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毕业设计（论文）
题目：乙二醇生产装置的工艺设计
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高等教育毕业设计（论文）任务书论文题目乙二醇生产装置的工艺设计
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乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位，是大宗有机化工产品。广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂，还可用于除冰剂、表面涂料、表面活性剂、增塑剂、不饱和聚酯树脂以及合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工产品的原料，虽然乙二醇产品用途极广，但国内乙二醇的产量一直无法满足国内市场的强劲需求，乙二醇自给率不足50%，有相当的部分需要进口，易受国际市场供求关系的影响。因此，发展和技术改造乙二醇工艺设置对我国经济发展有着重要的意义，随着我国市场经济的发展，以前那种单纯增大原料和能源的消耗来提高产量的做法已逐步被淘汰，继续这种做法的企业已经频临破产倒闭，现在只有依靠科技的力量，通过技术的改造来降低能源的消耗，同时使各种生产资源得到优化的配置，才是摆脱困境最有效的方法。
乙二醇工艺设计中，乙二醇的精制是整个工艺中核心部分。关系着乙二
醇的产品的质量和产量。因此，此设计以乙二醇的精制为核心和重点，经过
严密的计算和论证，得到了肯定的结果。
该技术具有世界共同发展趋向的节能性，是生产乙二醇工艺的重大突破
设计（论文）起止时间指导教师签名
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摘要:乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位，广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂，但国内乙二醇的产量一直无法满足国内市场的强劲需求。因此，本设计以乙二醇精制为中心和重点，经过严密的计算和论证，得到了肯定的结果。
关键词：乙二醇；环氧乙烷；水合法。
Abstract:Glycol in national economy plays an very important role, widely used in the production of polyester fiber, thin films, such as containers of polyester series products and automobile antifreeze domestic production of ethylene glycol, but have been unable to meet domestic strong market demand. Therefore, this design with ethylene glycol refined as the center and focus, with rigorous calculation and argument, got the positive results. Keywords: glycol; Epoxy ethane; Water legal.
高等教育专科毕业设计（论文）审查意见表........................... 错误！未定义书签。
高等教育专科毕业设计（论文）评阅意见表........................... 错误！未定义书签。摘要................................................................................................................................... - 2 - 前言................................................................................................................................ - 2 - 第1章文献综述............................................................................................................ - 3 -
1.1乙二醇工业的发展[1][2] ....................................................................................... - 3 -
1.1.1 世界乙二醇工业的概况[2]............................................................... - 5 - 第2章生产工艺概述.................................................................................................... - 9 -
2.1 产品说明............................................................................................................ - 9 -
2.1.1 乙二醇的物理性质.................................................................................. - 9 -
2.1.2乙二醇的化学性质.................................................................................. - 10 -
2.1.3 乙二醇的毒性[4] ..................................................................................... - 10 -
2.1.4 乙二醇质量指标..................................................................................... - 10 -
2.2.1 物理性质................................................................................................. - 11 -
2.2.2 化学性质................................................................................................. - 11 -
2.3 乙二醇的生产方法........................................................................................... - 11 -
2.3.1 氯乙醇法................................................................................................. - 11 -
2.3.2 二氯乙烷法............................................................................................. - 11 -
2.3.3 环氧乙烷水合法.................................................................................... - 12 -
2.4 乙二醇的工艺流程.......................................................................................... - 12 -
2.4.1 乙二醇的反应........................................................................................ - 12 -
