【正文】 pe of parison, ethylene glycol antimony has the advantages of low impurity content, easy preparation, high material utilization, to improve the quality of downstream products to reduce material consumptions and the advantages of the pollution of the environment, the performance is better than that of antimony trioxide and antimony acetate, is considered to be the final product of antimony topic using antimony trioxide as raw material, and then on the basis of the original experiment, enlarge of antimony ethylene glycol synthesis experiment, by selecting the appropriate reaction conditions, production equipment, design a reasonable technological process, the annual output of 2000 tons of ethylene glycol antimony production scale.Key words: Coal based glycol。Glycol antimony。我國乙二醇的產(chǎn)量沒有大幅增加，始終維持在世界總產(chǎn)量的10%左右，卻對于乙二醇的需求增長較快，因此乙二醇生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)聚酯產(chǎn)業(yè)的需求，需大量進(jìn)口[1]。因此，我國要實(shí)現(xiàn)乙二醇自給，必須依靠煤基乙二醇工藝的發(fā)展[2]。聚酯纖維，即聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維，已發(fā)展成為合成纖維的第一大類品種，聚酯纖維制作的服裝面料具有舒適、挺括、易洗及快干等特點(diǎn)，同時(shí)它還廣泛地用作包裝、工業(yè)絲以及工程塑料等原料[3]。目前,合成PET的催化劑主要有三氧化二銻、醋酸銻和乙二醇銻，其中，乙二醇銻是近年來國際上倍受推崇的最新一代聚酯用有機(jī)銻系催化劑，乙二醇銻作為PET催化劑，具有催化活性高、產(chǎn)品色相純正等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景日漸看好，具有極為廣闊的市場空間[4]。因此，加強(qiáng)對乙二醇銻的合成工藝和應(yīng)用研究，意義重大[5]。第一章 概述 煤基乙二醇的應(yīng)用 乙二醇是最簡單和最重要的脂肪族二元醇，也是一種重要的石油化工基礎(chǔ)有機(jī)原料，主要用于生產(chǎn)聚酯（包括聚酯纖維、瓶用包裝樹脂、薄膜等）、防凍劑，也用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑等，用途十分廣泛[6]。我國乙二醇年需求量已在700萬噸以上，由于產(chǎn)能低，近幾年的年進(jìn)口量達(dá)500萬噸[7]。40多年來，國內(nèi)外科技界和工業(yè)界一直在努力研究“煤制乙二醇技術(shù)”。經(jīng)過一個多月時(shí)間的單元試車、聯(lián)動試車和設(shè)備整改，于2009年12月7日打通了全流程，試車成功并生產(chǎn)出合格的乙二醇產(chǎn)品[8]。 我國在世界上率先實(shí)現(xiàn)煤制乙二醇成套技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，利用我國相對富產(chǎn)的煤炭資源替代目前的石油路線生產(chǎn)乙二醇，經(jīng)濟(jì)效益高，切合我國資源實(shí)際，將對我國的能源和化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重要積極的影響[10]。中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所憑借20多年的技術(shù)積累與企業(yè)聯(lián)手合作，成功開發(fā)了“萬噸級CO氣相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氫合成乙二醇”（簡稱“煤制乙二醇”）成套技術(shù)[11]。