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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。
2.4.2 多效闪蒸及乙二醇浓缩
通过多效闪蒸把水蒸发掉，回收乙二醇反应器产品中的乙二醇。乙二醇反应器产品闪蒸塔的再沸器由中压蒸汽供热。塔顶蒸汽作为下一步闪蒸即第一浓缩塔再沸器的热源。第一浓缩塔顶蒸汽又作为第二浓缩塔再沸器的热源。从乙二醇反应器产品闪蒸塔塔釜来的乙二醇溶液作为第一浓缩塔进料，在这里被浓缩。C401及C402每一塔顶有一小股回流以减少乙二醇在塔顶馏出物中的含量，回流液来自清洁凝液闪蒸罐。
2.4.3乙二醇脱水
第二浓缩塔釜液进入乙二醇脱水塔C-404中，脱水塔在真空下操作，基本上把剩余的水分全部脱除。粗乙二醇由脱水塔塔釜泵送到乙二醇精制部分。
脱水塔C-404进料有以下物流组成：乙二醇第二浓缩塔塔液，MEG塔顶产物，乙二醇排放闪蒸塔塔顶产物和MEG循环塔塔顶产物。这些物料在塔进料管线的上游混合。
脱水塔的操作压力可使塔顶蒸汽在一定的温度、压力条件下，能用冷却水冷凝下来，一部分塔顶冷凝液作为脱水塔的回流，其余部分的凝液送到污水处理系统。
2.4.4 乙二醇排放回收
EO解吸塔塔釜乙二醇排放液中的水、乙二醇，在EG排放闪蒸塔C-406中减压闪蒸，从塔顶回收水和乙二醇，少量有机盐及二乙二醇从塔釜排至V113或X023。EG排放闪蒸塔从乙二醇排放液中可回收98%的MEG。
2.4.5 乙二醇精制
为了防止在很低的温度下操作发生产品热裂解,乙二醇精制部分的塔都在真空下操作。最高的塔釜温度设计为176℃。由于泄漏空气中的氧气可以使产品发生氧化生成醛类等氧化产物，降低产品质量，因此塔和它们的附属设备要最大限度地防止空气泄漏。由于受到塔允许压力降的限制，所以使用具有较低压力降的填料Mellapak250Y 的填料。液体在这两种型式的填料上滞留量较少。塔内气体负荷的波动会很快地影响到产品的组成，因此用塔的温度与再沸器蒸汽流量串级调节塔的热量输入，以保证塔的温度稳定和塔的气相负荷稳定。C501塔的回流是通过回流罐的液位和流量的串级
调节来控制。为防止固体颗粒在塔内填料上的聚积，每个塔釜泵出口都有40um的筒式过滤器，这样在正常操作条件可以通过经常更换过滤器来保持系统清洁。从脱水塔来的粗乙二醇进入MEG塔，MEG产品从塔顶侧线采出。塔顶蒸汽在158℃和28KPa的条件下，上升至热虹吸型冷凝器E-501内被冷凝。从蒸汽冷凝闪蒸罐（V-401）来的清洁冷凝液在E501管程产生0.3MPa的公用工程级蒸汽。为了使MEG在真空系统中损失最小，在回流罐V-503顶部安装了一个用冷却水换热的放空冷凝器E-502。微量的水和其它轻组分经真空系统离开塔。精制的MEG是在精馏段下采出，并冷却到45℃，DEG含量小于500ppmwt。为了避免MEG产品吸收水分，贮存时MEG产品要N2封。塔釜温度164℃，压力30.7KPa。2.5 生产设备主要设备有乙二醇反应器、三效闪蒸塔、乙二醇脱水塔、乙二醇精馏塔等。
图7乙二醇反应器
第三章结论
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。
参考文献
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[17]刘光启，马连湘，刘杰：《化学化工物性数据手册无机卷》[M],化学工业出版社2002年版。
结束语
历时近一个多月的查阅文献、计算数据毕业设计终于落下了帷幕，通过这次毕业设计，使我增长了不少实际的知识，也在大脑中确立了一个关于化工生产的轮廓。设计中需要的许多知识都需要我们查阅资料和文献，并要求加以归纳、整理和总结。通过自学及老师的指导，不仅巩固了所学的化工知识,更极大的拓宽了我们的知识面，同时我也感谢老师对我的指导，使我在设计中找到了一些解决难题的方法，锻炼了我独立思考问题的能力。