2.4.2 多效闪蒸及乙二醇浓缩.......................................................................... - 13 -
2.4.3乙二醇脱水.............................................................................................. - 13 -
2.4.4 乙二醇排放回收.................................................................................... - 13 -
2.4.5 乙二醇精制............................................................................................ - 13 - 第三章结论................................................................................................................. - 15 - 参考文献......................................................................................................................... - 16 - 结束语............................................................................................................................. - 17 - 谢辞............................................................................................................................. - 18 -
前言
乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位，是大宗有机化工产品。广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂，还可用于除冰剂、表面涂料、表面活性剂、增塑剂、不饱和聚酯树脂以及合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工产品的原料，虽然乙二醇产品用途极广，但国内乙二醇的产量一直无法满足国内市场的强劲需求，乙二醇自给率不足50%，有相当的部分需要进口，易受国际市场供求关系的影响。因此，发展和技术改造乙二醇工艺设置对我国经济发展有着重要的意义，随着我国市场经济的发展，以前那种单纯增大原料和能源的消耗来提高产量的做法已逐步被淘汰，继续这种做法的企业已经频临破产倒闭，现在只有依靠科技的力量，通过技术的改造来降低能源的消耗，同时使各种生产资源得到优化的配置，才是摆脱困境最有效的方法。
乙二醇工艺设计中，乙二醇的精制是整个工艺中核心部分。关系着乙二醇的产
品的质量和产量。因此，此设计以乙二醇的精制为核心和重点，经过严密的计算和论证，得到了肯定的结果。
第1章 文献综述
1.1乙二醇工业的发展[1][2]
乙二醇是最简单和最重要的脂肪族二元醇，它在有机化工生产中是一种重要的基本原料，尤其广泛用于聚酯纤维、聚酯塑料的生产。在汽车、航空、仪表工业的冷却系统中，它是抗冻剂的重要成分。在溶剂、润滑剂、软化剂，增塑剂和炸药的生产中也有多种用途。
乙二醇是由Wurtz 于1859年首次用氢氧化钾水解乙二醇二乙酸酯制得的。第一次世界大战期间，人们利用乙二醇的二硝酸酯能降低甘油凝固点的特性来代替甘油生产炸药。本世纪20年代，随着汽车工业的发展，抗冻剂的需求猛增，导致了乙二醇供不应求。当时是采用氯乙醇皂化法生产乙二醇。50年代中期，聚酯树脂的开发成功和投入生产，再度刺激了乙二醇工业的发展，由石油化工基本原料乙烯或环氧乙烷的氧化、水解制乙二醇的方法开始占据主导地位。70年代，在经历了石油能源危机之后，人们又试图寻求以天然气或煤替代石油制备乙二醇的方法，并取得了重大突破。由此可见，乙二醇的生产技术主要有以石油产品和以天然气(或煤)制得合成气为原料的两条途径。
目前研究的煤制气合成乙二醇技术路线主要有三种（如图2所示）。
图2 煤造气合成乙二醇的三种主要技术路线
其中，直接合成法具有理论上最佳的经济价值，其反应方程式如下：
2CO + 3H 2 HOCH 2CH 2OH
但此反应在标准状态下属于Gibbs 自由能增加的反应，△G 500k = 6.60×104J/ mol ，热力学上受限制，在温和条件下很难进行，需要催化剂和高温高压条件。上世纪70年代，美国UCC 公司采用铑催化剂，反应压力高达300MPa ；80年代反应压力降至50MPa ，
Cat. 煤制气
直接合成路线
甲醇甲醛路线 草酸酯路线
乙二醇
温度降至230℃，但是选择性和转化率仍很低。时至今日，直接法所取得的进展还不足以实现工业化，进一步缓和反应条件并提高催化剂的选择性和活性仍是主要的难点。
间接合成法效益则由于路线各异，取得的进展各不相同，其中甲醇甲醛路线研究的比较多，主要有甲醇脱氢二聚法、乙二醇氧化偶联法、羟基乙酸法、甲醛缩合法、甲醛氢甲酰化法等，但是这些方法研究的还不够深入，离工业化尚有很长距离。
草酸酯法的研究最为深入，分两步进行，CO 与亚硝酸酯气相催化合成草酸酯，再由草酸酯加氢得乙二醇。该方法先利用醇类与NO 反应生成亚硝酸酯，在贵金属催化剂上与CO 羰基合成得到草酸二酯，草酸二酯再经催化加氢制得乙二醇。主要的反应如下：
草酸酯合成 2CO + 2RONO (COOR)2 + 2NO 反应尾气的再生 2NO + 1/2O 2 + 2ROH 2RONO + H 2O 草酸酯加氢制乙二醇 (COOR)2 + 4H 2 (CH 2OH)2 + 2ROH
总反应式为： 2CO + 4H 2 + 1/2O 2 (CH 2OH)2 + H 2O
煤制气经草酸酯合成乙二醇新技术中涉及三项关键催化剂，分别为：
（1）高浓度CO 气源中选择性脱氢催化剂 （2）草酸酯合成催化剂 （3）草酸酯加氢制乙二醇催化剂
其中，选择性脱氢催化剂主要用于脱除草酸二甲酯合成原料气CO 中少量的H 2，采用变压吸附制得的高浓度CO 气中还存在少量H 2，而H 2对草酸二甲酯合成催化剂会产生毒化作用，导致催化剂活性衰退，影响合成反应的进行，故要求将CO 原料气中H 2脱除至100×10-6（vol ）以下，通常采用催化燃烧加O 2脱氢的方式，但又要求避免CO 与O 2的副反应发生，脱氢选择性要求较高。
草酸酯工艺路线最早由美国联合石油公司于1966年提出，此后研究的重点一直围绕着上述三种催化剂展开。1978年，日本宇部兴产公司在草酸酯合成催化剂PdCl 2-CuCl 2上进行了改进，选用了P d∕C 催化剂，并引入了亚硝酸酯，解决了原方法的腐蚀问题，提高了草酸酯的收率。该公司建成了一套6000t∕a 草酸二丁酯工业装置，初步实现了工业化。1986年美国ARCO 公司首先申请了草酸酯加氢制乙二醇工艺专利，并开发了Cu-Cr 系加氢催化剂，乙二醇收率为95%，同年宇部兴产与UCC 联合开发了Cu-Si 系催化剂，乙二醇收率为97.2%。
国内从上世纪70年代末期就开始了CO 催化合成草酸酯及其衍生物产品草酸、乙二醇的研究。
Cat. 铜基催化剂 贵金属催化剂
天津大学许慧根等开发了草酸二乙酯合成催化剂和草酸二乙酯加氢催化剂，加氢催化剂乙二醇选择性为80%左右，据报导已进行了一氧化碳气相催化偶联合成草酸酯1000h模试稳定性考察和百吨级工业试验，但加氢制乙二醇部分的工业试验未见报道。
华东理工大学肖文德、李伟等也开发了草酸二甲酯合成催化剂和草酸二甲酯加氢催化剂，草酸二甲酯转化率95%，乙二醇选择性可达90%，并与上海焦化厂合作申请了一种生产草酸二甲酯并联产碳酸二甲酯的工艺专利。
中科院福建物质结构研究所陈庚申等人从1978年开始从事草酸酯工艺的研究，是国内最富成效的研究单位，他们采用与日本宇部兴产公司类似的技术，利用脱氢净化后的一氧化碳，与亚硝酸酯在贵金属催化剂作用下，常压和140℃左右气固相催化反应合成草酸酯，同时草酸酯加氢催化剂采用Cu-Cr系催化剂，文献报道草酸酯转化率99.8%，乙二醇选择性达95.3%。他们与江苏丹化集团、上海金煤化工新技术有限公司合作开展了300吨乙二醇/年中试和万吨级工业试验，在世界上率先实现了全套“煤制乙二醇”技术路线和工业化应用，取得了一项拥有自主知识产权的世界首创技术。
技术的进步永无止尽，“煤制乙二醇”作为一项全新的技术更需要不断完善，特别是三项关键催化剂的主要指标还需进一步改进提高，工艺还需进一步优化，产品还需提高质量，达到聚合级的要求。
