环氧乙烷水合制乙二醇新工艺及其过程模拟研究

Tianjin Engineering Technical Institute毕业大作业题目：____________________________ ____________________________班级：_________________姓名：_________________指导老师：_________________完成日期：_________________浅谈环氧水合法生成乙二醇摘要:环氧乙烷（以下简称EO）和水在乙二醇（以下简称EG）反应系统反应生成一乙二醇（MEG）、二乙二醇(DEG)、三乙二醇(TEG).大部分水解水会在后浓缩塔以及乙二醇精制系统之前的四效蒸发系统进行脱除。

工艺蒸汽产自于乙二醇第四效脱水塔并且用于给其他几个工艺单元提供热量。

杂质通过惰性组分排放，从脱水塔再沸器由主放空冷凝器以及工艺水罐上的醛放空气提塔除去。

关键词：乙二醇蒸发工艺水精制回流前言：环氧乙烷直接水合法生产乙二醇是一种最常用的工业方法。

本文重点介绍的是环氧乙烷和水在通过三次换热后，进入列管式反应器以及乙二醇精整反应器中完全反应生成以乙二醇/水为主的混合物流。

然后进入四效脱水塔进行脱水，随后进入真空塔再次脱水。

之后进入乙二醇塔将乙二醇产品采出，最后进入二乙二醇塔采出二乙二醇等产品。

第一章乙二醇§1.1乙二醇（以下简称EG）的物化性质1.1.1物理性质乙二醇（Ethylene Glycol，简称EG）又名甘醇，外观为无色无臭有甜味粘稠液体，分子式为C2H6O2，分子量为62.07，凝固点-13.2℃，沸点197.5℃，相对密度(水=1)1.11；相对密度(空气=1)2.14，蒸汽压6.21kPa/20℃闪点：110℃，折光率1.43063；溶于水、低级醇、甘油、丙酮、乙酸、吡啶、醛类，微溶于醚，几乎不溶于苯、二硫化碳、氯仿和四氯化碳。

1.1.2化学性质与乙醇相似，主要能与无机或有机酸反应生成酯，一般先只有一个羟基发生反应，经升高温度、增加酸用量等，可使两个羟基都形成酯。

环氧乙烷法合成乙二醇的技术创新摘要：乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，主要用于生产聚酯，乙二醇工业涉及国民经济的多个领域，对支撑国民经济的基础产业及战略性新兴产业具有重要的战略意义。

关键词：环氧乙烷；乙二醇；技术环氧乙烷催化水合法能降低水与环氧乙烷的摩尔比，节约能耗，降低生产成本；碳酸乙烯酯法能充分利用乙烯氧化副产物的CO2资源，在现有环氧乙烷生产装置中，只能加入生产碳酸乙烯酯的反应步骤来生产碳酸乙烯酯及碳酸二甲酯，这是应用广泛的化工产品，代表了日后乙二醇生产的发展方向。

一、乙二醇概述乙二醇又名甘醇、1,2-亚乙基二醇，简称EG，是最简单的二元醇。

乙二醇无色无臭、有甜味液体，对动物有低毒性，乙二醇能与水、丙酮互溶，但在醚类中溶解度小。

用作溶剂、防冻剂及合成涤纶的原料。

乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一种相转移催化剂，也用于细胞融合；其硝酸酯是一种炸药。

乙二醇主要用于制聚酯，涤纶，聚酯树脂，吸湿剂，增塑剂，表面活性剂，合成纤维，化妆品，炸药；还能用作染料、油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂，气体脱水剂，制造树脂，也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。