專家指出，“煤制乙二醇”技術(shù)路線符合我國缺油、少氣、煤炭資源相對豐富的資源特點(diǎn)。鑒定委員會專家在現(xiàn)場考察后認(rèn)為，萬噸級工業(yè)試驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定，具備了進(jìn)一步建設(shè)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)裝置的條件。目前全世界用石油乙烯生產(chǎn)的2000多萬噸乙二醇，若都以煤為原料進(jìn)行生產(chǎn)，那么，節(jié)省下來的石油相當(dāng)于新開發(fā)一個年產(chǎn)5000萬噸石油的大慶油田[12]。經(jīng)中國科學(xué)院和國家財(cái)政部批準(zhǔn)，中科院福建物構(gòu)所和上海金煤化工新技術(shù)有限公司已將全部煤制乙二醇技術(shù)入股通遼金煤化工有限公司，該企業(yè)正在內(nèi)蒙古通遼市建設(shè)全球首套年產(chǎn)20萬噸煤制乙二醇示范裝置，該項(xiàng)目是我國煤化工五大重點(diǎn)示范工程之一，預(yù)計(jì)今年年底前即可建成投產(chǎn)，未來五年內(nèi)將建成120萬噸生產(chǎn)規(guī)模，有望成為國內(nèi)最大的乙二醇生產(chǎn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)部分替代進(jìn)口[13]。尤其是近一二十年來，由于石油進(jìn)口快速增加，C1化學(xué)技術(shù)在我國發(fā)展很快，初步顯示了良好的應(yīng)用前景[14]。目前我國乙二醇的年生產(chǎn)能力為240萬噸，但年需求量在700萬噸以上，進(jìn)口量達(dá)500萬噸。隨著世界石油資源的日漸減少，開辟新的工藝路線成為當(dāng)務(wù)之急[15]?？紤]到我國的能源結(jié)構(gòu)是煤多油少，發(fā)展以C1化合物為原料制取乙二醇的路線，對于我國能源的合理利用、減少對石油的依賴、解決乙烯供應(yīng)量不足都具有極其深遠(yuǎn)的意義[16]。 第二章 聚酯催化劑乙二醇銻的合成方法及其應(yīng)用 聚酯催化劑乙二醇銻的合成方法 合成聚酯催化劑的方法 合成聚酯催化劑的方法有許多，原理都是三氧化二銻和乙二醇反應(yīng)生產(chǎn)乙二醇銻，合成乙二醇銻的方法主要有以下3種[18]： 三氧化二銻法 1958年。 醋酸銻法 1973年。 三氯化銻法 1997年，日本田中義雄發(fā)明了以SbCl3和煤制乙二醇為原料制取乙二醇銻的方法。由于醋酸銻法所用原料醋酸銻的價(jià)格比三氧化二銻的價(jià)格要高得多，致使乙二醇銻成本高，經(jīng)濟(jì)效益較差。三氯化銻法的產(chǎn)物中有雜質(zhì)，腐蝕性大，后處理繁瑣。上述種生產(chǎn)過程均需隔絕水分，以免乙二醇銻水解，影響產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)過專用的除渣除雜設(shè)備處理，然后對其溶液進(jìn)行質(zhì)檢，合格后可送聚酯裝置催化劑調(diào)配罐用于生產(chǎn)[19]。尤其是上世紀(jì)90年代以來，隨著PET消耗量的逐年增加，促使PET生產(chǎn)能力急劇擴(kuò)大，市場競爭激烈。 聚酯用新型催化劑乙二醇銻是根據(jù)國內(nèi)聚酯行業(yè)的發(fā)展，由大連第一有機(jī)化工廠自行開發(fā)研制。乙二醇銻是銻與乙二醇的絡(luò)合物，與國外專利比有所創(chuàng)新，其生產(chǎn)工藝為三氧化二銻與乙二醇在一定條件下合成，再經(jīng)除雜、過濾、濃縮、結(jié)晶、離心分離、真空干燥制得產(chǎn)品。 近兩年，國內(nèi)大型國產(chǎn)連續(xù)化聚酯裝置工程建設(shè)發(fā)展很快。濟(jì)南正昊聚酯有限公司為適應(yīng)“低成本，高質(zhì)量”的戰(zhàn)略，在大型連續(xù)化聚酯裝置上以乙二醇銻替代三醋酸銻作為反應(yīng)催化劑。從1999年開始，國內(nèi)的一些單位也開始在聚合裝置上小批量試用進(jìn)口乙二醇銻并對其進(jìn)行開發(fā)。為了提高質(zhì)量，降低成本，改善環(huán)境，現(xiàn)試用乙二醇銻催化劑[21]。與醋酸銻相比，乙二醇銻作催化劑使用量少，聚合工藝不變，聚酯切片的端羧基含量有所降低，切片的可紡性較好及質(zhì)量沒有明顯變化。