本次毕业使我不仅对乙二醇的装置工艺有了一个更深层次的认识，并且对化工行业都有了一个更深层次的认识和了解。从我国资源结构来讲，具有“富煤少油“的特点，乙二醇的合成可通过煤制气获得，为大规模利用煤炭资源开辟了一条可行之路，是大型煤矿企业调整产品结构、实现清洁化生产的一个出路。从可持续发展的战略角度出发，作为对石油资源的补充，开发乙二醇工业，合理、有效利用能源，对我国能源安全来说具有十分重要的战略意义。乙二醇作为车用燃料，可以降低我国对于石油资源的依赖性，有利于我国能源安全，同时将环境危害降到最低。另外我国的燃料市场，柴汽比结构长期失调，制约了我国炼油工业的发展和平衡，因此我国应加强DME 替代柴油的研究工作，以解决这一矛盾。从市场前景看，DME用途广泛，其生产应用技术已成为当今世界能源、环境和化工领域的研究热点，是我国未来能源技术实现跨越式发展比较有前途的领域，可以带动我国新一代汽车工业、电力工业和民用燃料工业的发展。
在此次设计过程中，我的收获很大,感触也很深，使我们认识到了实际化工生产过程和基础理论的联系与差别. 我国的化工事业还不是很发达，而且相对外国来说还很落后，因此对我们每一位将来从事化工行业的大学生来说，我们感到我们脚下的路任重而道远。
由于所学知识和个人能力的限制，设计中难免有许多疏漏之处。希望老师多多批评指正，使我在以后的工作和学习设计中有所改进。
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
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
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
成人高等教育 毕业设计（论文） 题目_________________________________ 学号_________________________________ 学生_________________________________ 联系电话_________________________________ 指导教师_________________________________ 教学站点_________________________________ 专业_________________________________ 完成日期_________________________________
论文题目 学生姓名教学站 专业班级 内 容 与 要 求 设计（论文）起止时间20 年月日至20 年月日指导教师签名 学生签名
学生姓名教学站点 专业、班级 论文题目 序号评审项目指标分值评分1 工作态度 对待工作严肃认真，学习态度端正。 2 能够正确处理工学矛盾，按照要求按时完成各阶段工作任务。 2 2 工作能力 与水平 能够综合和正确利用各种途径收集信息，获取新知识。 1 能够应用基础理论与专业知识，独立分析和解决实际问题。 1 毕业设计（论文）所得结论具有应用或参考价值。 1 基本具备独立从事本专业工作的能力。 1 3 论文质量论文条理清晰，结构严谨；文笔流畅，语言通顺。 2 方法科学、论证充分；专业名词术语使用准确。 2 设计类计算正确，工艺可行，设计图纸质量高，标准使用规范。 4 工作量论文正文字数达到8000及以上。不足8000字的，每少500字 扣2分。 8 5 论文格式论文正文字体字号使用正确，图表标注规范。 3 论文排版、打印、装订符合《西安石油大学继续教育学院毕业 设计（论文）撰写规范》的要求。 6 6 创新工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破，或有独特见解。 1 是否同意参加评阅（填写同意或者不同意）: 总分30 说明有下列情况之一的毕业设计（论文）不得参加评阅：1、毕业设计（论文）选题或内容与所学专业不相符的；2、毕业设计（论文）因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同，被认定为雷同的；3、正文字数不足6000字的。 评语： 指导教师：年月日
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)
高等教育 （） 题目：乙二醇生产装置的工艺设计 学号： 学生： 联系电话： 指导教师： 专业:
高等教育（）任务书
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.