二、环氧乙烷法路线技术现状及进展1860年，首次开发了直接水合环氧乙烷生产乙二醇的方法。

1958年，美国Shell公司建立了第一套直接水合生产装置。

1977年，我国石化公司首次引进SD 公司技术，建成了第一套6.0万吨/年乙二醇生产装置。

目前，环氧乙烷法成套技术主要由Shell、DOW、SD等少数发达国家专利商垄断，各专利商在技术上取得了很大进步。

作为核心竞争力，其将技术牢牢掌握在自己手中。

然而，我国的乙二醇装置从国外引进，无成套的自主知识产权，工艺落后，面临淘汰危险。

因此，我国乙二醇工业不仅有很大发展空间，而且面临着巨大生存挑战。

环氧乙烷法路线有直接水合法、催化水合法等。

1、直接水合法。

其是目前工业化生产乙二醇广泛采用的工艺路线，其技术基本上被Shell、HSD、UCC、DOW等公司垄断。

环氧乙烷水合法制乙二醇
（一）主要原料及其规格
环氧乙烷
纯度98.7%--99.6%
乙醛含量0.3以下
（二）消耗定额（以生产1t乙二醇计）
环氧乙烷0.800t
催化剂及化学品0.59美元（90年代初）
副产பைடு நூலகம்
二甘醇0.100t
三甘醇0.0100t
电0.0.37MWh
冷却水424t
燃料83.7MJ
中压蒸汽3.820t
（三）制法
环氧乙烷经加压水合制得乙二醉.其主要反应式为：
〔四)流程说明(参见附图)
将环氧乙烷和来自环氧乙烷装置的环氧乙烷水溶液送入氧化物一水混合器，使之与加入的补充水及循环水混合，使混合物中水和环氧乙烷的mol比达到22 : 1。从混合器流出的混合物首先用第四效蒸发器一再沸器出来的冷凝液加热，然后通过与蒸汽的热交换使其温度达到150℃。
第四效蒸发器的塔顶馏出物--水和一些乙二醇在冷凝器中被收集下来并随从冷凝器出来的水一起送入热水井。湿的、混合的乙二醉类泵送到干燥塔。
乙二醇精制阶段的所有干燥塔都是在真空下操作的。干燥的混合乙二醇类泵送到乙二醇塔，塔顶得到乙二醇产品，送入乙二醇产品贮槽，排出的冷凝水送到热水井，塔底物为混合二醉类送到二廿醇塔，塔顶得仁甘醇产品送入贮槽，塔底送入三甘醇塔，塔顶得三甘醇产品送入贮槽，塔底为集乙二醇残渣。
(五)产品性质
乙二醇为具有粘性的无色液体，有甜味。能以任何比例与水、乙醇和丙酮相混合，并能大大降低水的冰点。相对密度( )1. 1135。沸点197.6℃，熔点-13℃，折光指数(nb5)1. 43310微溶于乙醚。
(六)产品规格
沸点范围196-200℃
相对密度( )1.1130-1.1135
酸度0.1%以下

环氧乙烷水解法制乙二醇工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!环氧乙烷水解法制乙二醇的工艺流程解析环氧乙烷水解法制乙二醇是一种常见的化学合成工艺，广泛应用于化工行业中。

国内外行业发展动态环氧乙烷直接催化水合制乙二醇的研究章洪良(中国石化上海石油化工股份有限公司化工事业部,200540)摘　要:　环氧乙烷非催化水合法是目前工业规模生产乙二醇的方法,但此工艺存在选择性偏低、流程长、能耗大等缺点,而采用环氧乙烷直接催化水合技术则可大大降低能耗,提高乙二醇的选择性。

文章综述了国内外主要大公司及相关科研机构对环氧乙烷直接催化水合技术的研究成果,对国内的研究水平进行了介绍并论述了进一步的开发方向。

关键词:　环氧乙烷　乙二醇　催化剂　催化水合文章编号:　1674-1099　(2009)05-0053-04 中图分类号:T Q03214 文献标识码:　A收稿日期:2009208212。

作者简介:章洪良,1965年2月出生,1989年毕业于浙江大学化工系,硕士学位,高级工程师,现任中国石化上海石油化工股份有限公司化工事业部副总工程师。

乙二醇(MEG )是重要的化工基础原料。

乙二醇的最大用途是用于生产聚酯,其次是用作防冻剂,另外还可作为有机化工中间体。

至2008年底,我国乙二醇生产能力为2195kt/a (13套装置),而2008年全年进口量达521614kt,供需矛盾十分突出[1]。

随着新一轮乙二醇项目的建设,预计至2010年,我国乙二醇生产能力将达到5000kt/a 。

1　乙二醇生产工艺现状环氧乙烷非催化水合法是当今工业规模生产乙二醇的唯一方法,生产技术为美国科学设计公司(S D )、美国道化学公司(Dow )及英荷壳牌公司(Shell )三家公司所垄断。

我国的乙二醇生产企业全部采用国外专利技术,除了广东惠州(美国BASF )、辽宁辽阳(德国Huels )这两套装置之外,其他11套装置的技术都来源于S D 以及Shell 公司。

目前正在建设中的宁波650kt/a 、天津420kt/a 乙二醇项目,其技术全部来源于Dow 。

环氧乙烷非催化水合的工艺条件为:反应物中水和环氧乙烷(E O )的物质的量比(简称水比)(20～25)∶1,反应温度150～200℃,反应压力018～210MPa 。

第29卷第1期2002年北京化工大学学报JO U RNA L OF BEIJING U NI VERSIT Y O F CHEM ICA L T ECHN OLO GY Vol .29,N o .12002用反应蒸馏法水合环氧乙烷生产乙二醇工艺模拟刘宏伟　屈一新　汪文川(北京化工大学化学工程学院,北京　100029)摘　要:对反应蒸馏法水合环氧乙烷生产乙二醇的工艺进行了模拟。

结果表明,工艺进料的水与环氧乙烷之摩尔比由以往的15～22∶1降至3∶1,且其转化率接近100%,选择性达98.58%。

研究了水与环氧乙烷摩尔比、回流比、塔压等对生产结果的影响。

关键词:反应蒸馏;环氧乙烷;水合;乙二醇;模拟中图分类号:T Q 028.13;T Q 031.5收稿日期:2001-03-13第一作者:男,1972年生,硕士生 乙二醇是重要的化工原料。

多年以来,只有两种制造乙二醇的方法具有工业价值。

第一个方法为环氧乙烷水合。

第二个方法是使甲醛与一氧化碳反应,继之以初步反应物加氢。

前者由于生产流程短,是目前乙二醇较常采用的方法[1,2]。

环氧乙烷水合又分为两种,常温下用酸作催化剂水合和无催化加压水合。

用硫酸作催化剂,环氧乙烷和水在室温下就能发生反应而生成乙二醇。

这一方法在工业上获得应用,但存在较大缺点:1)硫酸对设备有腐蚀;2)反应后中和硫酸生成的硫酸盐在乙二醇提浓和精馏时在设备表面结垢,影响热的传导和塔的正常操作,硫酸盐的脱除亦比较困难;3)乙二醇与硫酸生成的酯不易和乙二醇分离。