在同樣的生產(chǎn)負(fù)荷下，分別使用醋酸銻和乙二醇銻作催化劑，酯化、預(yù)聚、終聚階段的主要工藝參數(shù)無明顯差異，兩者的催化性能及對反應(yīng)的影響無差別[22]。乙二醇銻是一種縮聚反應(yīng)高效催化劑，可提高縮聚能力，從而提高產(chǎn)量。乙二醇銻作為乙二醇的一種絡(luò)合物，不會使反應(yīng)系統(tǒng)引進(jìn)新的雜質(zhì)。從生產(chǎn)成本來看，因乙二醇銻的加入量比三氧化二銻多（加入量增加了23%），而價(jià)格也比三氧化二銻高（單價(jià)高62%），／t[23]。 第三章 反應(yīng)物與產(chǎn)物的性能、反應(yīng)原理及流程分子式：HO(CH2)2OH 分子量：冰 點(diǎn)： ℃ 沸 點(diǎn)：℃密度：相對密度(水=1)(20℃） 相對密度(空氣=1)外觀與性狀：無色、有甜味、粘稠液體 閃點(diǎn)：℃粘度：(16℃） 燃點(diǎn)：418℃用途：主要用于制聚酯滌綸，聚酯樹脂、吸濕劑，增塑劑，表面活性劑,合成纖維、化妝品和炸藥，并用作染料/油墨等的溶劑、配制發(fā)動機(jī)的抗凍劑,氣體脫水劑，制造樹脂、也可用于玻璃紙、纖維、皮革、粘合劑的濕潤劑。還可生產(chǎn)醇酸樹脂、乙二醛等，也用作防凍劑。分子式：Sb2O3 分子量：密 度： 熔點(diǎn)：655℃沸 點(diǎn)：1525℃ 折射率：外觀與性狀：白色結(jié)晶性粉末。無氣味。用以制備酒石酸銻鉀，釉彩，防火劑。三氧化二銻是應(yīng)用最早的阻燃劑，適用于環(huán)氧樹脂、聚氨酯、氯丁橡膠、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等，單獨(dú)使用時(shí)用量要大，阻燃效果差（除非阻燃物含鹵），當(dāng)與鹵素化物（）并用時(shí)則有良好的協(xié)同效應(yīng)，阻燃效果明顯提高。C沸 點(diǎn)：℃ 密度：～性　狀：白色結(jié)晶粉末。用途：乙二醇銻是一種聚酯生產(chǎn)所用的新型催化劑，較目前國內(nèi)使用的三氧化二銻、乙酸銻、干燥型乙二醇銻具有更加優(yōu)良的催化活性，可明顯加快縮聚反應(yīng)速度，改善聚酯切片的產(chǎn)品性能[25]。 生產(chǎn)工藝流程項(xiàng)目生產(chǎn)的產(chǎn)品為“結(jié)晶型乙二醇銻”，是三氧化二銻和乙二醇的螯合物白色微晶體，反應(yīng)式為： （21） 三氧化二銻與乙二醇在高溫、常壓條件下反應(yīng)，反應(yīng)后經(jīng)過濾除渣、冷卻結(jié)晶，最后離心甩干包裝出廠。三氧化二銻與乙二醇以質(zhì)量比1:6投料進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)，160190℃下常壓，并以活性炭作為催化劑反應(yīng)。待反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)完成，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)初步過濾，目的是除去反應(yīng)產(chǎn)物中夾雜的催化劑與微量未反應(yīng)的三氧化二銻，以保證產(chǎn)品的純度。結(jié)晶后的產(chǎn)品進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)行離心處理，經(jīng)離心后的白色晶體為乙二醇銻，離心后的上層母液為合格母液，可以直接與下次投料需要的乙二醇一起進(jìn)入反應(yīng)釜，對于與下層渾濁不合格母液經(jīng)過蒸餾除渣后也可與新的乙二醇一起進(jìn)入反應(yīng)釜。 進(jìn) 口質(zhì)量（kg）物質(zhì)的量（kmol） 出 口質(zhì)量 （kg）物質(zhì)的量（kmol）Sb2O3H2OHO(CH2)2OHHO(CH2)2OHSb2(OCH2CH2O)3反應(yīng)方程式: （21） 此熱量衡算采用鍵能計(jì)算的方法進(jìn)行的。每次反應(yīng)因化學(xué)鍵斷裂而吸收的能量為Q1=106kJ。每次反應(yīng)因化學(xué)鍵合成而釋放的能量Q2=－106kJ。 第五章 設(shè)備的設(shè)計(jì)及選型根據(jù)要求，一個夾套反應(yīng)釜主要有攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置、支座、人孔、工藝接管等一些附件構(gòu)成。攪拌裝置分為攪拌器和攪拌軸[28]。公稱直徑 mm直邊高 mm曲面高 mm容積 M3160025400，~液柱靜壓力因?yàn)?