加氢制取乙二醇

草酸二甲酯加氢是一个串联反应,首先DMO加氢生成中间产物乙醇酸甲酯(MG),MG再加氢生成乙二醇。主反应方程式如下:

(COOCH3)2 + 4H2 = (CH2OH)2 + 2CH3OH

(二)工艺步骤

金煤化工煤制乙二醇自主技术主要工艺包括七个步骤:

授课:XXX

第一是氨与空气在氨氧化炉内高温氧化得到氨氧化物;

第二是氨氧化物与甲醇、氧气氧化酯化生成亚硝酸甲酯;

第三是工业一氧化碳原料气体的催化脱氢净化;

第四是亚硝酸甲酯与一氧化碳氧化偶联生成草酸二甲酯;

第五是草酸二甲酯催化加氢生成乙二醇;

第六是乙二醇混合物的精馏;

第七是尾气循环使用和消除污染排放。

【三】工艺总流程

授课:XXX

第一步,原料气的制备、净化及变换

1、一氧化碳气体的制备,通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气,炉气经脱硫净化送到下一工序;

2、氢气的制备,通过间歇制气法制得半水煤气,炉气经脱硫净化,接着进行高温变换和低温变换,制得氢气。

第二步,一氧化碳原料气的再净化处理

授课:XXX

从合成气净化装置出来的一氧化碳原料气,采用催化氧化技术除去氢和氧,最后以分子筛脱水。再按一定比例混入普氧或空气,并送入载有催化剂的固定床反应器中,催化反应同时除去所含的氢气和氧气。

其催化剂是负载有铂族金属或它们的盐的载体催化剂。金属主要是铂、钯或铂-钯合金。其盐可以是硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、草酸盐、醋酸盐、卤化物及其络合物等。金属含量为载体重量的0.05%-5%。载体可采用硅胶、浮石、硅藻土、活性碳、分子筛及氧化铝等物质。反应温度在50-400℃,最好在80-250℃。接触时间在0.5-10s。最后再导入分子筛床层常温脱水。气体中所含氮、二氧化碳、甲烷、氩不必除去。净化后气体中有害杂质含量控制在硫化物≤1.15mg/kg(1.15ppm),NH3≤200mg/kg(200ppm),H2≤100mg/kg(100ppm), O2≤1000mg/kg (1000ppm),H2O≤100mg/kg (100ppm)。该混合气体即可作为合成草酸酯的一氧化碳原料气。

第三步,草酸酯的合成

将净化后的一氧化碳原料气与亚硝酸酯混合,其含量(体积分数)为:一氧化碳为25%-90%,亚硝酸酯为5%-40%,导入装有以氧化铝作载体的钯催化剂的列管反应器中进行催化反应。金属含量为载体中的0.1%-5%,接触时间为0.1-20s。反应温度为80-200℃。反应产物经冷凝分离后得草酸酯。

第四步,尾气再生

授课:XXX

将分离了草酸酯的反应尾气导入再生塔,按NO与O2分子比为4.1:6.5,配入氧气氧化,按醇与NO的分子比为2-6送入20%以上的醇水溶液接触反应,控制塔温在相应酯的沸点以上,分离醇的水溶液循环使用。当醇的浓度低于20%时,更换新的醇液。

第五步,亚硝酸酯的回收

将再生塔得到的亚硝酸酯气相导入冷凝分离塔,控制温度在相应酯的沸点以上,将亚硝酸酯气体中的醇和水进一步分离,其大部分亚硝酸酯(含未反应气体)送回合成塔循环使用,另小部分转入压缩冷凝塔处理。

第六步,非反应气体的排放

将含有非反应气体的亚硝酸酯导入压缩冷凝塔,控制冷凝温度在-20-40℃,压力在0.5-4MPa,使亚硝酸酯完全液化回收。经气化后再导入合成塔循环使用,不凝气体主要是氮气和少量的甲烷、氩、一氧化碳、一氧化氮,放空排除。

第七步,草酸二甲酯加氢

在反应器中装填40-60目的催化剂,并在反应器两端各装入20-40目的石英砂,防止反应器内气体沟流并固定催化剂床层。催化剂由氢气在特定条件下还原活化,然后设定好反应温度和压力。DMO溶液由高压计量泵打入气化器气化,氢气由高压质量流量计控制流量,进入气化器与气化的DMO溶液充分混合后进入反应器进行反应。产物由循环水冷却,液

授课:XXX

体产物进精馏装置精制生产高纯乙二醇,尾气经回收有用组分后送入加热炉或锅炉燃烧。

(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)

授课:XXX

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容