【文章內(nèi)容簡介】 成乙二醇。本法收率約 85%，美國早期曾采用此法進行工業(yè)生產(chǎn)。 （ 3）環(huán)氧乙烷加壓水合法：環(huán)氧乙烷加壓水合法是 本設計 生產(chǎn)乙二酒泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 8 醇的主要方法，該工藝是將環(huán)氧乙烷和水按 1:(1522)(摩爾比 )配成混合水溶液，在管式 反應器中于 423473K， 下反應，環(huán)氧乙烷全部轉(zhuǎn)化為混合醇，生成的乙二醇水溶液含量大約在 10%(質(zhì)量分數(shù) )左右，然后經(jīng)過多效蒸發(fā)器脫水提濃和減壓精餾分離得到乙二醇及副產(chǎn)物二乙二醇和三乙二醇等。 （ 4）碳酸乙烯酯法：碳酸乙烯酯法合成乙二醇是由二氧化碳和環(huán)氧乙烷在催化劑作用下反應生成碳酸乙烯酯，碳酸乙烯酯再經(jīng)水解制得乙二醇。該方法又可分為乙二醇和碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)法和碳酸乙烯酯水解法兩種生產(chǎn)方法。 2. 生產(chǎn)方法的選擇 通過比較，本設計采用環(huán)氧乙烷 加壓 水合法，此法在加壓下進行，是在 423473K 和 壓力下進行。增加壓力和提高溫度可以提高乙二醇的產(chǎn)率，但副產(chǎn)物 二 乙二醇， 三 乙二醇及高聚物的量也有所增加，即環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化為乙二醇的選擇性變差。為了提高選擇性，可以采用較高的配比以控制副反應，一般主副產(chǎn)品控制比例為 :乙二醇 :一縮乙二醇 :二縮乙二醇為 100: 10: 1(重量比 )，實際上乙二醇在水中的含量僅為 10%，因而增加了濃縮的能耗，通過多效蒸發(fā)，充分利用能量。此法由于技術和經(jīng)濟 上的優(yōu)勢，工藝成熟，技術完善，故本設計采用此方法。 四、 生產(chǎn) 乙二醇的反應原理 1. 主反應 在一定溫 度和壓力下，環(huán)氧乙烷和水按一定配比可進行液相無催酒泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 9 化水合反應，主要方程式為 C2H4O + H2O → HOCH2CH2OH 2. 副反應 水合反應不僅僅停留在生成乙二醇的階段，隨著反應介質(zhì)中乙二醇濃度的增加乙二醇會繼續(xù)與環(huán)氧乙烷反應生成二乙二醇、三乙二醇等多縮乙二醇副產(chǎn)物。其反應方程式為 HOCH2CH2OH + C2H4O → HOCH2OCH2CH2OH (DEG) DEG + C2H4O → HOCH2CH2OCH2CH20CH2CH2OH (TDG) ?? 此外，環(huán)氧乙烷在高溫下，有可能異構成乙醛。當有堿金屬的氧化物存在時，將催化加速這一異構反應。一旦生成乙醛，將是十分有害的，因為乙醛易被氧化生成醋酸而腐蝕設備。所以，生產(chǎn)中對反應水一定要嚴格分析控制，要符合所規(guī)定的質(zhì)量指標。 五、 生產(chǎn) 乙二醇 的 工藝條件 1. 溫度和壓力 溫度對乙二醇的收率及其產(chǎn)物分布的影響不大。在無催化水合反應時，為提高反應速率，必須適當?shù)奶岣叻磻獪囟?。為保證反應在液相中進行，在提高反應溫度的同時，必須相應地提高反應壓力。當反應溫度為 423473K 時，相應的水合反應壓力為 。在工業(yè)生產(chǎn)的操作壓力范圍內(nèi)，水合壓力對反應產(chǎn)物的分布無明顯影響。 2. 原料配比 進料中環(huán)氧乙烷與水的配比是乙二醇生產(chǎn)中的一個重要參數(shù)，因酒泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 10 為此參數(shù)直接影響反應產(chǎn)物的分布。工業(yè)上為獲得較高收率的乙二醇，通常采用環(huán)氧乙烷與水的摩爾比為 1:（ 1522）。在本設計中采用環(huán)氧乙烷與水的摩爾比為 1:18。 3. 水合反應時間 環(huán)氧乙烷水合反應為不可逆的放熱反應，在操作溫度和壓力確定下，還必須保證有相應的水合反應時間。因為水合反應時間太短，反應不完全，環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率低，結果不但造成原料浪費，而且還影響產(chǎn)品質(zhì)量；反之，水合反應時間過長，影響經(jīng)濟效益。當反應溫度為 423473K、反應壓力為 時，反應時間為 2035min，甚至更短。 六、 生產(chǎn) 乙二醇 的 設備及反應器的選擇 主要設備有乙二醇 管式 反應器、 多效蒸發(fā)器 、乙二醇脫水塔、乙二醇精餾塔等。水合反應器的型式對水合反應的影響很大。因為在環(huán)氧乙烷水合生成乙二醇的同時 ，還發(fā)生復雜的連串副反應，可生成一系列高 碳 鏈的二元醇，而且其反應速度是生成乙二醇速度的 倍。對這樣的反應系統(tǒng)，若反應物料在反應器中發(fā)生 返 混現(xiàn)象，將會影響水合反應的產(chǎn)物分布，最終導致目的產(chǎn)物乙二醇收率下降。為了減少環(huán)氧乙烷與乙二醇的過度接觸，即減少水合反應器內(nèi)流體的 返 混現(xiàn)象，應使流體盡可能接近理想置換流型。 酒泉職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 11 第三章 生產(chǎn) 乙二醇的工藝流程 環(huán)氧乙烷加壓水合生產(chǎn)乙二醇的工藝流程如圖 1 所示。 圖 1 環(huán)氧乙烷加壓水合生產(chǎn)乙二醇的工藝流程 1水和反應器； 2效蒸發(fā)器再沸器； 3效蒸發(fā)器； 4二效蒸發(fā)器再沸器； 5二效蒸發(fā)器； 6真空蒸發(fā)器再沸器； 7真空蒸發(fā)器； 8脫水器； 9乙二醇精餾塔； 10乙二醇 回收塔 該工藝可分為水和反應、溶液蒸發(fā)、干燥和精餾四大工序。 一、 水和反應 乙二醇反應是在液相中進行的 ,反應在反應預熱器就已開始進行。