这些缺点抵消了在低温常压下操作的优点。

其他酸及离子交换树脂或者碱亦可用,但都有较大缺点难以在工业上大量应用。

工业上发展起来并大量推广的是环氧乙烷无催化加压水合,通称加压水合。

为提高反应速度,操作温度一般控制在150～200℃,压力控制在0.8～2.0MPa[3]。

目前世界上用环氧乙烷生产乙二醇技术基本上是采用大量的水与环氧乙烷反应,其水与环氧乙烷的摩尔比高达15～22∶1。

环氧乙烷催化水合制乙二醇催化剂研究进展解析乙二醇是一种比较重要的有机化工原料，自身的用途集中在生产聚酯纤维、防冻剂等等，对化工生产具有非常重要的作用。

相对而言，我国在生产乙二醇催化剂的过程中，经过了漫长的研究和分析，获得的成果值得肯定。

当前的环氧乙烷催化水合制作，基本上可以得到理想的乙二醇催化剂，同时为化工生产水平的进步，提供了足够的支持，文章就此展开讨论。

标签：环氧乙烷；催化；水合剂；乙二醇对于乙二醇的制作而言，环氧乙烷水合法的应用，基本上成为了行业内的普遍做法，并且拥有非常长的历史，经过了很多年的研究。

我国在化工方面的起步并不算早，但国内的很多研究都与乙二醇催化剂制作具有密切的关系。

环氧乙烷催化水合制在应用过程中，各个研究机构对此都持有不同的看法，所以在具体的制作过程中，也存在一定的差异，应在乙二醇催化剂的制作当中，充分发挥环氧乙烷催化水合制的优势，并且在方式、方法上，进行不断的更新，融入更多的内容。

1 均相催化剂乙二醇催化剂的研究历程非常漫长，环氧乙烷催化水合制的应用过程中，均相催化剂的方法是比较常见的应用类型，并且对乙二醇催化剂的制备产生了非常积极的作用。

在1972年，DOW化学公司，申请了催化酯交换烷烯碳酸酯的专利。

该公司的技术应用，主要是通过碱金属，或者是碱金属的衍生物，以此来作为催化剂，并且在200摄氏度的状态下，有效反应4个小时，从而将二氧化碳和环氧乙烷反应进行有效的融合，最终将得到碳酸乙烯酯。

之后，会将碳酸乙烯酯作为中间产物，有效生成乙二醇催化剂。

该方法在应用过程中，碳酸乙烯酯的转化率为45%，在当时是比较高超的一种方法。

但以目前的角度来看，该方法不仅在制备上特别的复杂，同时需要掌控的条件也比较多，对设备的要求高，想要大量的生产乙二醇催化剂，其经济成本偏高。

随后，很多公司都对乙二醇催化剂开展深入的研究，并且针对环氧乙烷催化水合制开展深入的研究。

在20世纪80年代，乙二醇催化剂的制作开始走向了多元化的道路，各种制备方法都表现的比较理想。

阴离子离子间隔剂 非催化水合 对苯二甲酸盐 环己烷羧酸盐 有 无 有 无 有 无 有 无 有 无 煅烧 乙二醇选择性 / % 90 97. 0 95. 3 96. 2 95. 8 95. 8 94. 9 95. 5 94. 0 95. 1 94. 1
收稿日期 : 2001 05 28 作者简介 : 李应成 ( 1972
190~ 200 和大于 1 9M Pa 下水合。反应勿需催化 剂 , 环氧乙烷转化率 100% , 选择性 88% ~ 91% 。生 产中大量的能量用于蒸发产品中 85 wt % 以上的水 份。该工艺最大的缺点是能耗大。例如, 当水、 环氧 乙烷的摩尔比( 简称水比) 为 20 时, 通过蒸发除去摩 尔量大约为乙二醇 19 倍的无用水所需的热能为每 摩尔乙二醇 714kJ 。这意味着生产 1 吨乙二醇要耗 5 5 吨蒸汽。为了降低能耗 , 各国竞相开展了环氧 乙烷催化水合技术的研究。
钨酸根等的盐类。阳离子为碱金属、 铵盐、 季铵盐、 季磷盐等。对于钒催化剂, CO2 的存在可以使其选 择性增强。催化剂可以单独使用 , 也可以负载在氧 化铝、 氧化硅或分子筛等惰性载体材料上。催化剂 用量 是 EO 的 0 05% ~ 30% ( w t ) 。反 应 条 件 为 CO2 / EO< 0 05 1, 温度 150~ 200 , 压力 0. 2 ~ 10MP a, pH 值: 7~ 9, 水比 1~ 10。水合过程分三阶 段实施效果较好。第一阶段在 无催化剂情况 下进 行, 27% EO 转化为 M EG; 第二阶段在催化剂 存在 下, 93% ~ 94% EO 转化; 第三阶段在无催化剂存在 下使 EO 全部转化 , MEG 选择性 > 90% 。 这些催化剂对于提高转化率、 降低水比及提高 选择性均有利。缺点是部分催化剂流失到产物乙二 醇中 , 从而增加了不必要的分离提纯步骤, 同时也对 产品的质量造成不利影响。 针对 水 溶性 V 、 Mo 、 W 催 化 剂 流 失 的问 题 , U CC 公司又开发了具有水滑石结构、 水热稳定的混 合金属框架催化剂。 水滑石的 结构为 M g 6Al2 ( OH ) 16 CO3 4H 2O 。 其中 Mg 与 Al 之比可在 1 7~ 4 之间变化 , 由于 M g 易流失 , UCC 公司采 取了其他二价或 三价金属 如 Ca 、 Zn、 Cu、 Ni、 T i、 M n、 Co 、 Fe 、 Cr 等通过同晶取代加 以置换; 阴离子可通过合成、 离子交换或中和的方式 转换为 X 、 P O4 、 CH 3 COO 、 SO4 、 钒酸根、 钼酸 根或钨酸根等金属酸根阴离子。该催化剂的前驱物 结构含有空间结构大的有机阴离子间隔基。其结构 式为 : M x Q y( OH ) 2x+