我所开发的煤制气合成聚合级乙二醇新技术采用了经草酸二甲酯合成乙二醇的技术路线，该路线的优点在于1）羰基合成反应条件温和，易于控制；2）亚硝酸甲酯相对较稳定；3）加氢产物中草酸二甲酯与乙二醇易分离。该新技术中三项关键催化剂的开发工作历时三年半，在广泛文献、实地调研的基础上，紧紧抓住催化剂的活性、选择性、稳定性等主要指标，开发出了TH-5选择性脱氢催化剂、HDMO-1草酸二甲酯合成催化剂和HEG-1草酸二甲酯加氢催化剂。以三项催化剂为核心，结合先进的工业反应器、先进的工艺和高效的分离技术，我们的目标是在300-1000吨乙二醇/年中试装置的基础上开发出国际先进的煤制气合成聚合级乙二醇成套新技术。
1.1.1 世界乙二醇工业的概况[2]
世界EO/EG技术进展主要可归结为以下几点。
1.EO/EG装置向更大型化发展。近年来新建的EO装置规模均在200 kt/ Y以上，并具备240kt/Y规模单台EO反应器的制造能力，并将建成少量大规模(480kt/Y 以上)EO装置。
2. EO催化剂将向高活性和高选择性两方面发展。现有的EO/ EG装置由于反
应工艺和反应器传热条件的限制，将倾向于使用高活性系列催化剂，尤其是1997年开发成功的5863高活性催化剂。对一些新建的装置或扩能(考虑增加反应系统)的老装置，将会优先考虑选用高选择性的催化剂。
3.寻求廉价乙烯原料。寻求廉价乙烯原料并建立EG与乙烯的联合生产已成为开发的热点。
4. EO催化水合技术将得到工业应用。EO催化水合技术的开发解决了通常EG 生产中大量耗能这一问题，并可降低约15%的装置总投资。可以预见，Shell公司的EO催化水合专利技术不久将推向工业化。
1.1.2 我国乙二醇行业的概况[3]
在国内乙二醇市场供需方面，由于聚酯工业迅速发展，乙二醇消费量明显上升。1995一2001年间我国乙二醇消费量年平均增长率为23.11%,2002年我国消费量为
3 .0199 Mt，比2001年又增长25 .6%。然而，为满足国民经济发展需要，每年仍有大量进口。目前我国80%的乙二醇用于聚酯生产，8%用于防冻剂，12%用于其它方面。预计到2005年末我国聚酯生产能力将达到8 .80 Mt/ Y左右。若按生产1t聚酯需0 .37 t乙二醇计算，2005年用于聚酯的乙二醇为3 .256 Mt，再加上其它消费量估计达
4 .26 Mt。如国内燕山石化300 kt/ Y装置于2003年底投产，江苏南京的扬子石化300 kt/ Y和广东惠州的南海石化300 kt/ Y生产装置均于2005年投产，届时国内乙二醇总生产能力也仅2 .006 Mt/ Y，即使这些装置全部满负荷运行仍有2 .254 Mt的缺口，因而，除考虑进口乙二醇外，现有装置仍需挖潜改造才能满足市场需求。综上所述，乙二醇作为重要有机化工原料和聚酯单体，对国民经济各部门的发展和国计民生，尤其是人们的衣着有着十分密切的关系。随着我国进入全面小康社会，发展我国的乙二醇工业势在必行。
发展乙二醇工业关键在于发展具有我国自主知识产权的技术，除加强对现有引进技术的消化吸收外，应该加强科技投入，加快环氧乙烷催化水合工艺的技术开发，使小试成果尽快经中试转入产业化，同时密切关注日本三菱化学经碳酸乙烯酯工业化结果，以进一步促进我国乙二醇工业的科技进步。
表1 2006年我国乙二醇主要生产厂家情况kt/a
生产厂家名称生产能力环氧乙烷技术来源备注
北京燕山石油化工公司80 SD氧气法1998年7月扩产
辽阳石油化纤公司60 UCC氧气法1989年前为Huls空气法抚顺石油化工公司60 Shell氧气法2000年扩产
吉林石油化工公司159 SD氧气法1996年投产,2002年扩产北京东方石油化工有限公司40 SD氧气法1996年投产
扬子石油化工公司262 SD氧气法1999年扩产
上海石油化工股份公司225 SD氧气法2002年扩产
茂名石油化工公司100 Shell氧气法1996年投产
天津联合化学有限公司42 Shell氧气法1996年投产
新疆独山子石油化工公司50 SD氧气法1996年投产,2002年扩产南京扬子-巴斯夫有限公司300 BASF工艺2005年投产
中海壳牌石油化工有限公司320 2006年2月投产
合计1698
表2 近年来我国乙二醇生产能力和供需状况kt
年份产能产量开工率，%进口量表观消费量
1998 858 749.7 87 327.7 1072
1999 894 843.8 94 566.9 1410
2000 894 907.5 102 1049 1956
2001 1004 813 81 1597 2380
2002 1156 1010 87 2004 2908
2003 1176 1010 86 2037 3376
2004 1176 1127 96 3391 4518
2005 1378 1101 103 4000 5101
2006 1840 1560 100 4060 5620
表3 我国乙二醇装置扩产明细表kt/a
公司名称新建能力投产时间
上海石油化工股份有限公司380 2007年第1季度燕山石化公司300 2006年
江苏太仓60 2006年
扬子石油化工公司180 2007年初
辽阳石油化纤公司200 2007年第3季度茂名石油化工公司100 2007年
四川乙烯360 2009年
镇海炼化650 2009年
天津乙烯420 2009年
第2章生产工艺概述2.1 产品说明
中文名称乙二醇
图1 乙二醇的球棍模型英文名称 Ethylene glycol
别名甘醇
分子式 C
2H
6
O
2
；
结构式：HOCH
2CH
2
OH
分子量 62.07
熔点 -13.2℃
沸点：197.85℃
密度相对密度(水=1)1.1155(20℃）；相对密度(空气=1)2.14
2.1.1 乙二醇的物理性质
乙二醇俗称甘醇，常温下是无色透明的粘稠状液体，稍有甜味，有一定毒性，其发挥性小，闪点高，吸湿性超过甘油，微溶于乙醚，能以任意比例与水相混合，能大大降低水的冰点。当含铁杂质时其变黄或棕色（受热等条件下变成棕色）
2.1.2乙二醇的化学性质
乙二醇是最简单、最常用的二元醇，具有一元醇的性质。
⑴脱水反应
①乙二醇在硫酸存在下，可以发生分子间脱水而生成乙二醚。
②在一定条件下也可以分子间脱水生成醛
③在烷基或碱作用下，互相作用生成醚
⑵酯化反应
①有机酸酯化
单羰酸与乙二醇反应，在相同克分子比下，生成单酯或乙二酯：
乙二醇于某些有机二元酸（对苯二甲酸）顺丁烯二酸和乙二酸等生成性结构的树脂与结苯二甲酸反应（TPA法）
与对苯二甲酸二酯反应（DMT法）
2.1.3 乙二醇的毒性[4]
急性中毒表现为中枢神经损害，急性肾功能衰竭、肺损害表现。乙二醇中毒后期改变主要是乙二醇体内代谢产生毒性更强的乙醇醛、乙醇酸、水合乙醛酸及草酸引起肾脏、肺脏及视神经损害表现。对视神经损害其机理不明，可能是乙二醇代谢产物(毒性更强)直接视神经毒性所致;此外，同时有急性肾衰及肺损害。出现酸中毒、低氧血症改变，使视网膜节细胞缺氧及代谢障碍所致。是可逆性损害。
2.1.4 乙二醇质量指标
纯度：99.8%
杂质：总醛≤0.001%（以乙二醛计）；水分≤0.05%；
酸度≤0.001%（以乙二酸计）；灰份≤0.001%，氯化物≤0.0001%.
2.1原料说明
环氧乙烷分子式C
2H
4
O 分子量为44.05
2.2.1 物理性质
环氧乙烷又叫氧化乙烯，是无色具有烯烃芳香味的有刺激性气味，环氧乙烷是极易燃的，并与空气形成爆炸性混合物，即使在缺氧条件下加热也可引起爆炸危险。在空气中爆炸极为3—100%，能以任何比例与水、乙醇、醚以及多数有机溶剂混合，沸点为10.6℃，在低于10.6℃或压力下为无色液体，在流动状态下易挥发，由于反应性很活泼，贮藏保管都有要特别注意。
2.2.2 化学性质
环氧乙烷是三元环、化学性质很活泼，其环易于破坏而发生各种化学反应。
2.3 乙二醇的生产方法
2.3.1 氯乙醇法
乙烯经次氯酸化可得氯乙醇，氯乙醇在碱性介质中水解即得EG。
2.3.2 二氯乙烷法
由乙烯和氯气在1 ,2一二氯乙烷介质中氯化可得1 ,2一二氯乙烷，乙烷在碱性介质中水解成EG。
本法收率约85%，美国早期曾采用此法进行工业生产。
氯乙醇法、二氯乙烷水合法现在有些国内企业还在用此法进行EG生产，但由于此方法有设备腐蚀、反应条件高等问题，已逐渐被其它方法所取代。
2.3.3 环氧乙烷水合法
此法分为催化水合法和直接水合法，水合在常压或加压下进行。常压水合通常是以稀硫酸为催化剂，但副产较多。此法耗用酸，有设备腐蚀问题，因此工业上多采用无催化剂的加压水合法。加压水合法是在150一180℃和1 .4一3. 0 MPa压力下进行。增加压力和提高温度可以提高EG的产率，但副产物一缩乙二醇，二缩乙二醇及高聚物的量也有所增加，即EO转化为EG的选择性变差。为了提高选择性，可以采用较高的配比以控制副反应，一般主副产品控制比例为:乙二醇:一缩乙二醇:二缩乙二醇一100: 10: 1(重量比)，实际上EG在水中的含量仅为10%，因而增加了浓缩的能耗。此法由于技术和经济上的优势，成为最早工业化的生产方法之一。
