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摘 要:间接法煤制乙二醇工艺有两种基本工艺,一种是一步合成法,另一种是两步合成法一步合成法不会导致甲醇消耗,但是两步合成法的原料会用到甲醇,并且在制备过程中也会加入甲醇,因此,应该减少甲醇损耗,促进化工厂节能生产。
关键词:间接法;乙二醇;甲醇损失
绝大多数化工厂都会通过间接法生产乙二醇,在应用原料时都会用到甲醇。由于每年乙二醇的生产量大,甲醇采购成本是化工厂的一大项支出,为了节省成本投入,节约能源,提高生产效率,需要研究间接法煤制乙二醇工艺,从中提取减少甲醇损失的方法,从而提高经济效益。
一、间接法煤制乙二醇工艺
1.合成亚硝酸甲酯
制备亚硝酸甲酯的反应方程式是2NO+2CH,OH+1/202=2CH30NO+H:0 ,该项反应是在酯化塔当中进行的,反应过程中应用的氧气是纯氧,因此需要避免氧穿透,在这个反应过程中,一氧化碳和氧气同时存在,不可避免地会产生一氧化氮,一氧化氮与H:O会促使生成硝酸,因此要保持一氧化氮的含量,使其保持在较高水平,一氧化氮含量越高,酯化反应越快,从而减少二氧化氮和水的反应,降低硝酸含量。
2.合成草酸二甲酯
合成草酸二甲酯的方程式是2C0+2CH,ONO=(COOCH,)二+2NO,该项反应是羰化反应,对于反应温度、反应压力以及催化剂都有一定程度的要求,并且需要严格控制比例。假如在反应时一氧化氮及其他元素比例不合适,就会导致反应产生过量的碳酸二甲酯。由于该反应会放出巨大热量,需要将热量及时送出,可以在汽包和反应器夹套之间设置泵,促进夹套中的过热水循环,提高散热速度。
3.合成乙二醇
乙二醇合成反应的方程式是(COOCH,)!+4H二=(C11二0t1):+2CH,OH在该反应中,需要有一定的压力,并且对温度和催化剂也有明确要求, 生成乙二醇的反应比较温和,反应过程也较为简单,方便操作,但是氢气的占有比例大幅度高于草酸二甲酯,所以一旦加入过量的氢气,就会使EG变化成乙醇,因此在反应过程中需要控制好温度。
二、甲醇损耗的原因
从每个环节的反应方程式中可以看出,乙二醇的制备是由一氧化碳、氧气、氢气反应,生成乙二醇物质,甲醇在整个制备过程中起到了桥梁的作用。从理论上来说,甲醇没有明确的消耗,但是实际生产过程中会产生碳酸二甲酯,从而造成甲醇消耗。在草酸二甲酯的精馏过程中,会脱出甲醇和副产物,导致甲醇进一步消耗。
1.制备草酸二甲酯时甲醇消耗
制备草酸二甲酯的过程中,化学反应会生成碳酸二甲酯,这个反应的化学方程式是2CO + O2 + 4CH3OH 幑幐2CO(OCH3 )2 + 2H2O通过计算,当化工厂每生产一吨碳酸二甲酯时,需要消耗甲醇0.71吨。
2.草酸二甲酯精馏过程中甲醇消耗
经过合成反应生成的属于粗草酸二甲酯,还需要进一步地进行精馏,经过提纯以后,再加入氢,生产出乙二醇。在进行精馏时,要把粗草酸二甲酯中没有经过反应的甲醇、粗碳酸二甲酯、轻馏等全部采出,得出精草酸二甲酯。
3.草酸二甲酯重组造成甲醇损耗
在草酸二甲酯制备乙二醇的过程中,需要在草酸二甲酯中加入氢,此时对草酸二甲酯的酸度要求很高,所以需要在精制时采出部分元素,进行重组,从而降低草酸二甲酯酸度。在精制草酸二甲酯的过程中,采出重组的草酸二甲酯质量分数是99.9%,需要选取草酸二甲酯进行精馏,并调节好压力。
4.乙二醇精馏采出水和乙醇造成甲醇消耗
草酸二甲酯在加入氢进行化学反应时,会生成乙二醇和甲醇,而甲醇又在生成草酸二甲脂中,充当反应物,因此需要进一步回收利用,避免过量消耗。在草酸二甲酯中加入氢,产生的混合物成分是粗乙醇与粗甲醇,需要在下一步的精馏工段,将粗乙醇和粗甲醇分离开,再进行精制提纯。
5.甲醇回收塔造成甲醇损耗
在草酸二甲酯精馏的过程中,由于操作原因或者气候因素,会出现甲醇回收塔顶部回流罐温度过高的情况,导致很多甲醇气体聚集到吸收尾气的塔中,并且形成废水,被排放出去。这种甲醇回收塔造成的损耗也是不可忽视的,由于化工实验室每天都会生产大量成品,如果甲醇被排出的现象得不到控制,就会促使甲醇损耗,给公司带来严重经济损失。
三、结束语
间接法煤制乙二醇是很多企业都在应用的方法,该方法在实施中具有一定优势,但是由于工序复杂,不可避免的造成甲醇消耗,本文从间接法煤制乙二醇的步骤入手,分析了该方法制备乙二醇的各个环节,得出了甲醇消耗的原因。
參考文献:
[1]孟继承.煤制乙二醇技术及在聚酯纤维生产中的应用[J].纺织导报,2018,(06):45-53.