表 １ 国 外 主 要 公 司 非 催 化 水 合 法 生 产 技 术 水 平
二醇 的最大用 途 是 用 于生 产 聚 酯 ， 其次 是 用 作 防 冻剂 ， 另外还 可作 为有机 化工 中间 体 。至我 ９ ｔ （３套 装 ／
催化 水 合 技 术 （ 比为 ４ ９ １ ， Ｇ 选 择 性 为 水 ． ： ） ＭＥ
９ ． ％ ， 的 固定 资产 投 资 可 减少 １ ％ ， Ｇ产 ７７ 总 ８ ＭＥ 品 的公用工 程成 本 可以 降低 近 ５ ％ 。 ０
２ 环 氧 乙烷直 接催化 水合 制 乙二醇研 究 动 向 ２ １ 国外研 究动 向 ．
于 生产 能力 ２ ６ ８ｋ／ ２ ． ｔａ的 ＭＥ Ｇ装 置 ， 如果 用直 接
司 （Ｄ）美 国道化学 公 司 （ ｏ 及 英 荷 壳牌 公 司 Ｓ 、 Ｄ ｗ）
（Ｓ ｅ ） ｈ ｌ 三家 公 司所垄 断 。我 国的 乙二醇 生产 企 １ 业 全部 采用 国外 专 利 技 术 ， 了 广 东 惠 州 （ 国 除 美
中， 从而增 加 了不 必要 的分离 提纯步骤 ， 同时也 对
产 品 的质 量 造 成 不 利 影 响 。针 对 这 个 问题 ， ｏ Ｄｗ
又 开发 出具 有 水 滑 石 结 构 的混 合 金 属 框 架 催 化
剂ｌ ， － 该催化 剂水热 稳 定 性 和使 用 寿命 等性 能 有
第２卷 ５
２０ 年 ０９
第５ 期
１ 月 ０
石 油 化 工 技 术 与 经 济
Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ＆ Ｅｃ ｎ ｍｉ ｓｉ ｔｏ ｈ ｍｉ ａｓ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｏ ｃ ｎ Ｐｅｒ ｃ ｅ ｃ ｌ
环 氧 乙烷 直 接 催 化水 合 制 乙二 醇 的研究

环氧乙烷水合制乙二醇工艺流程哎呀，这个题目听起来有点技术性，不过别担心，我会尽量用大白话给你讲一讲这个环氧乙烷水合制乙二醇的事儿，就像咱们平时聊天一样。

首先，咱们得知道乙二醇是个啥玩意儿。

这玩意儿在工业上可重要了，比如做防冻液啊，合成纤维啊，还有各种塑料制品，都离不开它。

那它是怎么来的呢？就是从环氧乙烷这个原料来的。

环氧乙烷，听着挺高大上的，其实就是一种无色的气体，有点甜丝丝的，但是可别小瞧它，这玩意儿有毒，处理的时候得特别小心。

好了，不扯远了，咱们说回正题。

这个工艺流程啊，其实挺有意思的。

首先，你得有环氧乙烷和水，这俩东西得按一定比例混合，就像咱们做蛋糕的时候，面粉和水的比例一样重要。

然后，这混合好的液体就得进入一个叫做反应器的大罐子里。

这个反应器啊，可不是普通的罐子，它得保持一定的温度和压力，这样才能让环氧乙烷和水发生反应。

这个反应过程，就像是咱们煮饭，得控制火候，不然饭就糊了。

在这个过程中，环氧乙烷和水就会变成乙二醇，这个过程叫做水合反应。

说到这个反应器，我得提一嘴，它里面可热闹了。

不仅有环氧乙烷和水，还有催化剂，这玩意儿就像是咱们炒菜时候的调料，能让反应进行得更顺利。

催化剂一加进去，环氧乙烷和水就“噼里啪啦”地反应起来，生成乙二醇。

接下来，这个反应完的混合物就得进入分离塔。

这个分离塔啊，就像是个大漏斗，能把乙二醇和其他没用的东西分开。

乙二醇就从塔顶出来，其他的副产品就从塔底排出去。

最后，咱们得到的乙二醇还得经过一系列的净化步骤，比如蒸馏啊，过滤啊，这样才能得到纯净的乙二醇。

这个过程挺繁琐的，但是为了保证产品质量，这些步骤一个都不能少。

你看，这个环氧乙烷水合制乙二醇的工艺流程，虽然听起来挺复杂的，但其实就跟咱们日常生活中的一些事情差不多，比如做饭、洗衣服，都得一步步来，不能急。

这个过程中，每一个细节都很重要，就像咱们做人一样，得脚踏实地，一步一个脚印。

好了，说到这儿，咱们这个环氧乙烷水合制乙二醇的故事也就差不多了。

Tianjin Engineering Technical Institute毕业大作业题目：____________________________ ____________________________班级：_________________姓名：_________________指导老师：_________________完成日期：_________________浅谈环氧水合法生成乙二醇摘要:环氧乙烷（以下简称EO）和水在乙二醇（以下简称EG）反应系统反应生成一乙二醇（MEG）、二乙二醇(DEG)、三乙二醇(TEG).大部分水解水会在后浓缩塔以及乙二醇精制系统之前的四效蒸发系统进行脱除。