以乙烯为原料经环氧乙烷水解生产乙二醇方法，EO水合工艺成熟，技术完善，工业生产中多数采取此种方法。本设计也采用此种方法。
2.4 乙二醇的工艺流程
2.4.1 乙二醇的反应
乙二醇反应是在液相中进行的,长管式反应器为环氧乙烷完全水解提供所需的停留时间。反应在混合喷嘴和反应预热器就已开始进行。在乙二醇反应器中继续进行绝热反应。
生成乙二醇的反应是放热反应，因此含有过量的水和乙二醇的产品离开反应器时温度升高。
需要保证足够的压力使反应系统保持液相。气相EO在反应器中基本上不反应，因此应避免EO汽化。
如果进料中EO含量减少，乙二醇产品中MEG组分比例将增加，随之被闪蒸出去的水份也会增加。乙二醇的循环会增加多乙二醇产品的比例，降低MEG产品的最终产量。
乙醇精馏塔设计毕业论文 目录 摘要................................................................. I Abstract............................................................. II 第一章绪论 (1) 1.1 设计的目的和意义 (1) 1.2 产品的性质及用途 (1) 1.2.1 物理性质 (1) 1.2.2 化学性质 (2) 1.2.3 乙醇的用途 (2) 第二章工艺流程的选择和确定 (3) 2.1 粗乙醇的精馏 (3) 2.1.1 精馏原理 (3) 2.1.2 精馏工艺和精馏塔的选择 (3) 2.2 乙醇精馏流程 (5) 第三章物料和能量衡算 (7) 3.1 物料衡算 (7) 3.1.1 粗乙醇精馏的物料平衡计算 (7) 3.1.2 主塔的物料平衡计算 (8) 3.2 主精馏塔能量衡算 (9) 3.2.1 带入热量计算 (9) 3.2.2 带出热量计算 (10) 3.2.3 冷却水用量计算 (10) 第四章精馏塔的设计 (11) 4.1 主精馏塔的设计 (11) 4.1.1 精馏塔全塔物料衡算及塔板数的确定 (11) 4.1.2 求最小回流比及操作回流比 (12) 4.1.3 气液相负荷 (12) 4.2 求操作线方程 (12) 4.3 图解法求理论板 (13) 4.3.1 塔板、气液平衡相图 (13) 4.3.2 板效率及实际塔板数 (14) 4.4 操作条件 (14) 4.4.1 操作压力 (14) 4.4.2 混合液气相密度 (15) 4.4.3 混合液液相密度 (16) 4.4.4 表面力 (16)
20万吨/年煤制乙二醇生产装置建设 项目建议书 一、总论 1、项目名称：20万吨/年煤制乙二醇生产装置建设 2、项目单位概况：需引进有实力的企业投资建设 3、项目拟建地点：四川合江临港工业园 四川合江临港工业园区是省级经济开发区，四川省首批成长型特色产业园区，中国西部化工城的重要组团。园区内环保容量大，已通过四川省环境保护局的环境影响评价。园区沿长江东岸纵向呈带状伸展，总占地面积约20平方公里。合（江）-渝（重庆）公路、“宜-泸-渝”高速路贯穿整个园区。园区功能分区为化工园区、物流园区、机械加工园区、综合工业园区。化工园区以四川天华股份有限公司为中心，发展天然气化工、精细化工、煤化工等，占地面积约6平方公里，园区现有存量土地5000亩（已完成九通一平）可满足企业用地需求。 4、项目建设内容与规模：占地约1000亩，建20万吨/年煤制乙二醇项目生产线及配套设施。 5、项目建设年限：24月。 二、项目建设的必要性和条件 1、项目建设的必要性分析。 目前，我国乙二醇产品主要用于生产聚酯、防冻液、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂和聚酯多元醇等。其中聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，其消费量约占国内总消费量的94.0%，另外
约 6.0%用于防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等。近年来，我国聚酯（包括聚酯纤维、聚酯树脂和薄膜等）的生产发展很快，2000年生产能力只有595万吨， 2008年我国聚酯的产量约1730万吨，对乙二醇的需求量约636万吨；2010年聚酯的产量将达到约1900万吨，届时对乙二醇的需求量将达到约665万吨。加上在防冻剂以及其他方面的消费量，预计我国乙二醇的总需求量，2010年将达到约710万吨。 虽然我国乙二醇生产能力和产量增长较快，但仍不能满足国内聚酯等日益增长的市场需求，每年都得大量进口，且进口量呈逐年增长态势。1995年我国乙二醇进口量只有20.54万吨，2000年进口量突破100万吨达到104.97万吨，2008年更是增加到486.72万吨，进口依存度高达72.26%。 2、项目建设的条件分析： 合江县位于四川南部边缘，地处四川、贵州、重庆三省市的交界处，因长江和赤水河在此汇合而得名。合江是长江进出川的第一港口县，也是黔北物资通江达海的重要通道，是川、滇、黔、渝结合部的物资集散地和物流中心。全县幅员面积2422平方公里，辖27个乡镇，人口89万,县城人口超过12万，县城建成区面积6平方公里。全县地势较为低平，属亚热带湿润气候区，日照充足，雨量充沛，四季分明。合江距重庆120公里，距成都320公里，距泸州火车站50公里，距泸州蓝田机场49公里，正在修建的“宜-泸-渝高速公路”、“泸-遵高速公路”穿境而过，通车后到重庆外环线缩短到57公里，1小时内即可抵达重庆市区，将极大地缩短合江与成都、重庆、贵阳等周边城市的时空距离。境内长江航道全年可通航3000吨级船舶，最高
乙二醇生产工艺
摘要 乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位，广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂，但国内乙二醇的产量一直无法满足国内市场的强劲需求。因此，本设计以乙二醇精制为中心和重点，经过严密的计算和论证，得到了肯定的结果。 关键词：乙二醇；环氧乙烷；水合法。
目录 前言 (1) 1文献综述........................................................................... 1.1 乙二醇工业的发展[1][2]........................................
前言 乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位，是大宗有机化工产品。广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂，还可用于除冰剂、表面涂料、表面活性剂、增塑剂、不饱和聚酯树脂以及合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工产品的原料，虽然乙二醇产品用途极广，但国内乙二醇的产量一直无法满足国内市场的强劲需求，乙二醇自给率不足50%，如图1有相当大的部分需要进口，易受国际市场供求关系的影响。因此，发展和技术改造乙二醇工艺设计对我国经济发展有着重要的意义。 随着我国市场经济的发展，以前那种单纯*增大原料和能源的消耗来提高产量的做法已逐渐被淘汰，继续这种做法的企业已经濒临破产倒闭；现在只有依*科技的力量，通过技术的改造来降低能源的消耗，同时使各种生产数据得到优化的配置，才是摆脱困境最有效的方法。 乙二醇工艺设计中，乙二醇的精制是整个工艺流程的核心部分，关系着乙二醇产品的质量和产量。因此，本设计以乙二醇精制为中心和重点，经过严密的计算和论证，得到了肯定的结果。 该技术具有世界共同发展趋向的节能性，是生产乙二醇工艺的重大突破。 图1 我国近些年乙二醇的供需情况 年份 产量 万吨/年 进口量 万吨/年 需求量 万吨/年 自给率 % 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 90 80 90 96 94 110 156 174 214 105 160 214 251 339 400 406 480 522 195 240 304 347 433 510 562 654 736 46 33 30 28 22 21 28 27 29 第1章文献综述