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
毕业设计 题目：_______ 5万吨/年乙二醇 生产工艺初步设计
5万吨/年乙二醇生产工艺初步设计 摘要 乙二醇是一种重要的石油化工基本有机原料，主要用于生产聚酯纤维、不饱和聚酯树脂、防冻剂等。目前.国内乙二醇的工业生产方法是环氧乙烷直接水合法。 我国目前拥有大小不等的环氧乙烷/乙二醇（EO/EG)装置11套，但是相比于国外的同类装置，这些装置的工艺落后，能耗和水耗都较高，因此研究EO/EG工艺优化以降低生产成本，具有非常现实的意义。 本设计主要是针对乙二醇工艺的缺点，采用比较新的反应精馏工艺，利用化工模拟软件ASPEN PLUS对过程进行模拟优化，最后得到即可达到产品标准又可满足设计任务的结果。同时还对主要设备进行了选型，绘制了 PID工艺流程图。 关键词：环氧乙烷;乙二醇；反应精馏；ASPENPLUS; EO/EG 50000 tons/year glycol production process preliminary design Abstract The glycol is an important basic organic raw materials of petrochemical, mainly for the production of polyester fiber, unsaturated polyester resins, antifreeze, etc.. The present. The methods of industrial production of the domestic ethylene glycol is ethylene oxide legitimate direct water. China currently has a size ranging from EO / EG set 11 sets, but compared to similar devices in the foreign and backward technology of these devices, energy and water consumption are higher, so the researchers EO / EG process optimization to reduce production costs. a very real sense. This design is for the shortcomings of the ethylene glycol process, using the new reactive distillation process, the use of chemical process simulation software ASPEN PLUS process simulation and optimization,
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
乙二醇生产技术分析 乙二醇又名甘醇、乙撑二醇，是一种重要的石油化工基础有机原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及**等。目前，国内外乙二醇的工业生产方法主要是环氧乙烷直接水合法，虽然它工艺成熟，但水比大，能耗高，生产成本较高，为此人们又相继开发出环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法以及由合成气合成乙二醇等各种新的生产方法，其中环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法被认为是今后乙二醇最有发展前景的工业化生产方法，是目前国内外研究开发的热点。 1 环氧乙烷直接水合法 环氧乙烷直接水合法是目前国内外工业化生产乙二醇的主要方法，该工艺是将环氧乙烷(E0)和水按1∶20-22(摩尔比)配成混合水溶液，在管式反应器中于190-220℃、1.0-2.5MPa 下反应，环氧乙烷全部转化为混合醇，生成的乙二醇水溶液含量大约在10%(质量分数)左右，然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到乙二醇及副产物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)等。混合醇中乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的摩尔比约为100∶10∶1，产品总收率为88%。不足之处是生产工艺流程长、设备多、能耗高，直接影响乙二醇的生产成本。 目前，环氧乙烷直接水合法的生产技术基本上由英荷壳牌、美国Halcon-SD以及美国联碳三家公司所垄断。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，乙烯直接氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷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。三家公司的专利技术主要区别体现在催化剂、反应和吸收工艺以及一些技术细节上。 2 环氧乙烷催化水合法 针对环氧乙烷直接水合法生产乙二醇工艺中存在的不足，为了提高选择性，降低用水量，降低反应温度和能耗，世界上许多公司进行了环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术的研究和开发工作。其中主要有壳牌公司、联碳公司、莫斯科门捷列夫化工学院、上海石油化工研究院、南京工业大学等，其技术的关键是催化剂的生产，生产方法可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两种，其中最有代表性的生产方法是壳牌公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法。 壳牌公司曾采用氟磺酸离子交换树脂为催化剂，在反应温度为75-115℃、水与环氧乙烷的重量比为3：1-15：1时，乙二醇的选择性为94%，缺点是水比仍然很高，而且环氧乙烷的转化率仅有70%左右。随后自报道了季铵型酸式碳酸盐阴离子交换树脂作为催化剂进行环氧乙烷催化水合工艺的开发，获得环氧乙烷转化率为96%-98%，乙二醇选择性为97%-98%的试验结果后，增加了环氧乙烷催化水合制乙二醇工艺的研究和开发力度。此后又开发出类似二氧化硅骨架的聚有机硅烷铵盐负载型催化剂及其催化下的环氧化物水合工艺。在水/环氧化物摩尔比为1-15∶1，反应温度80-200℃，反应压力0.2-2MPa条件下，环氧乙烷的转化率为72%，乙二醇选择性为95%。2001年壳牌公司又开发出负载于离子交换树脂上的多