工艺蒸汽产自于乙二醇第四效脱水塔并且用于给其他几个工艺单元提供热量。

杂质通过惰性组分排放，从脱水塔再沸器由主放空冷凝器以及工艺水罐上的醛放空气提塔除去。

关键词：乙二醇蒸发工艺水精制回流前言：环氧乙烷直接水合法生产乙二醇是一种最常用的工业方法。

本文重点介绍的是环氧乙烷和水在通过三次换热后，进入列管式反应器以及乙二醇精整反应器中完全反应生成以乙二醇/水为主的混合物流。

然后进入四效脱水塔进行脱水，随后进入真空塔再次脱水。

之后进入乙二醇塔将乙二醇产品采出，最后进入二乙二醇塔采出二乙二醇等产品。

第一章乙二醇§1.1乙二醇（以下简称EG）的物化性质1.1.1物理性质乙二醇（Ethylene Glycol，简称EG）又名甘醇，外观为无色无臭有甜味粘稠液体，分子式为C2H6O2，分子量为62.07，凝固点-13.2℃，沸点197.5℃，相对密度(水=1)1.11；相对密度(空气=1)2.14，蒸汽压6.21kPa/20℃闪点：110℃，折光率1.43063；溶于水、低级醇、甘油、丙酮、乙酸、吡啶、醛类，微溶于醚，几乎不溶于苯、二硫化碳、氯仿和四氯化碳。

1.1.2化学性质与乙醇相似，主要能与无机或有机酸反应生成酯，一般先只有一个羟基发生反应，经升高温度、增加酸用量等，可使两个羟基都形成酯。

定性 考察 ， 研究结 果 达到 了预 期 目标 。
１ 实验 部 分
１ １ 催化 剂制 备 ．
Ｅ Ｏ催化水 合制 Ｅ 是在 催化 剂 作Ｊｊ Ｅ 和 Ｇ ｛下 Ｏ
卜 Ｃ 在一定 的温度 、 ｂ） 压力条件 下完成 的。
Ｅ ＋ Ｈ， 一・ ＥＧ Ｏ ０ — ＩＧ ＋ ０ 一 ｃ ＤＥＧ
和 乙二 醇 （ Ｇ 选择 性 最 高 都 可 以 达 到 １ ０ 。 Ｅ ） ０％
关 键 词 ： 氧 乙烷 ； 化 水 合 ； 环 催 乙二 醇 中 图 分 类 号 ： ３ １ ２ ＴＱ２ ．６ ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ８０ １ （０ ６ ０ —０ ３０ １０ —５ １ ２ ０ ）６０ ３ —４
率和 Ｅ Ｇ选择 性均 达到较 高 水 平 。重 点考 察 了 影
响催化 剂性 能 的各 因素 ， 定 了 适 合 该 催 化 剂 的 确
９ ％ ： 连化物所 气体 公 司 ； ９ 大 固定床 反应器 ： 反应 器
体积 １０ｍＬ 催 化 剂装 填 量 １ ～３ ， ０ ， ０ ０ｎ 自行设 计
Ｅ ｔ Ｈ２ ： （ Ｏ） ， 物 中 ８ ％以 上 是 水 ， Ｇ， （ Ｏ） ｔ Ｅ 高 产 ／ ／ ０
要 获得 Ｅ Ｇ产 品 ， 往 需 要 消 耗 大量 蒸 汽 和庞 大 往
蒸 馏水 清 洗树 脂 ， 去除 杂质 ， 以 再用 相 当 于树脂 体
积 １ 倍 的 ０ ５ｍｏ／ 的 ＨＣ 浸 泡 ３ ～ １ ０ｍｌ， ５ ． ｌＬ １ ０ ２ ｎ
乙二 醇 （ Ｇ） Ｅ 是一 种重 要 的石 油 化工 原 料 ， 是 乙烯 的重 要衍 生 物 之一 ， 也是 二元 醇 中产 量 最 大
合 而成 的 ， 种 聚合 物 具 有 三 维 立 体 网状 结 构 骨 这 架 。一 般 阴离 子交 换树 脂上 带 有一 个或 几个 碱性

科研开发化工科技,2006,14(6):33～36SCIENCE &TECHNOLO GY IN CHEMICAL INDUSTR Y收稿日期:2006208227作者简介:黄彦科(1972-),男,陕西乾县人,中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司研究院工程师,主要从事石油化工催化剂和工艺技术研究开发。

3中国石油股份有限公司炼油化工技术研究中心超前类研究项目(040509-01-01)。

环氧乙烷催化水合生产乙二醇工艺技术研究3黄彦科,徐文清,朱凌辉,谭振明,龚树鹏(中国石油独山子石化公司研究院,新疆独山子833600)摘　要:非催化水合生产乙二醇工艺具有能耗大、成本高的缺点。