工艺技术特点及基本原理 基本原理 乙烯氧化生成环氧乙烷的反应机理 乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择性氧化(部分氧化)和深度氧化(完全氧化)两种情况。乙烯分子中的碳—碳双键(C=C)具有突出的反应活性,在一定氧化条件下可实现碳—碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷,但在通常氧化条件下,乙烯分子骨架很容易被破坏,发生深度氧化而生成二氧化碳和水。目前工业上乙烯直接氧化生成环氧乙烷的最佳催化剂是银催化剂。 (1)主反应 乙烯氧化生成环氧乙烷是放热反应,在250℃时,每生成一摩尔环氧乙烷要释放出25.19千卡的反应热。 (2)副反应 乙烯氧化时除生成产物环氧乙烷外,还发生其它反应: 在工业生产中,反应产物里实际主要是环氧乙烷、二氧化碳和水,而甲醛量远小于1%,乙醛量则更小。 反应(2)是主要副反应,也是放热反应,250℃时,每反应掉1摩尔乙烯要放出315.9千卡反应热,如果反应温度过高或其它条件影响会产生反应(3),其反应也是强放热反应,每反应掉1摩尔环氧乙烷要放出314.4千卡的热量,副反应(2)和(3)与主反应(1)的反应进行比较,便可看出副反应的反应热是主反应热的卡几倍，因此必须严格控制工艺条件,以防副反应增加。不然,副反应加剧,势必引起操作条件恶化，造成恶性循环,甚至发生催化剂床层"飞温"(由于催化剂床层大量积聚热量造成催化剂层温度突然飞速上升的现象)而使正常生产遭到破坏。 近代对乙烯在银催化剂条件下的选择性氧化机理做了大量的研究,比较统一的看法是: A．氧被银表现吸附的形态 初始时,在各种不同温度下氧被高速度吸附,此时活化能很低,约为3千卡/克分子,这个过程发生在四个邻近的清洁的银原子上氧分子的解离吸附(非活化解离吸附)。 O2+4Ag(邻近)→2O2-(吸附)+4Ag+(邻近) (a) 如果银表面有四分之一被氯遮盖时，则上述过程被完全吸附。 第二种过程是表面缺乏四个邻近的清洁银原子时,则发生氧分子的非离解吸附,此时氧
乙醇水溶液提纯精馏塔设计毕业设计 目录 1.绪论 (1) 1.1.设计背景 (1) 1.2.设计意义 (1) 1.3.设计步骤 (1) 2.精馏塔设计计算 (2) 2.1.精馏流程的确定 (2) 2.2.塔的物料衡算 (2) 2.2.1.查阅文献，整理有关物性数据 (2) 2.2.2.料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (3) 2.2.3. 平均摩尔质量 (3) 2.2.4. 物料衡算 (3) 2.3. 塔板数的确定 (3) 2.3.1. 乙醇—水物系的气液平衡数据 (4) 2.3.2. 求最小回流比及操作回流比 (4) 2.3.3. 求精馏塔的气液相负荷 (4) 2.3.4. 求操作线方程 (4) 2.3.5. 图解法求理论塔板层数 (4) 2.3.6. 求实际塔板数 (5) 2.4 塔的工艺条件及物性数据计算 (6) 2.4.1. 操作压力 (6) 2.4.2. 平均摩尔质量 (7) 2.4.3. 平均密度 (7) 2.4. 3.1 .....................................................气相密度7 2.4. 3.2 ................................................. 液相平均密度7 2.4.4. 液体表面力 (8) 2.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (9) 2.5.1. 塔径的计算 (9) 2.5.2. 精馏塔有效高度的计算 (9) 2.6 塔板主要工艺尺寸的计算 (9) 2.6.1. 堰长 (9) 2.6.2. 溢流堰高度 (10) 2.6.3. 弓形降液管宽度和截面积 (10) 2.6.4. 降液管底隙高度 (11) 2.7 塔板布置 (11) 2.7.1. 塔板的分块 (12) 2.7.2. 边缘区宽度确定 (12)
环氧乙烷水合制乙二醇 乙二醇是合成聚酯树脂的主要原料,大家熟知的涤纶纤维就是由乙二醇与对苯二甲酸合成的。乙二醇还可用作防冻液,w(乙二醇)=55%的水溶液的冰点为-36℃,可用作中国北方冬天汽车必需的冷却液。此外,乙二醇还可用作溶剂和用于化妆品、毛皮加工、烟叶润湿和纺织工业染整等。据预测,2000年乙二醇的世界产量将达到10Mt/a。中国1995年的产量为53×１０４ t/a,到2000年将达72×１０４ t/a。 1.乙二醇生产方法综述 现在,乙二醇有多种工业生产方法,但环氧乙烷水合制乙二醇法仍占主导地位。 (1)环氧乙烷法 可用酸作催化剂,但用得较多的是加压水合: 反应中生成约10%的二乙二醇醚(二甘醇)和三乙二醇醚(三甘醇),它们是有用的化工产品,故反应所得的有用产品总产率按环氧乙烷计接近100%,生成的二乙二醇醚用作纤维素、树胶、涂料、喷漆的溶剂或稀释剂。三乙二醇醚主要用来生产刹车液。它们的售价比乙二醇还高,因此可改善生产装置的经济效益。 环氧乙烷法因环氧乙烷售价高,生产总成本也比较高。 (2)乙烯乙酰氧基化法 乙烯乙酰氧基化法又称奥克西兰(Oxirane)法,它可由乙烯为原料生产乙二醇。工艺分二步进行,第一步乙烯与醋酸反应生成乙二醇-醋酸酯和乙二醇二醋酸酯: 反应条件:反应温度160℃,反应压力,催化剂TeO２/HBr[w(HBr)=48%的水溶液]，还可用醋酸锰加碘化钾作催化剂,乙烯转化率60%,选择性95%～97%,产品分布:乙二醇二醋酸酯70%,乙二醇一醋酸酯25%,乙二醇5%。 第二步是醋酸酯水解生成乙二醇和醋酸:
反应条件为:反应温度107～130℃,压力,选择性95%。 该法的总反应式为: ２ＣＨ２=ＣＨ２＋２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２→２ＨＯＣＨ２-ＣＨ２ＯＨ 以乙烯计的摩尔产率为94%,高于以环氧乙烷法生产乙二醇的产率。 该法虽然以廉价的乙烯作原料,但投资和能耗比环氧乙烷法高,经济上是否比环氧乙烷法好尚有争论,再加上醋酸对设备的腐蚀是一个头痛问题,催化剂的再生和回收问题也没有很好解决,致使已开工生产的a生产装置被迫停产关闭。 (3)乙烯氧氯化法 该法又称帝人(Teijin)法。由日本帝人公司开发成功,是对老式的氯乙醇法生产环氧乙烷的改进。采用TiCl３-CuCl２-HCl水溶液为催化剂。化学反应如下: ＣＨ２＝ＣＨ２＋ＴiCl３＋Ｈ２Ｏ→ClCH２－ＣＨ２ＯＨ＋TiCl＋ＨCl ClCH２－ＣＨ２ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＨＯＣＨ２－ＣＨ２ＯＨ＋HCl 催化剂再生: TiCl+2CuCl２→2CuCl２+H２Ｏ 2CuCl+2HCl+ 1/2 O２→2CuCl２＋Ｈ２Ｏ 反应条件为:反应温度160℃,压力,pH<4,乙二醇选择性为89%,乙醛6%,其他(二氧杂环己烷和二乙二醇)5%,如果Cl－∶Ti３＋的比例小于4∶1时,乙醛产率将显著增大,在反应温度大于120℃时,氯乙醇可在同一装置内水解。 乙烯的氧氯化亦可在另一个催化剂体系中进行: 催化剂再生: 2Cu＋(或2Fe２＋)＋２Ｈ＋＋１/２Ｏ２→2Cu２＋(或2Fe３＋)＋Ｈ２Ｏ 反应条件:反应温度150～180℃,压力～,乙二醇选择性86%,该法的优点是乙烯消耗定额很低,仅 kg/kg乙二醇,但有强腐蚀性,产物与催化剂溶液的分离比较困难。 (4)由合成气制乙二醇 合成气是一氧化碳和氢气混合物的总称。现在工业上用煤、天然气和劣质重油为原料可廉价、大量的生产出来,目前主要用来生产甲醇、合成氨、羰基化产品等。由合成气制乙二醇已引
乙二醇(EC)是一种重要的基本有机化工原料，主要用来生产聚酯纤维(PET)、塑料、橡胶、聚酯漆、胶粘剂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及**，也大量用作溶剂、润滑剂、增塑剂和防冻剂等，国内外市场前景广阔。据统计，2006年我国乙二醇表观消费量高达560万t，而实际生产总量为156万t，乙二醇进口量超过400万t，国内市场严重供不应求。 传统的乙二醇生产方法是走石油化工路线。1938年由美国UCC 公司首先建立了○1乙烯在银催化剂作用下氧化生成环氧乙烷，再由环氧乙烷水合生成乙二醇的工业装臵，直到目前，该工艺路线仍然是生产乙二醇的主要途径。上世纪70年代第一次石油危机发生后，人们就意识到开拓石油替代资源的重要性，进行了许多以C，为原料合成乙二醇的研究，其中美国的联碳化学公司和日本宇部兴产公司作了较为系统的研究。上世纪80、90年代，中科院福建物质结构研究所、成都有机所、天津大学等也都开展了类似的大量研究工作，并初步显示了良好的产业化应用前景。 近年来，随着世界石油资源的日渐短缺，开辟新的乙二醇生产工艺以摆脱对石油路线的依赖已成为当务之急。本文简要回顾了国内外由合成气制乙二醇的主要研发路线，并着重介绍了合成气经草酸酯加氢制乙二醇技术的研究现状。 1 合成气制备乙二醇技术路线 合成气原料来源比较广泛，目前以合成气1为原料合成乙二醇的路 1合成气是以一氧化碳和氢气为主要组分，用作化工原料的一种原料气。合成气的原料范围很广，可由煤或焦炭等固体燃料气化产生，也可由天然气和石脑油等轻质烃类制取，还可由重油经部分氧化法生产。