[2]宋春雨,陈源.煤制乙二醇的生产工艺及市场分析[J].广东化工,2017,(14):172-173.
关键词:间接法;乙二醇;甲醇损失
绝大多数化工厂都会通过间接法生产乙二醇,在应用原料时都会用到甲醇。由于每年乙二醇的生产量大,甲醇采购成本是化工厂的一大项支出,为了节省成本投入,节约能源,提高生产效率,需要研究间接法煤制乙二醇工艺,从中提取减少甲醇损失的方法,从而提高经济效益。
一、间接法煤制乙二醇工艺
1.合成亚硝酸甲酯
制备亚硝酸甲酯的反应方程式是2NO+2CH,OH+1/202=2CH30NO+H:0 ,该项反应是在酯化塔当中进行的,反应过程中应用的氧气是纯氧,因此需要避免氧穿透,在这个反应过程中,一氧化碳和氧气同时存在,不可避免地会产生一氧化氮,一氧化氮与H:O会促使生成硝酸,因此要保持一氧化氮的含量,使其保持在较高水平,一氧化氮含量越高,酯化反应越快,从而减少二氧化氮和水的反应,降低硝酸含量。
2.合成草酸二甲酯
合成草酸二甲酯的方程式是2C0+2CH,ONO=(COOCH,)二+2NO,该项反应是羰化反应,对于反应温度、反应压力以及催化剂都有一定程度的要求,并且需要严格控制比例。假如在反应时一氧化氮及其他元素比例不合适,就会导致反应产生过量的碳酸二甲酯。由于该反应会放出巨大热量,需要将热量及时送出,可以在汽包和反应器夹套之间设置泵,促进夹套中的过热水循环,提高散热速度。
3.合成乙二醇
乙二醇合成反应的方程式是(COOCH,)!+4H二=(C11二0t1):+2CH,OH在该反应中,需要有一定的压力,并且对温度和催化剂也有明确要求, 生成乙二醇的反应比较温和,反应过程也较为简单,方便操作,但是氢气的占有比例大幅度高于草酸二甲酯,所以一旦加入过量的氢气,就会使EG变化成乙醇,因此在反应过程中需要控制好温度。
二、甲醇损耗的原因
从每个环节的反应方程式中可以看出,乙二醇的制备是由一氧化碳、氧气、氢气反应,生成乙二醇物质,甲醇在整个制备过程中起到了桥梁的作用。从理论上来说,甲醇没有明确的消耗,但是实际生产过程中会产生碳酸二甲酯,从而造成甲醇消耗。在草酸二甲酯的精馏过程中,会脱出甲醇和副产物,导致甲醇进一步消耗。
1.制备草酸二甲酯时甲醇消耗
制备草酸二甲酯的过程中,化学反应会生成碳酸二甲酯,这个反应的化学方程式是2CO + O2 + 4CH3OH 幑幐2CO(OCH3 )2 + 2H2O通过计算,当化工厂每生产一吨碳酸二甲酯时,需要消耗甲醇0.71吨。
2.草酸二甲酯精馏过程中甲醇消耗
经过合成反应生成的属于粗草酸二甲酯,还需要进一步地进行精馏,经过提纯以后,再加入氢,生产出乙二醇。在进行精馏时,要把粗草酸二甲酯中没有经过反应的甲醇、粗碳酸二甲酯、轻馏等全部采出,得出精草酸二甲酯。
3.草酸二甲酯重组造成甲醇损耗
在草酸二甲酯制备乙二醇的过程中,需要在草酸二甲酯中加入氢,此时对草酸二甲酯的酸度要求很高,所以需要在精制时采出部分元素,进行重组,从而降低草酸二甲酯酸度。在精制草酸二甲酯的过程中,采出重组的草酸二甲酯质量分数是99.9%,需要选取草酸二甲酯进行精馏,并调节好压力。
4.乙二醇精馏采出水和乙醇造成甲醇消耗
草酸二甲酯在加入氢进行化学反应时,会生成乙二醇和甲醇,而甲醇又在生成草酸二甲脂中,充当反应物,因此需要进一步回收利用,避免过量消耗。在草酸二甲酯中加入氢,产生的混合物成分是粗乙醇与粗甲醇,需要在下一步的精馏工段,将粗乙醇和粗甲醇分离开,再进行精制提纯。
5.甲醇回收塔造成甲醇损耗
在草酸二甲酯精馏的过程中,由于操作原因或者气候因素,会出现甲醇回收塔顶部回流罐温度过高的情况,导致很多甲醇气体聚集到吸收尾气的塔中,并且形成废水,被排放出去。这种甲醇回收塔造成的损耗也是不可忽视的,由于化工实验室每天都会生产大量成品,如果甲醇被排出的现象得不到控制,就会促使甲醇损耗,给公司带来严重经济损失。
三、结束语
间接法煤制乙二醇是很多企业都在应用的方法,该方法在实施中具有一定优势,但是由于工序复杂,不可避免的造成甲醇消耗,本文从间接法煤制乙二醇的步骤入手,分析了该方法制备乙二醇的各个环节,得出了甲醇消耗的原因。
參考文献:
[1]孟继承.煤制乙二醇技术及在聚酯纤维生产中的应用[J].纺织导报,2018,(06):45-53.
[2]宋春雨,陈源.煤制乙二醇的生产工艺及市场分析[J].广东化工,2017,(14):172-173.