笔者采用树脂类催化剂进行了环氧乙烷化水合生产乙二醇工艺技术研究,并考察了温度、空速、n (H 2O )∶n (EO )、压力及进料方式等工艺条件对催化剂性能的影响,催化剂经过了800h 稳定性考察,研究结果表明,在温度100℃、压力1.0MPa 、空速1.5h -1、n (H 2O )∶n (EO )=6.5条件下,不仅具有很稳定的性能,而且环氧乙烷(EO )转化率和乙二醇(EG )选择性最高都可以达到100%。

关键词:环氧乙烷;催化水合;乙二醇中图分类号:TQ 223.16+2 文献标识码:A 文章编号:100820511(2006)0620033204 乙二醇(EG )是一种重要的石油化工原料,是乙烯的重要衍生物之一,也是二元醇中产量最大的产品[1],其用途非常广泛,是生产合成纤维、油漆、胶粘剂、表面活性剂、炸药等产品不可缺少的中间体,也可直接用作溶剂和防冻剂[2,3]。

当前国内外EG 的工业生产方法中70%以上采用SD 公司或SHELL 公司开发的EO/EG 技术,该技术采用环氧乙烷(EO )直接水合方法生产EG ,n (H 2O )∶n (EO )高,产物中80%以上是水,要获得EG 产品,往往需要消耗大量蒸汽和庞大的设备来分离水,生产能耗大、成本高[4,5]。

环氧乙烷法合成乙二醇的技术创新摘要：乙二醇（EG）是一种重要的基础化工原料，主要用于聚酯的生产（约占消费总量的90%）。

2019年我国乙二醇的需求量为1003 万吨，而产量仅为277 万吨/年，对外依存度超过70%。

我国乙二醇生产厂家达到17 家，其中以环氧乙烷为原料的生产工艺占90%（表1）[2-3]。

乙二醇工业涉及国民经济的多个领域，影响着石油化工发展以及能源和国防的安全，对支撑国民经济基础产业和战略新兴产业具有重大战略意义。

乙二醇的合成路线主要包括合成气法路线、生物法路线和环氧乙烷法路线。

关键词：环氧乙烷法合成乙二醇；创新；一、环氧乙烷法现状1860 年首次开发出由环氧乙烷直接水合制得乙二醇的方法，1958 年美国Shell 公司建立了第一套直接水合生产装置。

1977 年我国石油化工公司首次引进SD 公司技术，建成第一套6.0 万吨/ 年乙二醇生产装置。

目前环氧乙烷法成套技术主要垄断在Shell、DOW、SD 等少数发达国家专利商中，而且各专利商均在技术上有了长足的进步，作为核心竞争力，它们将技术牢牢地控制在自己手中。

而我国的乙二醇装置均引自国外，没有成套的自主知识产权，工艺落后，面临淘汰的危险。

因此，我国乙二醇工业既有较大的发展空间，又面临着巨大的生存挑战。

环氧乙烷法路线主要包括直接水合法、催化水合法和碳酸乙烯酯法。

目前研究成果不如均相催化法。

均相与非均相催化法对提高Eo转化率、EG选择性都有各自的效果，但也各有不足之处：非均相催化法催化剂寿命通常较短，转化率及选择性难达要求；均相催化法催化剂用量大、难回收。

而我国的乙二醇装置均引自国外，没有成套的自主知识产权，工艺落后，面临淘汰的危险。

因此，我国乙二醇工业既有较大的发展空间，又面临着巨大的生存挑战。

环氧乙烷法路线主要包括直接水合法、催化水合法和碳酸乙烯酯法。

二、环氧乙烷法合成乙二醇的术创新2.1 高浓度环氧乙烷羰基化技术高浓度的环氧乙烷与二氧化碳的羰基化反应为强放热反应，如果反应条件控制不当，会导致链式反应的发生，造成飞温现象（600℃ /30s），并且该飞温一旦发生，便难以撤热，高温环境极易引发爆炸等危险，由于传统催化剂未能解决反应物定向转化问题，在过高温度下容易滋生大量副产物，严重影响产品质量及催化剂稳定性。