线可归纳为直接合成法和间接合成法，而间接合成法则是利用了由合成气制造甲醇的成熟技术，由甲醇制甲醛来间接合成乙二醇产品。合成气经草酸酯加氢制乙二醇，从其技术路线来讲也是一种间接合成工艺。 1.1 合成气直接合成乙二醇 美国Du Pont公司于上世纪50年代就开展由合成气直接合成乙二醇的研究，该反应属于气-液反应，反应器为填料塔，反应温度30-80℃，常压，不需要催化剂。反应(1)和(2)是一个循环，循环的物质是NO。 生成草酸酯的总反应： 2CH3OH+2CO+1/2O2→(COOCH3)2+H2O (3) 草酸二乙(甲)酯进一步加氢生成乙醇酸乙(甲)酯或乙二醇： (COOCH3)2+2H2→CH2OHCOOCH3+CH3OH (4) (COOCH3)2+4 H2→(CH2OH)2+2CH3OH (5) 过度加氢则生成乙醇： (CH2OH)2+H2→CH3CH2OH+H2O (6) 由合成气生成乙二醇的总反应为： 2CO+1/2O2+4H2+(CH2OH)汁H2O (7) 2.2 国外研究现状 国外研究草酸酯合成乙二醇的研究最早从液相法开始。 日本宇部兴产和美国联碳公司合作开发通过草酸二烷基酯由合成气间接合成乙二醇的工艺。该工艺先以CO和丁醇为原料，Pd/C 为催化剂，在反应温度90℃，压力9.8MPa下，通过液相反应合成草
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 环氧乙烷、乙二醇装置简介和重点部位及设备Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-3193-35 环氧乙烷、乙二醇装置简介和重点 部位及设备 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一，装置简介 (一)EO／EG(环氧乙烷／乙二醇)行业发展史及生产现状 1，EO／EC行业发展史 环氧乙烷是石油化工的重要原料，广泛用作防冻液、冷却剂以及纤维和塑料生产的原料，还大量用于生产非离子表面活性剂，乙二醇醚、乙醇胺、防腐涂料以及其他多种化工产品。EO、EG成为聚乙烯和聚氯乙烯之后的第三大乙烯衍生物。 世界上发现环氧乙烷这种化学物质的时间可以追溯到1859年。当时德国化学家伍兹(Wurtz)用2—氯乙醇与氢氧化钾溶液进行液相反应时，首先制得了EO 这种产物，20世纪60年代以前生产20的主要方法氯
乙醇法a9来自于他的研究成果。 1931年，法国的勒福特(Lefort)成功完成了在银催化剂上用空气直接氧化乙烯制取EO的实验，并开发了以空气为氧化剂的直接氧化法。1938年，美国联合炭化物公司(UCC)采用此方法建成了世界上第一座直接氧化法生产EO的工厂。 1953年，美国科学设计公司(即本装置的专利商SD公司)也开发了以空气为氧化剂的SD技术，并建成了2。7XI0的4次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持)t／a的生产装置。 第二次世界大战后，由于肋的需求量增加，原料乙烯随着石油化工的发展而廉价易得，纯氧的供应又有来源，世界上一些工业发达的国家便对直接氧化法加强了改进的研究。1958年，美国壳牌油晶开发公司(ShellOilDevelopmentCo．)最先完成了以纯氧替代空气直接氧化乙烯制取EO的实验，开发了SheH技术。随即建成了一座2XI0的4次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持)t／a的工业装置。
精馏塔尺寸设计计算 初馏塔的主要任务是分离乙酸和水、醋酸乙烯，釜液回收的乙酸作为气体分离塔吸收液及物料，塔顶醋酸乙烯和水经冷却后进行相分离。塔顶温度为102℃，塔釜温度为117℃，操作压力4kPa。 由于浮阀塔塔板需按一定的中心距开阀孔，阀孔上覆以可以升降的阀片，其结构比泡罩塔简单，而且生产能力大，效率高，弹性大。所以该初馏塔设计为浮阀塔，浮阀选用F1型重阀。在工艺过程中，对初馏塔的处理量要求较大，塔内液体流量大，所以塔板的液流形式选择双流型，以便减少液面落差，改善气液分布状况。 4.2.1 操作理论板数和操作回流比 初馏塔精馏过程计算采用简捷计算法。 （1）最少理论板数N m 系统最少理论板数，即所涉及蒸馏系统（包括塔顶全凝器和塔釜再沸器）在全回流下所需要的全部理论板数，一般按Fenske方程[20]求取。 式中x D,l，x D,h——轻、重关键组分在塔顶馏出物（液相或气相）中的摩尔分数； x W,l，x W,h——轻、重关键组分在塔釜液相中的摩尔分数； αav——轻、重关键组分在塔内的平均相对挥发度； N m——系统最少平衡级（理论板）数。 塔顶和塔釜的相对挥发度分别为αD=1.78，αW=1.84，则精馏段的平均相对挥发度： 由式（4－9）得最少理论板数： 初馏塔塔顶有全凝器与塔釜有再沸器，塔的最少理论板数N m应较小，则最少理论板数：。 （2）最小回流比 最小回流比，即在给定条件下以无穷多的塔板满足分离要求时，所需回流比R m，可用Underwood法计算。此法需先求出一个Underwood参数θ。 求出θ代入式（4－11）即得最小回流比。
式中——进料（包括气、液两相）中i组分的摩尔分数； c——组分个数； αi——i组分的相对挥发度； θ——Underwood参数； ——塔顶馏出物中i组分的摩尔分数。 进料状态为泡点液体进料，即q=1。取塔顶与塔釜温度的加权平均值为进料板温度（即计算温度），则 在进料板温度109.04℃下，取组分B（H2O）为基准组分，则各组分的相对挥发度分别为αAB=2.1，αBB=1，αCB=0.93，所以 利用试差法解得θ=0.9658，并代入式（4－11）得 （3）操作回流比R和操作理论板数N0 操作回流比与操作理论板数的选用取决于操作费用与基建投资的权衡。一般按R/R m=1.2～1.5的关系求出R，再根据Gilliland关联[20]求出N0。 取R/R m=1.2，得R=26.34，则有： 查Gilliland图得 解得操作理论板数N0=51。 4.2.2 实际塔板数 （1）进料板位置的确定 对于泡点进料，可用Kirkbride提出的经验式进行计算。
大致上，EＧ的合成路线可以分为两类：石油合成路线和非石油合成路线。?? 1石油合成路线? 1。1ＥO法 Wurtz于1８59年首次用氢氧化钾水解乙二醇二乙酸酯制得EG,次年又由环氧乙烷（ＥO)直接水合制得,至今,该 法仍是世界上大规模生产ＥG的唯一方法。 1。1。１ EO非催化水合法 EO直接水合法是目前国内外工业化生产EG的主要方法，该生产技术基本上由英荷壳牌(Ｓheｌl）、美国Halｃｏｎ—SD 以及美国联碳（UＣC)三家公司所垄断。它们的工艺技术和工艺流程基本上相似，即采用乙烯、氧气为原料，在银催化剂、 甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成EＯ,ＥO进一步与水以一定物质的量比在管式反应器内进行 水合反应生成EG，EG溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到EG及其他副产品.以ＵＣC的生产工艺为例，水和EＯ的物质的量 之比为22：1,反应入口温度155oC,出口温度193 oC，反应压力2.1 MPa，EO转化率1０0 %,水合收率91.3 ％。 Sｈell和SD工艺的反应条件类似,不同的是它们使用的催化剂和添加剂不同. 该工艺中用到大量的水,能耗很大;ＥO的转化率为1００ %，但是产品中ＥG的选择性只有90 ％左右，另外还会产生 9%左右的二乙二醇(DEG)和1 %左右的三乙二醇(ＴＥＧ）。增加投料中水的比例会提高EＧ的选择性,但是同时会加大能耗,并增加分离困难. ?虽然EO直接水合法制EG工艺成熟，是目前工业生产中广泛采用的方法，但是其自身仍然存在一些缺陷，因此仍有必 要对其生产工艺进行改进，或者寻求更加高效的替代方法。? 1。1.２ EO催化水合法??为了降低能耗,提高ＥG的选择性,世界各国的研究人员对EＯ水合法制EG的催化剂和添加剂等展开了广泛的研究。 ?Shell公司[1７-22]早期采用氟磺酸交换树脂为催化剂,后来又开发了一系列具有正电中心的固体催化剂以及固载的大环 螯合化合物作为非均相催化剂。树脂型催化剂催化的反应， EＧ的选择性超过９4 ％。但是,树脂型催化剂具有一些缺点, 例如寿命短、热稳定性和机械强度不高等等,而固载的大环螯合化合物作为催化剂克服了这些缺点,并且具有较高的活性， 在与树脂相同的条件下反应5小时，ＥO的转化率大于99 %,ＥG的选择性可以达到95 %。最近,Shell公司成功地开发 出了第一代水合催化剂S1０0，并完成了催化剂筛选和４0０ kｔ/ａ环氧乙烷水合装置的工艺设计。此工艺已经完成中试, 有望用于工业化生产。 ?UCC公司采用含Mｏ、W、V等多价态金属含氧酸盐作为EO水合催化剂,后来又开发了具有水滑石结构的混合金
