煤制乙二醇工艺

煤制乙二醇工艺

“煤制乙二醇”就是以煤代替石油乙烯生产乙二醇，即CO气相催化合成草酸

酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇。

乙二醇的应用方向也在不断增多，各国都对煤制乙二醇技术做了研究，我国已

于2009年将煤制乙二醇列入国家石化振兴规划。下面就草酸酯加氢合成乙二醇的

生产工艺做简单介绍。

一、煤制乙二醇-----草酸酯加氢合成路线

1.1生产原理

(1)原料气制备

低压煤气化成一氧化碳

2 C + O2 = 2CO

间接法制半水煤气，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

CO气相偶联合成草酸二甲酯(DMO)有两步化学反应组成。首先为CO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，反应化学式如下: 2CO+2CH3ONO=(COOH3)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:

4NO+4CH3OH+O2=4CH3ONO+2H2O

生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总方程式为:

(COOH3)2+4H2=(CH2OH)2+2CH3OH

1.2草酸二甲酯生产流程

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: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。再按照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、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%。载体可以采用硅胶、浮石、硅藻土、活性炭、分子筛及氧化铝等物质。反应温度在50—400度，最好在80—250度。接触时间在0.5—10秒。最后再导入分子筛床层常温脱水。气体中所含氮气、二氧化碳、甲烷、氩气不必出去。净化后气体中有害杂质含量控制在硫化

物?1.15ppm，NH3??200ppm，

H2?100 ppm，O2?1000ppm ，H2O?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体与亚硝酸酯混合，其含量(体积比)为:一氧化碳为25—90%，亚硝酸酯为5—40%，导入装置有以氧化铝作为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—20秒。反应温度为80—200度。反应产物经泠凝分离后得草酸酯。

第四步，尾气再生: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分子比为2—6送入20%以上醇水溶液接触反应，控制塔温度在相应脂的沸点以上，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，控制温度在相应脂的沸点以上，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，另小部分转入压缩泠凝塔处理。

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度，压力在0.5—4MPa，是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、氩气、一氧化碳、一氧化氮，放空排放。

图1-1 草酸二甲酯生产流程示意图 1.3草酸二甲酯加氢生产乙二醇流程

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。催化剂有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，氢气有高压质量流量计控制流量，进入汽化器与气化

的DMO溶液充分混合后进入反应器进行反应。产物有循环水冷却，液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内或锅炉燃烧。

二、工艺流程特点

1、采用工业级原料(以纯CO、H

2、NO、O2和精醇

为原料)

2、能生产多种重要化工原料

3、节能(合成草酸酯是在常温和低于160度进行的)

4、循环经济产业

5、环保(工艺流程中生成的废水排放对环境没有污

染)