乙二醇生产装置的工艺设计前言 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，同时使各种生产资料得到优化的配置，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。 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
年产8万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯的工艺初步设计
前言 聚对苯二甲酸乙二醇酯英文名称Polyethylene terephthalate简称PET,别名涤纶树脂或聚酯树脂，俗称涤纶。 PET的用途不主要局限于纤维，而是进一步拓展到各类容器、包装材料、薄膜、胶片、工程塑料等领域，目前，PET正在越来越多地取代铝、玻璃、陶瓷、纸张、木材、钢铁和其他合成材料，聚酯的家庭也在持续扩大。 PET是由对苯二甲酸和乙二醇经酯化和缩聚而成的高聚物，是热塑性聚酯之一，英国的卜内门（ICI）公司的Crothers于20世纪30年代末发现，40年代投入工业化生产，主要用于生产涤纶纤维。1953年杜邦公司首次开发出PET纤维产品。由于它的原料纯对苯二甲酸和乙二醇及合成树脂技术成熟，其发展速度使任何一种纤维都难以比拟。 它优良的综合性及较好的服用性，在保持其固有特点同时，在接近天然化如穿着舒适性、染色性、抗静电性、吸湿性及外表美观等方面更接近于天然纤维，因此使其更具发展优势。 我国自20世纪50年代开始生产PET，现在生产能力很大。2000年总生产能力可达5000Kt/a。国内在90年代引进了吉玛、钟纺、伊文达和杜邦的工艺，使聚酯生产进入了工业腾飞时期。但目前PET树脂多用于纤维生产。PET工程塑料产品成本低，工作性优于PBT，且原料易得，可加速发展PET塑料的开发与应用。 在我国，早在二十世纪九十年代前后，中国石化巴陵公司就完成了PET工程塑料的实验室研制项目。然而，到目前为止，我国PET工程塑料的生产并没有大规模推广开来，只有极少量生产，基本上还属于空白，因此也有着极大的发展潜力。 而且近年来随着人们生活水平的提高，我国乃至全球对聚酯的需求越来越大，更为我国聚酯行业的发展带来巨大的商机，我们应该抓住这难得的机会，不断完善和提高聚酯的生产技术，并研究开发新型聚酯产品，以增强我国聚酯行业的竞争能力。
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2.8MPa,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0.117MPa,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
年产十万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯工艺设计 日期：2012年6月10日 摘要 本设计是年产十万吨聚对苯二甲酸二乙醇脂（PET）合成的工艺设计。本文对PET 的研究，生产进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用与地位。并介绍了PET 的制备方法和确定了PET的生产工艺。在确定PET生产工艺的基础上进行了物料衡算，热量衡算，主要设备选型，工艺管路设计。并利用Aspen软件对主要的流程进行模拟。利用Auto CAD软件绘制主要设备图，工艺流程图以及车间布置图。文中还对三废处理
及废料回收、节能措施与安全防范、技术经济初步分析核算进行了简单的阐述。关键词：聚对苯二甲酸二乙醇脂，PET , Aspen, Auto CAD
Summary This design is an annual output of one . In this paper, the PET study, a deta iled overview of the production, expounds its role and position chemical in indust ry. And introduces the preparation method of the PET and set the PET productio n technology.In determining the PET production technology is conducted on the b asis of the material balance calculations, equipment selection, process piping desig n. And simulating the main prograss by the software Aspen. Use Auto CAD softw are draw the main equipment figure, process flow diagram and workshop layout fi gure. The paper also for waste treatment and recycling, energy saving measures an d safety, preliminary analysis on technical and economic accounting simply explain ed. Key words: polyethylene terephthalate, PET, Aspen, Auto CAD
毕业设计（论文） 题目：乙二醇生产装置的工艺设计 学号： 学生： 联系电话： 指导教师： 专业:
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
乙二醇工段工艺设计毕业论文 目录 设计任务 ...................................................................... I 摘要 ....................................................................... II Abstract ..................................................................... I II 1 绪论 (1) 1.1 项目概述 (1) 1.2 工艺特点 (1) 1.3 产品规格 (2) 1.4 项目建设意义 (2) 2 生产工艺 (3) 2.1 项目背景 (3) 2.2 工艺选择 (3) 2.2.1 工艺方案比较 (3) 2.2.2 工艺方案选择 (4) 2.3 工艺路线介绍 (5) 2.3.1 工艺原理 (5) 2.3.2 工艺流程图 (5) 2.3.3 生产流程叙述 (6) 2.4 催化剂选择 (7) 2.4.1 Cu/SiO2加氢催化剂 (7) 2.4.2 HEG-1加氢催化剂 (7) 3 物料衡算及能量衡算 (8) 3.1 物料衡算 (8) 3.1.1 物料衡算的意义 (8) 3.1.2 物料衡算的任务 (8) 3.1.3 物料衡算遵循的原则 (8) 3.1.4 系统物料衡算 (8) 3.2 能量衡算 (11) 3.2.1 能量衡算的目的 (11)