煤制气合成聚合级乙二醇新技术 1 技术背景 乙二醇是一种重要的基础化工原料，在大量应用的醇类物质中是继甲醇之后的第二大类醇，主要用于生产涤纶纤维、涂料和包装材料用聚酯树脂,占到乙二醇消费量的80%以上，其余用于生产防冻剂、润滑剂、炸药等。 目前，世界上乙二醇的总需求量约2000万吨，其中中国占到了30～40%，下表为我国近些年乙二醇的供需情况。 表1 我国近些年乙二醇的供需情况 年份 产量 万吨/年 进口量 万吨/年 需求量 万吨/年 自给率 % 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 90 80 90 96 94 110 156 174 214 105 160 214 251 339 400 406 480 522 195 240 304 347 433 510 562 654 736 46 33 30 28 22 21 28 27 29 由表1可见，2000～2008年，我国乙二醇的需求量和进口量呈逐年增加趋势，近三年乙二醇的进口依存度高达70%。 当前工业上生产乙二醇主要采用石油路线，由乙烯经气相氧化得环氧乙烷，再经液相催化水合制乙二醇。但我国石油资源不足，存在“富煤、少气、贫油”的能源格局，因此开辟由煤制气生产乙二醇的新技术具有十分重要的现实意义和长远的战略意义。 2技术路线及国内外进展 目前研究的煤制气合成乙二醇技术路线主要有三种（如下图所示）。
图1 煤造气合成乙二醇的三种主要技术路线 其中，直接合成法具有理论上最佳的经济价值，其反应方程式如下： 2CO + 3H 2 HOCH 2CH 2OH 但此反应在标准状态下属于Gibbs 自由能增加的反应，△G 500k = 6.60×104J/ mol ，热力学上受限制，在温和条件下很难进行，需要催化剂和高温高压条件。上世纪70年代，美国UCC 公司采用铑催化剂，反应压力高达300MPa ；80年代反应压力降至50MPa ，温度降至230℃，但是选择性和转化率仍很低。时至今日，直接法所取得的进展还不足以实现工业化，进一步缓和反应条件并提高催化剂的选择性和活性仍是主要的难点。 间接合成法效益则由于路线各异，取得的进展各不相同，其中甲醇甲醛路线研究的比较多，主要有甲醇脱氢二聚法、二甲醚氧化偶联法、羟基乙酸法、甲醛缩合法、甲醛氢甲酰化法等，但是这些方法研究的还不够深入，离工业化尚有很长距离。 草酸酯法的研究最为深入，分两步进行，CO 与亚硝酸酯气相催化合成草酸酯，再由草酸酯加氢得乙二醇。该方法先利用醇类与NO 反应生成亚硝酸酯，在贵金属催化剂上与CO 羰基合成得到草酸二酯，草酸二酯再经催化加氢制得乙二醇。主要的反应如下： 草酸酯合成 2CO + 2RONO (COOR)2 + 2NO 反应尾气的再生 2NO + 1/2O 2 + 2ROH 2RONO + H 2O 草酸酯加氢制乙二醇 (COOR)2 + 4H 2 (CH 2OH)2 + 2ROH 总反应式为： 2CO + 4H 2 + 1/2O 2 (CH 2OH)2 + H 2O 煤制气经草酸酯合成乙二醇新技术中涉及三项关键催化剂，分别为： （1）高浓度CO 气源中选择性脱氢催化剂 （2）草酸酯合成催化剂 （3）草酸酯加氢制乙二醇催化剂 其中，选择性脱氢催化剂主要用于脱除草酸二甲酯合成原料气CO 中少量的H 2，采用变压吸附制得的高浓度CO 气中还存在少量H 2，而H 2对草酸二甲酯合成催化剂会产生毒化作用，导致催化剂活性衰退，影响合成反应的进行，故要求铜基催化剂 贵金属催化剂
精细化学品生产技术 课程设计说明书 题目:年产450吨丁酮乙二醇缩酮的车间工艺设 计 学生： 000 学号： 000 班级： 000 指导教师 000 成绩：
课程设计任务书 (4) 总论 (6) 1.产品概述 (6) 第一章工艺流程概述 (9) 1. 产品介绍 (9) 1.1产品名称：丁酮乙二醇缩酮 (9) 1.2分子式： (9) 1.3产品性质 (9) 1.4产品用途 (10) 2. 工艺流程概述 (10) 2.1合成路线 (10) 2.2生成工艺流程框图[13] (10) 3原辅料介绍 (10) 3.1丁酮 (10) 3.2乙二醇 (11) 4. 对苯二甲酸 (12) 4.1名称：对苯二甲酸 (12) 4.2物理性质 (12) 4.3化学性质 (13) 4.4毒性危害 (13) 5. 环己烷 (13) 5.2物理性质 (14) 5.3化学性质 (14) 5.4毒性和危害 (15) 第二章工艺计算 (15) 第一节物料衡算 (15) 1. 做出物料流程图，确定计算范围 (15) 2物料计算[5] (16) 第二节热量衡算 (18) 1.热量平衡式 (18) 2.热量衡算 (18) 2.3物料带入设备的热量Q1（设室温为25℃） (19) 2.4、反应釜回流过程的热量衡算[10] (19) 2.5加热剂与反应系统交换的总热量Q (20) 2.6.能量汇总表： (20) 第三章设备计算和选型 (20) 3.1.反应罐 (20) 3.1.1材质 (20) 3.1.2.结构 (21) 3.2.搅拌器 (21)
3.3.原料的原始密度的计算 (21) V (21) 3.4每昼夜处理的物料总体积d 3.5.反应器的工艺计算及选型 (21) 3.6选型[12] (22) 第四章主要技术经济指标 (24) 4.1物料规格表： (24) 4.2 .车间水.电.水蒸气的消耗量M (25) 4.3成本消耗综合表： (26) 第五章环保安全 (27) 5.1.环境保护 (27) 5.2．安全措施 (28) 第六章设备结构图 (28) 第七章设计的体会和收获 (31) 第八章参考文献 (32)
E O E G(乙二醇)装置工艺技 术特点及基本原理 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
工艺技术特点及基本原理 基本原理 乙烯氧化生成环氧乙烷的反应机理 乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择性氧化(部分氧化)和深度氧化(完全氧化)两种情况。乙烯分子中的碳—碳双键(C=C)具有突出的反应活性,在一定氧化 条件下可实现碳—碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷,但在通常氧化条件下,乙烯分子骨架很容易被破坏,发生深度氧化而生成二氧化碳和水。目前工业上乙烯直接氧化生成环氧乙烷的最佳催化剂是银催化剂。 (1)主反应 乙烯氧化生成环氧乙烷是放热反应,在250℃时,每生成一摩尔环氧乙烷要释放出25.19千卡的反应热。 (2)副反应 乙烯氧化时除生成产物环氧乙烷外,还发生其它反应: 在工业生产中,反应产物里实际主要是环氧乙烷、二氧化碳和水,而甲醛量远小于1%,乙醛量则更小。 反应(2)是主要副反应,也是放热反应,250℃时,每反应掉1摩尔乙烯要放出315.9千卡反应热,如果反应温度过高或其它条件影响会产生反应(3),其反应也是强放热反应,每反应掉1摩尔环氧乙烷要放出314.4千卡的热量,副反应(2)和(3)与主反应(1)的反应进行比较,便可看出副反应的反应热是主反应热的卡几倍，因此必须严格控制工艺条件,以防副反应增加。不然,副反应加剧,势必引起操作条件恶化，造成恶性循环,甚至发生催化剂床层"飞温"(由于催化剂床层大量积聚热量造成催化剂层温度突然飞速上升的现象)而使正常生产遭到破坏。 近代对乙烯在银催化剂条件下的选择性氧化机理做了大量的研究,比较统一的看法是: A．氧被银表现吸附的形态 初始时,在各种不同温度下氧被高速度吸附,此时活化能很低,约为3千卡/克分子,这个过程发生在四个邻近的清洁的银原子上氧分子的解离吸附(非活化解离吸附)。
毕业设计（论文） 2013 届 题目CS2和CCl4精馏塔的工艺和机械设计专业化工设备与维修技术
毕业论文（设计）任务书 1、论文（设计）题目：CS2和CCl4精馏塔的工艺 和机械设计 2、论文（设计）要求： （1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，最好是独立完成。 （2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。（3）主题明确，思路清晰。 （4）文献工作扎实，能够较为全面地反映论文研究领域内的成果及其最新进展。 （5）格式规范，严格按系部制定的论文格式模板调整格式。 （6）所有学生必须在5月15日之前交论文初稿。 3、论文（设计）日期：任务下达日期 2013.3.4 完成日期 2013.4.10 4、指导教师签字：
CS2和CCl4精馏塔的工艺和机械设计 摘要：本次设计的目的是通过精馏操作来完成二硫化碳和四氯化碳混合溶液的分离，从而获得较高浓度的轻组分二硫化碳。精馏是利用混合液中各组分挥发度不同而达到分离要求的一种单元操作。本设计详细阐述了设计的各部分内容，计算贯穿在整个设计中。本设计包括蒸馏技术的概述、精馏塔工艺尺寸的计算、塔板校核、精馏塔结构的设计、筒体及各部件材料的选择、筒体各处开孔补强的设计、塔体机械强度的校核及精馏塔装配图的绘制等主要内容。 关键字：精馏塔，塔板校核，开孔补强，机械强度。