第46卷第3期化工信息183市场趋向改性乳液型丙烯酸酯压敏胶市场前景好以水为分散介质的乳液型丙烯酸酯压敏胶是压敏胶的主流发展方向,但其缺点是耐水性㊁高温稳定性差,原料是不可再生的石油基产品,涂布干燥速度小,影响其应用和发展㊂针对其上述缺点的改性研究非常重要㊂改性研究主要有:一㊁对乳液型丙烯酸酯压敏胶物化性能进行改性,包括耐水性㊁热稳定性㊁固含量等㊂二㊁对其粘接性能进行改性,包括高温持粘性㊁可剥离性等㊂三㊁制备生物基乳液型丙烯酸酯压敏胶㊂采用多种改性方法和可再生资源制备多功能㊁高性能㊁环保型的改性乳液型丙烯酸酯压敏胶是发展的主流方向,其市场和研发前景很好㊂高档涂料需求量大幅增长随着我国 一带一路”国家战略在沿途各国不断得以实施,我国高铁㊁核电等技术居于世界领先水平的产业通过走向世界得以大大发展,从而带动了包括涂料在内的许多产业的发展,我国涂料行业迎来新的发展机遇㊂高铁㊁地铁㊁汽车用涂料,核电涂料,海洋重防腐涂料,军工涂料等的市场需求量大大增加,市场前景非常好㊂聚烯烃高附加值产品市场空间大目前,我国生产的聚乙烯㊁聚丙烯产品均以通用料为主,高附加值产品包括高质量通用料和专用料尚产不足需,其市场空间巨大㊂聚乙烯专用料包括高附加值的高质量管材㊁中空容器㊁薄膜㊁电缆等用料以及超高分子量聚乙烯等㊂聚丙烯专用料包括汽车㊁家电㊁医疗和CPP 热封膜等专用料,以及高刚性㊁高抗冲㊁高流动聚丙烯等㊂我国成为世界印刷电路板化学品最大生产消费国印刷电路板是电子产品的关键部件,亚洲的印刷电路板产量占世界印刷电路板产量的90%以上,其中我国是亚洲也是世界最大的印刷电路板生产国㊂因此,我国相应成为世界最大的印刷电路板化学品的最大生产国以及消费国㊂我国的印刷电路板化学品占世界市场份额的40%以上,主导和引领着世界印刷电路板化学品的生产和消费市场㊂预测2018年开始信息㊁通信㊁汽车㊁医疗㊁家电等领域将是需求增长最快的领域㊂醋酸需求持续平稳增长我国醋酸的消费领域主要是PTA㊁醋酸酯㊁醋酸乙烯等㊂近几年来,由于下游行业的发展,我国醋酸的需求量持续平稳增长㊂同时由于醋酸产能产量的快速大幅增加,进口量不断减少,出口量增加,已由醋酸净进口国发展成为净出口国㊂预测2018年我国醋酸将维持国内需求量平稳增长和醋酸净出口国的良好态势㊂产品开发有机硅陶瓷涂料研发空间广阔陶瓷涂料是指固化后具有类似陶瓷高硬度㊁高耐磨等性能的涂料㊂常用的陶瓷涂料主要可分为三类:无机陶瓷涂料㊁环氧陶瓷涂料㊁有机硅陶瓷涂料㊂无机陶瓷涂料主要用以保护碳钢㊁不锈钢及各种合金基体㊂环氧陶瓷涂料可用以保护各种材质的基体,室温固化,涂层硬度高㊁耐磨㊁耐冲击㊁耐腐蚀,缺点是受紫外光照射易脱色粉化,在受阳光照射的场合需与高耐候面膝配用㊂有机硅陶瓷涂料涂层性能类似搪瓷,具有环保无毒㊁高硬度㊁耐高温㊁耐候性和阻燃性好等优点,广泛应用于建筑幕墙㊁轨道交通㊁家用电器㊁厨房用品等许多领域,其市场和研发空间广阔㊂开发新型肥料及肥料添加剂前景佳随着肥料减量使用和环保要求越来越高,对新型肥料和肥料添加剂的需求越来越大,其市场潜力巨大㊂高效能㊁环保型的新型肥料主要有缓释/控释肥料㊁水溶性肥料㊁增值肥料㊁液体肥料㊁生物有机肥料㊁生物刺激素和土壤调理剂等类别㊂预测2018年生物刺激素㊁水溶性肥料和缓释/控释肥料需求增长率最高㊂肥料添加剂主要包括化肥增效剂㊁化肥性状改良剂㊁土壤调理剂㊁功能添加剂㊁植物生长调节剂等类别,由于肥料添加剂对化肥的使用性能和新型肥料的研发影响大,其发展和市场前景很好㊂环氧乙烷水合制乙二醇多相催化剂成研发热点乙二醇是一种重要的用量大应用广的化工原料㊂我国的乙二醇长期严重产不足需,2016年进口依存率仍高达60%㊂发展乙二醇工业生产满足国内需求量显得非常迫切㊂目前乙二醇生产采用高水比(水和环氧乙烷原料摩尔比)非催化直接水合技术,其缺点是能耗高㊁工艺流程和设备复杂㊁产物乙二醇的收率偏低等㊂因此低水比㊁低能耗㊁高收率的乙二醇生产技术研发具有非常重要的现实意义,成为国内外此领域的研发热点,其核心技术是催化剂的研发㊂目前研发的环氧乙烷水合制乙二醇多相催化剂主要有:(1)树脂类催化剂,包括碳纳米材料复合离子交换树脂㊁硝基改性离子交换树脂㊁聚合物负载型离子液体等;(2)金属氧化物基催化剂,包括铌酸基催化剂㊁氧化钛基催化剂等;(3)Co III (Salen)基催化剂;(4)Sn 掺杂的沸石㊂其研发方向是:制备高收率㊁低水比㊁低能耗㊁稳定性好㊁反应温度范围宽的催化剂㊂光固化材料发展前景好近年来,我国光固化材料包括低聚物㊁反应性稀释剂㊁光引发剂以及由以上原材料组成化学配方产品涂料㊁胶粘剂和油墨等产量和消费量持续不断增长,我国已发展成为世界光固化材料的一个重要生产基地和消费市场㊂由于我国发展绿色环保型经济的需要,近年来光固化材料的增长率远高于普通涂料㊁胶粘剂㊁油墨的增长率,预测2018年我国光固化材料将继续保持高增长率,其生产和市场前景非常好㊂单宁木材防腐剂研发引人注目木材防腐对延长木制品寿命和保护森林非常重要㊂目前常用的木材防腐剂主要有水溶型㊁油溶型㊁焦油型㊁熏剂型4种㊂水溶型防腐剂的用量最大,使用范围最广,其消费量约占防腐剂总消费量的75%㊂常用的水溶型防腐剂主要是:铜铬砷㊁氨溶季铵铜㊁柠檬酸铜㊁铜唑等㊂铜铬砷防腐剂效果好,但含有害重金属铬砷,欧美国家已禁用㊂氨溶季铵铜广泛用于木材工业防腐,但其抗流失性差,易污染环境,用其处理的木材表面呈深绿色影响外观㊂用单宁树脂制得单宁木材防腐剂是天然植物型防腐剂,无毒无害,是环保型防腐剂,其防腐效果持久,对胶合性无影响,资源丰富,成本低,其研发引人注目,市场潜力巨大㊂。