3.2.2 能量衡算可以解决的问题 (11) 3.2.3 能量衡算遵循的原则 (11) 3.2.4 系统能量衡算 (12) 4 设备选型及设计 (14) 4.1 设计标准与依据 (14) 4.2 换热器 (14) 4.2.1 概述 (14) 4.2.2 分类与特性 (15) 4.2.3 氢气进料预热器 (16) 4.2.4选型结果 (26) 4.3 泵 (27) 4.3.1 概述 (27) 4.3.2 选用要求 (27) 4.3.3 DMO进料泵 (28) 4.3.4 选型结果 (32) 4.4 压缩机 (33) 4.4.1 概述 (33) 4.4.2 设计依据 (33) 4.4.3氢气压缩机设计 (33) 4.5 反应器 (34) 4.5.1 概述 (34) 4.5.2反应器选型 (34) 4.5.3 DMO加氢反应器设计 (34) 4.5.4反应器设计 (37) 4.5.5反应器细节设计 (39) 4.5.6反应器结构设计 (39) 4.5.7支座设计 (45) 4.6 储罐 (47) 4.6.1 概述 (47) 4.6.2 分类 (47) 4.6.3 加氢粗产品储罐 (47)
乙二醇的生产工艺 赵文国 Synthesis Technologies of Ethylene Glycol 摘要：综述了石油路线和非石油路线合成乙二醇的工艺。对生产乙二醇的传统工艺做了介绍，对工业生产乙二醇的发展方向做了展望。石油路线中，环氧乙烷水合法是目前大规模工业化生产乙二醇的方法，碳酸乙烯酯水解法和酯交换法即将实现工业应用。非石油路线中的草酸二酯法生产乙二醇也有望实现工业应用，而合成气直接制乙二醇等方法都是很有吸引力的方法，但距离工业应用都还有一段很长的路要走。 关键词：乙二醇，环氧乙烷，碳酸乙烯酯，合成气 Abstract：Methodologies of production of ethylene glycol through petroleum route and non-petroleum route are reviewed. The introduction of traditional methods and the prospect of the development orientation of ethylene glycol production are both included. Among the petroleum route, hydration of ethylene oxide is widely used, and hydrolysis of ethylene carbonate and co-production of dimethyl carbonate and ethylene glycol via transesterification between methanol and ethylene carbonate are expected to be used in the industrial production of Ethylene Glycol. Production of ethylene glycol from dialkyl oxalates are also expected to be used in the industrial production of ethylene glycol. Meanwhile, other methodologies of non-petroleum route, manufacturing of ethylene glycol from synthesis gas for instance, are very attractive but still need to be further developed to be used in industrial production. Key words：ethylene glycol, ethylene oxide, ethylene carbonate, synthesis gas
湖南科技大学毕业设计 题目年产十二万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯工艺设计 作者邓超 学院化学化工专业材料化学学号1006030109 指导教师曾祥成 二〇一四年五月二十五日
毕业设计任务书 化学化工学院材料系（教研室）系（教研室）主任:（签名）年月日学生姓名: 邓超学号: 1006030109 专业: 材料化学 1 设计（论文）题目及专题：年产十二万吨PET合成工段工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自2014年02 月18日开始至2014年5 月30日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： （1）中国期刊网； （2）外文期刊网； （3）聚合物合成工艺设计。 4 设计（论文）应完成的主要内容： （1）PET性能简介。 （2）PET合成路线的选取及工艺计算。 （3）合成工厂的设计和设备的选型。 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： （1）设计说明书规范、整洁，文字力求简练； （2）设计图纸规范、整洁； （3）按毕业设计大纲要求完成规定数量的图纸； （4）设计图纸必须全部采用计算机绘图。 6 发题时间：2014 年02 月18 日 指导教师：（签名） 学生：（签名）
毕业设计（论文）指导人评语 [主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价] 指导人：（签名） 年月日指导人评定成绩：
毕业设计（论文）评阅人评语 [主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价] 评阅人：（签名） 年月日评阅人评定成绩：
高等教育 毕业设计（论文） 题目：乙二醇生产装置的工艺设计 学号： 学生： 联系电话： 指导教师： 专业:
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 学生姓名教学站 专业班级 内容与要求 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 学生签名
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.