当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

乙二醇生产装置的工艺设计


高等教育

毕业设计(论文)

题 学 学

目:乙二醇生产装置的工艺设计 号: 生:

联系电话: 指导教师: 专 业:

-1-

高等教育毕业设计(论文)任务书
论文题目 学生姓名 专业班级 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 内 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, 容 与 要 求 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 乙二醇生产装置的工艺设计 教学站

设计(论文)起止时间 指导教师签名 学生签名

-2-

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.

-3-

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 -

-1-




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。

-2-

第1章
1.1 乙二醇工业的发展[1][2]

文献综述

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) 。 直接合成路线 煤制气 甲醇甲醛路线 草酸酯路线 乙二醇

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 + 3H2
Cat.

HOCH2CH2OH

但此反应在标准状态下属于Gibbs自由能增加的反应,△G500k= 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,

-3-

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 反应尾气的再生 2CO + 2RONO
贵金属催化剂

(COOR)2 + 2NO 2RONO + H2O (CH2OH)2 + 2ROH (CH2OH)2 + H2O

2NO + 1/2O2 + 2ROH
铜基催化剂 Cat.

草酸酯加氢制乙二醇 (COOR)2 + 4H2 总反应式为:

2CO + 4H2 + 1/2O2

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 H2, 采用变压吸附制得的高浓度 CO 气中还存在少量 H2,而 H2 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 H2 脱除至 100×10-6(vol)以下,通常采用催化燃烧加 O2 脱氢的方式,但又要求避免 CO 与 O2 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 PdCl2-CuCl2 上进行了改进,选用了 Pd∕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。

-4-

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
-5-

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。

-6-

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 北京燕山石油化工公司 辽阳石油化纤公司 抚顺石油化工公司 吉林石油化工公司 北京东方石油化工有限公司 扬子石油化工公司 上海石油化工股份公司 茂名石油化工公司 天津联合化学有限公司 新疆独山子石油化工公司 南京扬子-巴斯夫有限公司 中海壳牌石油化工有限公司 合计

生产能力 80 60 60 159 40 262 225 100 42 50 300 320 1698

环氧乙烷技术来源 SD 氧气法 UCC 氧气法 Shell 氧气法 SD 氧气法 SD 氧气法 SD 氧气法 SD 氧气法 Shell 氧气法 Shell 氧气法 SD 氧气法 BASF 工艺

备注 1998 年 7 月扩产 1989 年前为 Huls 空气法 2000 年扩产 1996 年投产,2002 年扩产 1996 年投产 1999 年扩产 2002 年扩产 1996 年投产 1996 年投产 1996 年投产,2002 年扩产 2005 年投产 2006 年 2 月投产

表 2 近年来我国乙二醇生产能力和供需状况 kt

年份 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

产能 858 894 894 1004 1156 1176 1176 1378 1840

产量 749.7 843.8 907.5 813 1010 1010 1127 1101 1560

开工率,% 87 94 102 81 87 86 96 103 100

进口量 327.7 566.9 1049 1597 2004 2037 3391 4000 4060

表观消费量 1072 1410 1956 2380 2908 3376 4518 5101 5620

-7-

表3

我国乙二醇装置扩产明细表 kt/a 新建能力 380 300 60 180 200 100 360 650 420 投产时间 2007 年第 1 季度 2006 年 2006 年 2007 年初 2007 年第 3 季度 2007 年 2009 年 2009 年 2009 年

公司名称 上海石油化工股份有限公司 燕山石化公司 江苏太仓 扬子石油化工公司 辽阳石油化纤公司 茂名石油化工公司 四川乙烯 镇海炼化 天津乙烯

-8-

第2章 2.1 产品说明

生产工艺概述

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 2 H 6 O 2 ; 结构式: HOCH 2 CH 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)

-9-

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%;
- 10 -

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 C2H4O 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
2.3.1

