第
第PAGE17页
50万吨年产量的煤制乙二醇合成工段工艺设计
摘要
乙二醇是石化行业中非常重要的有机化工原料，在众多化工领域有着极为广泛的应用。近年来国内对(CH2OH)2的需求不断上升，左右依靠进口。采用草酸酯法合成(CH2OH)2，生产的工艺十分成熟，满足工业化发展，不对环境进行污染，有较大的发展前景。
本文首先以清洁生产乙二醇，购买工业级甲醇、氧气共同进行生产为设计目标，通过原料分离得到纯度较高的和作为基本原料、偶联反应、再生酯化反应、加氢反应得到最终的产品，并通过一系列高效分离得到高质量的乙二醇主产品，副产品碳酸二甲酯、二甘醇等，达到预想的生产任务。其次设计过程中主要进行了再生过程、冷凝分离过程等反应进行物料衡算和热量衡算。最后设计了再生反应精馏塔、偶联反应器、加氢反应器、精馏塔设备，且对换热器进行了选型。
关键字：偶联反应，再生酯化反应，加氢反应，乙二醇
目录
1文献综述 1
1.1乙二醇的基本性质和用途 1
1.2草酸酯法制乙二醇的研究概况 1
1.2.1国外相关的研究概况 1
1.2.2国内相关的研究概况 3
1.2.3产业化进展的概述 4
2工艺流程简介 5
2.1生产原理 5
2.1.1草酸二甲酯制取 5
2.1.2草酸二甲酯加氢制乙二醇 5
2.2草酸二甲酯生产流程 5
3工艺计算 7
3.1基础数据 7
3.1.1乙二醇流量 7
3.1.2主要原料的物料衡算 7
3.2物料衡算和能量衡算 7
3.2.1再生过程计算（亚硝酸甲酯） 7
3.2.2冷凝分离过程的计算（亚硝酸甲酯） 8
3.2.3混合气加热器的物料衡算 8
3.2.4固定床反应器的计算（草酸二甲酯） 9
3.2.5冷凝分离过程计算（草酸二甲酯） 11
3.2.6加热器的热量衡算 11
3.2.7加氢制乙二醇过程的计算 12
3.2.8乙二醇冷凝分离能量衡算 13
4设备选型 15
4.1混合气加热器的计算 15
4.1.1计算依据（亚硝酸甲酯和一氧化碳） 15
4.1.2计算换热的面积 15
4.2、再生反应器的计算 15
4.3、草酸二甲酯反应器的计算 16
4.4草酸二甲酯的精馏 16
4.4.1计算依据 16
4.4.2塔径计算 17
4.5、加氢合成乙二醇的反应器的计算 18
4.6混合气的加热器计算 18
4.6.1计算依据（氢气和草酸二甲酯） 18
4.6.2计算换热面积 18
4.7乙二醇精馏 19
4.7.1计算依据 19
4.7.2塔径计算 20
4.8、乙二醇再精馏 20
4.8.1计算依据 20
4.8.2塔径计算 21
5三废处理及安全事项 22
5.1环境保护及综合利用 22
5.2废气 22
5.3废水 22
5.4废固 22
5.5劳动安全卫生 22
总结 23
参考文献 25
1文献综述
1.1乙二醇的基本性质和用途
乙二醇，无色有甜味。作为石油化学工业最重要的原料之一，它在各种化学产品（例如不饱和聚酯粘合剂，DEHP增塑剂和PET纤维）的生产中具有广泛的应用[1]。由于石油和天然气资源的稀缺，化学煤炭工业已成为替代天然气化学和石化工业的最佳选择。油煤生产技术的发展已成为国内化学工业发展的主导趋势，最常见的代表是煤制乙二醇，我国科研机构及高等院校最为关注便是C替代石油和C2H4合成(CH2OH)2技术[2]。
三种国内最主要的煤制乙二醇方法如下表示：
乙烯法：
煤被用作气化，转化和纯化后生产合成气的原料。它从甲醇和甲醇生产烯烃（MTO）来生产乙烯。经过环氧乙烷，环氧乙烷水合和产物纯化后，最终获得了乙二醇。已收到。该方法结合了将煤转化为烯烃以及将常规油转化为乙二醇的方法。该技术相对成熟，但是成本较高。
图1.1乙烯法煤制乙二醇
草酸酯法：
以木炭为原料，可以通过气化，转化，纯化，分离和纯化来生产二氧化碳和氢气。其中，通过催化偶联合成二氧化碳并纯化以形成草酸酯，然后用H2氢化并纯化以产生聚醚二醇法。该过程流程图短且成本较低。在我国，这是目前最有趣的将煤转化为乙二醇的技术。通用术语“将木炭转化为乙二醇”具体是指该过程[3]。
补充萃取加氢补充深冷分离催化偶联再生再生甲醇NONO甲醇亚硝酸甲酯草酸二甲酯粗乙二醇乙二醇合成气CO分离空气水煤
补充
萃取
加氢
补充
深冷分离
催化偶联
再生
再生
甲醇
NO
NO
甲醇
亚硝酸甲酯
草酸二甲酯
粗乙二醇
乙二醇
合成气
CO
分离
空气
水
煤