目录 1.概论 (1) 1.1蒸馏技术背景、基本概念和分类 (1) 1.1.1蒸馏技术背景 (1) 1.1.3蒸馏技术分类 (1) 1.2塔设备的作用和类型 (2) 1.2.1塔设备的作用 (2) 1.2.2塔设备的类型 (2) 1.3蒸馏技术节能 (3) 1.4现在蒸馏技术面临的机遇和挑战 (3) 1.5本设计中的方案选择 (4) 2.精馏塔设计任务书 (6) 2.1设计题目：二硫化碳—四氯化碳精馏塔设计 (6) 2.2设计任务及操作条件 (6) 2.3设计内容 (6) 2.4设计基础数据 (7) 3．各部分结构尺寸的确定和设计计算 (8) 3.1.物料衡算 (8) 3.2全塔物料衡算 (8) 3.3塔板数的确定 (8) 3.4塔工艺条件及物性数据计算 (11) 3.4.1操作压强的计算P m (11) 3.4.3精馏塔气相密度 (11) 3.4.4精馏塔液相密度 (11) 3.5精馏塔气液负荷计算 (12) 3.6精馏塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (13) 3.6.1塔径的计算 (13) 3.6.2塔高计算 (14)
安全管理编号：LX-FS-A43663 环氧乙烷、乙二醇装置简介和重点 部位及设备 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
环氧乙烷、乙二醇装置简介和重点 部位及设备 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 一，装置简介 (一)EO／EG(环氧乙烷／乙二醇)行业发展史及生产现状 1，EO／EC行业发展史 环氧乙烷是石油化工的重要原料，广泛用作防冻液、冷却剂以及纤维和塑料生产的原料，还大量用于生产非离子表面活性剂，乙二醇醚、乙醇胺、防腐涂料以及其他多种化工产品。EO、EG成为聚乙烯和聚氯乙烯之后的第三大乙烯衍生物。 世界上发现环氧乙烷这种化学物质的时间可以追
关于乙二醇生产工艺的基本解释 关于乙二醇生产工艺的基本解释 摘要：熟悉乙二醇的生产工艺，不断加强技术进步是化工产品的必由之路。文章通过对乙二醇工艺特点的基本介绍，阐述乙二醇工艺的一些难点、重点。 关键词：草酸酯加氢合成法乙烯能耗低 一、基本制法 乙二醇的制法，环氧乙烷直接水合法，为目前工业规模生产乙二醇较成熟的生产方法。环氧乙烷和水在加压（2.23MPa）和190～200℃条件下，在管式反应器中直接液相水合制的乙二醇，同时副产品一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和多缩聚乙二醇。 煤制乙二醇的潜在工艺路径可以分为直接合成法和间接合成法。直接合成法是将合成气中的CO及H2一步合成为乙二醇。间接合成法则主要分为通过甲醇甲醛及草酸酯作为中间产物合成，然后加氢获得乙二醇。相对而言，甲醇甲醛路线合成的研究还不深入，离工业化距离远；而草酸酯加氢合成法的实用性较强，适宜进行工业生产。由煤制合成气经草算酯加氢制取乙二醇的三个主要反应为： 氧化酯化反应：2CH3OH+2NO+1/2O2→2CH3ONO+H2O CO偶联反应：2CO+2CH3ONO→（COOCH3}2+2NO 草酸酯加氢反应：（COOCH3}2+4H2→HOCH2CH2OH2CH3OH 总的化学方程式：2CO+4H2+1/2O2→HOCH2CH2OH+H2O 二、主要技术路线 目前，乙二醇的生产主要采用石油路线，即采用乙烯、氧气为原料，在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷再进一步与水以一定物质的量比在管式反应器内进行水合反应生成乙二醇，乙二醇溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到乙二醇及其它副产品。此外，整个工艺还设置了与其生产能力配套的空分装置、碳酸盐的处理以及废气废液处理等系统。英荷Shell、美国SD以及美国联碳（UCC）三家公司的专利技术在我国均
摘要 乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位，广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂，但国内乙二醇的产量一直无法满足国内市场的强劲需求。因此，本设计以乙二醇精制为中心和重点，经过严密的计算和论证，得到了肯定的结果。 关键词：乙二醇；环氧乙烷；水合法。
目录 前言 (1) 1文献综述........................................................................... 1.1? 乙二醇工业的发展[1][2]........................................
前? 言 乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位，是大宗有机化工产品。广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂，还可用于除冰剂、表面涂料、表面活性剂、增塑剂、不饱和聚酯树脂以及合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工产品的原料，虽然乙二醇产品用途极广，但国内乙二醇的产量一直无法满足国内市场的强劲需求，乙二醇自给率不足50%，如图1有相当大的部分需要进口，易受国际市场供求关系的影响。因此，发展和技术改造乙二醇工艺设计对我国经济发展有着重要的意义。 随着我国市场经济的发展，以前那种单纯*增大原料和能源的消耗来提高产量的做法已逐渐被淘汰，继续这种做法的企业已经濒临破产倒闭；现在只有依*科技的力量，通过技术的改造来降低能源的消耗，同时使各种生产数据得到优化的配置，才是摆脱困境最有效的方法。 乙二醇工艺设计中，乙二醇的精制是整个工艺流程的核心部分，关系着乙二醇产品的质量和产量。因此，本设计以乙二醇精制为中心和重点，经过严密的计算和论证，得到了肯定的结果。 该技术具有世界共同发展趋向的节能性，是生产乙二醇工艺的重大突破。 ?图1 我国近些年乙二醇的供需情况 年份 产量 万吨/年 进口量 万吨/年 需求量 万吨/年 自给率 % 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 90 80 90 96 94 110 156 174 214 105 160 214 251 339 400 406 480 522 195 240 304 347 433 510 562 654 736 46 33 30 28 22 21 28 27 29 第1章?文献综述 1.1乙二醇工业的发展[1][2] 乙二醇是最简单和最重要的脂肪族二元醇，它在有机化工生产中是一种重要的基本原料，尤其广泛用于聚酯纤维、聚酯塑料的生产。在汽车、航空、仪表工业的冷却系统中，它是抗冻剂的重要成分。在溶剂、润滑剂、软化剂，增塑剂和炸药的生产中也有多种用途。 乙二醇是由Wurtz于1859年首次用氢氧化钾水解乙二醇二乙酸酯制得的。第一次世界大战期间，人们利
全球乙二醇生产工艺路线及成本对比 一目前全球乙二醇生产工艺路线及成本对比 目前世界上大规模生产乙二醇的方法有3种： 1）采用天然气为原料制乙二醇（主要集中在中东地区），2009年产能620万吨，占全球总产能的32%，预计2011年产能将达到1000万吨； 2）以石油为原料制乙二醇，2009年全球产能1300万吨，占世界的68%； 3）采用褐煤做原料生产乙二醇（丹化科技），年产能20万吨。 目前中东地区天然气3乙二醇每吨生产成本约250美元。据丹化科技披露，即便能以非常优惠的价格（130元/吨）获得褐煤资源，煤制乙二醇生产成本依然高达2600元/吨（约合380美元/吨）。因此相比天然气制乙二醇，即使加上运费（从中东到中国最新报价20美元/吨），煤制乙二醇也不具备竞争力。 与石油制乙二醇相比，煤制乙二醇是否具备成本优势，取决于国际油价和能否获得廉价煤炭资源。根据丹化科技煤制乙二醇实验数据推算，若煤价为750元/吨，当石油价跌到67美元/桶以下时，煤制乙二醇将不具备成本优势。 以天然气为原料制乙二醇（环氧乙烷水合法）：具体工艺路线是：首先以天然气生产乙烯，然后乙烯生产乙二醇。采用该工艺路线，乙二醇的生产成本主要由两部分构成：1）原料成本约为6300元（其中乙烯市场价格按照10 000元/吨计算，成本6 000元）；2）其他成本约700元（其中固定成本约330元，动力成本约380元）。 以石油为原料制作乙二醇（环氧乙烷水合法）：具体工艺路线是：首先石脑油生产乙烯，然后使用乙烯生产乙二醇，本工艺路线和天然气为原料的工艺路线的区别在于获得乙烯的方式，前者通过石脑油制作乙烯，后者通过天然气制