乙二醇的生产方法
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。

- 11 -

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
2.4.1

乙二醇的工艺流程
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。

- 12 -

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
- 13 -

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

- 14 -

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。

- 15 -

参考文献
[1]李伟,张希良.国内乙二醇研究述评. 2007,3(7):88-95. [2]罗东晓.乙二醇入其应用技术分析. 2008,28(1):134-136. [3] 赵勇强,白泉,张正敏.关于发展乙二醇 (DME) 燃料的探讨 [J] .中国能源, 2006(3):29-32. [4]逢进,马亮.乙二醇的制造及其燃烧应用[J]. 2002(2):235-238. [5]刘卫平.乙二醇生产工艺概述.CHEMICAL ENGINEERING DESIGN,2008,18 (2) . [6]黎汉生,任飞,王金福.浆态床一步法乙二醇产业化技术研究开发进展 [J].化工 进展,2004,(9). [7]徐美同,王立华.乙二醇生产工艺技术的比较.燃料与化工,2008,3(5):55-57. [8]张正国.乙二醇(DME)生产技术及传统工艺优化改造[J].2002,21(3):1-3. [9]费金华,王一兆.乙二醇的生产工艺及其特点[J]. 2003,24(1):57-59. [10]王延吉,赵新强.化工产品手册(有机化工原料).化学工业出版社,2008.4:86. [11]姚玉英,黄凤廉,陈常贵,柴诚敬: 《化工原理》[M],天津科学技术出版社 2006 年版。 [12]陈英南,刘玉兰: 《常用化工单元设备的设计》[M],华东理工大学出版社 2005 年版。 [13]柴诚敬,刘国维,李阿娜: 《化工原理课程设计》[M],天津科学技术出版社 1994 年版。 [14]李国庭,陈焕章,黄文焕,崔群: 《化工设计概论》[M],化学工业出版社 2008 年版 [15]刁玉玮,王立业,喻健良: 《化工设备机械基础》[M],大连理工大学出版社 2006 年版。 [16]刘光启,马连湘,刘杰: 《化学化工物性数据手册有机卷》[M],化学工业出版社 2002 年版。 [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。

- 16 -

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。

- 17 -





走的最快的总是时间,来不及感叹,大学生活已近尾声,三年多的努力与付出, 随着本次设计的完成,将要划下完美的句号。 本设计在 老师的悉心指导和严格要求下得以完成, 从课题选择到具体的写作过 老师的心血和汗水,在我的毕业设计期间, 老师

程,论文初稿与定稿无不凝聚着

为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议, 一丝不苟的作风,严 谨求实的态度使我深受感动,没有这样的帮助和关怀和熏陶,我不会这么顺利的完成 毕业设计。在此向 老师表示深深的感谢和崇高的敬意!

在临近毕业之际, 我还要借此机会向在这三年中给予我诸多教诲和帮助的各位老 师表示由衷的谢意,感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里,各位任课老 师认真负责,在他们的悉心帮助和支持下,我能够很好的掌握和运用专业知识,并在 设计中得以体现,顺利完成毕业设计。 同时,在设计写作过程中,我还参考了有关的书籍和论文,在这里一并向有关的 作者表示谢意。 我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友,在毕业设计的这段时间里,你们 给了我很多的启发,提出了很多宝贵的意见,对于你们帮助和支持,在此我表示深深 地感谢!

- 18 -


相关文章:
乙二醇生产装置的工艺设计
高等教育 毕业设计(论文) 题学学 目:乙二醇生产装置的工艺设计 号: 生: 联系电话: 指导教师: 专业: -1- 高等教育毕业设计(论文)任务书论文题目 学生姓名 ...
乙二醇生产装置的工艺设计
乙二醇生产装置的工艺设计_专业资料。dffhgfd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...
乙二醇生产工艺
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...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...
乙二醇工艺设计论文
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 乙二醇生产装置的工艺设计 教学站 设计(论文)起止时间 指导教师签名 学生签名 -2- 摘要:乙二醇在...
年产10万吨乙二醇合成工艺设计
沈阳化工大学 沈阳化工大学 乙二醇车间合成工段 工艺设计 乙二醇车间合成工段 工艺...如扬子石油化工公司拟 于 2007 年底建成一套 18 万吨/年乙二醇生产装置,辽阳...
“十三五”重点项目-年产20万吨煤制乙二醇生产装置建设项目可行性
“十三五”重点项目-年产20万吨煤制乙二醇生产装置建设项目可行性_专业资料。“十三五”重点项目-年产 20 万吨煤制 乙二醇生产装置建设项目可行性研 究报告 编制单...
年产5万吨乙二醇工艺流程设计
年产5万吨乙二醇工艺流程设计_能源/化工_工程科技_专业资料。西安石油大学成人高等...除考虑采用 先进技术对现有乙二醇生产装置进行改造,扩大装置的生产规模,加强 技术...
国内乙二醇生产工艺技术与市场分析
国内乙二醇生产工艺技术与市场分析_能源/化工_工程科技_专业资料。国内乙二醇生产...但目前部分装置的开工负荷还未能达到设计水平,催化剂的稳定性也需 经工业实际...
乙二醇工艺路线
较好,认为可以以此进行草酸二乙酯的反应器的放大设计...(5)对工艺研究较多,忽视了反应器等设备的开发 研制...非石油路线乙二醇生产技术涉及到很多化工技术单元,既...
600kta煤制乙二醇工艺设计
600kta煤制乙二醇工艺设计_能源/化工_工程科技_专业资料。安徽建筑大学 课程设计...工艺流程选择) 物料衡算和能量衡算 生产工艺流程设计并绘制物料流程图 设备工艺...
更多相关标签:
醋酸生产装置工艺设计 | 乙二醇生产工艺 | 乙二醇的生产工艺 | 煤制乙二醇生产工艺 | 乙二醇生产工艺流程图 | 乙二醇装置试生产 | 聚乙二醇生产工艺 | 乙二醇生产工艺流程 |