水煤气制乙二醇工艺方法探讨摘要：环氧乙烷直接水合法是当前国内外工业化生产乙二醇的主要方法，该工艺是在高温和加压条件下进行的。

环氧乙烷在管式反应器中，通常是将环氧乙烷与水以一定摩尔比混合，然后与离开水解反应器的乙二醇和水的混合物换热。

关键词：水煤气；乙二醇；工艺方法石化路线合成乙二醇的方法包括环氧乙烷直接水合法、环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法。

1 环氧乙烷直接水合法环氧乙烷直接水合法是当前国内外工业化生产乙二醇的主要方法，该工艺是在高温和加压条件下进行的。

环氧乙烷在管式反应器中，通常是将环氧乙烷与水以一定摩尔比混合，然后与离开水解反应器的乙二醇和水的混合物换热，预热到120~160℃后进入水解反应器，在190~200℃水解，停留时间约为30min，操作压力约为2.23MPa，过程为放热反应。

生成的乙二醇水溶液中乙二醇质量分数大约在10%左右，同时还有一缩乙二醇（DEG）、二缩乙二醇（TEG）和少量的聚乙二醇生成，为了提高乙二醇的选择性，一般将水比提高。

该生产技术基本上由Shell、Halcon-SD以及UCC三家公司垄断，他们的工艺技术和工艺流程基本上相似，三家公司的专利技术主要区别在技术细节上。

由于反应液中含有大量的水，需要设置多个蒸发器脱水，造成工艺流程长，设备多，能耗高，直接影响乙二醇的生产成本，这也是现行乙二醇工业生产方法的主要缺点[1]。

石化路线的环氧乙烷直接水合法生产乙二醇的工艺路线存在如下问题：（a）乙烯是以石油为原料生产的，随着原油价格逐渐上涨，经济性会逐渐降低[2]。

（b）乙烯氧化制环氧乙烷的选择性较低，理论选择性为85.7%，而且不可避免有大量副产物二氧化碳生成，工业上以乙烯计的乙二醇收率在70%左右。

（c）环氧乙烷水合还会生成大量二乙二醇、三乙二醇等副产物，为了得到高收率的乙二醇，水合反应必需在较高的水比下进行，使生成物中乙二醇浓度很低，分离精制工艺复杂，能耗大。

为了解决环氧乙烷直接水合法存在的问题，国内外相继开发了环氧乙烷催化水合法生产乙二醇的技术。

环氧乙烷和水合成乙二醇反应的热效应文章标题：环氧乙烷和水合成乙二醇反应的热效应引言：环氧乙烷和水合成乙二醇的反应是一个广泛应用于化工领域的重要过程。

本文将深入探讨该反应的热效应，重点分析反应过程中产生的热量变化、反应热以及其在工业生产中的应用。

一、环氧乙烷和水合成乙二醇反应的基本原理环氧乙烷和水合成乙二醇的反应是一种通过开环加水的方式将环氧化合物转化为醇类化合物的常见反应。

该反应通过水的加入，使环氧乙烷分子开环并与水反应，生成乙二醇。

反应的基本化学方程式如下：CH3CH2OCH + H2O → HOCH2CH2OH二、反应过程中的热效应反应过程中释放或吸收的热量变化被称为热效应。

环氧乙烷和水合成乙二醇反应的热效应可以通过测定反应前后系统的温度变化来确定。

在该反应中，反应过程会释放热量，因为反应生成的乙二醇是一个较稳定的化合物。

反应热可以用来表示单位摩尔物质在反应过程中释放或吸收的热量，通常以焓变的形式表示。

三、热效应的应用1. 工业生产中的应用环氧乙烷和水合成乙二醇反应的热效应在工业生产中有着广泛的应用。

这是因为在大规模生产乙二醇时，热效应可以提供反应过程所需的能量。

通过控制反应过程中的温度和反应物的投入量，可以实现乙二醇的高产率合成。

2. 反应机理的理解热效应的研究也有助于深入理解环氧乙烷和水合成乙二醇反应的机理。

通过探究反应热变化的过程，可以揭示反应中产物和中间物之间的相互作用及其能量变化。

这对于优化反应条件、提高反应效率和开发新的催化剂具有重要意义。

结论：本文深入探讨了环氧乙烷和水合成乙二醇反应的热效应，并分析了该反应中产生的热量变化、反应热以及其在工业生产中的应用。

热效应在工业乙二醇生产和反应机理研究中扮演着重要角色，对于提高反应效率、控制反应过程至关重要。

深入理解和应用热效应可以为该反应的优化和工业化应用提供有力支持。

观点和理解：环氧乙烷和水合成乙二醇反应的热效应对于工业生产和反应机理的研究具有重要意义。