1、高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：乙二醇生產(chǎn)裝置的工藝設(shè)計(jì)學(xué) 號(hào)：學(xué) 生： 聯(lián)系：指導(dǎo)教師：專 業(yè):高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書論文題目乙二醇生產(chǎn)裝置的工藝設(shè)計(jì)學(xué)生教學(xué)站專業(yè)班級(jí)容與要求乙二醇在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著極其重要的地位，是大宗有機(jī)化工產(chǎn)品。廣泛用于生產(chǎn)聚酯纖維、薄膜、容器瓶類等聚酯系列產(chǎn)品和汽車防凍劑，還可用于除冰劑、表面涂料、表面活性劑、增塑劑、不飽和聚酯樹脂以與合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工產(chǎn)品的原料，雖然乙二醇產(chǎn)品用途極廣，但國(guó)乙二醇的產(chǎn)量一直無法滿足國(guó)市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求，乙二醇自給率不足50%，有相當(dāng)?shù)牟糠中枰M(jìn)口，易受國(guó)際市場(chǎng)供求關(guān)系的影響。因此，發(fā)展和技術(shù)改造乙二醇工藝設(shè)置對(duì)我

2、國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義，隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以前那種單純?cè)龃笤虾湍茉吹南膩硖岣弋a(chǎn)量的做法已逐步被淘汰，繼續(xù)這種做法的企業(yè)已經(jīng)頻臨破產(chǎn)倒閉，現(xiàn)在只有依靠科技的力量，通過技術(shù)的改造來降低能源的消耗，同時(shí)使各種生產(chǎn)資源得到優(yōu)化的配置，才是擺脫困境最有效的方法。乙二醇工藝設(shè)計(jì)中，乙二醇的精制是整個(gè)工藝中核心部分。關(guān)系著乙二醇的產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，此設(shè)計(jì)以乙二醇的精制為核心和重點(diǎn)，經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算和論證，得到了肯定的結(jié)果。該技術(shù)具有世界共同發(fā)展趨向的節(jié)能性，是生產(chǎn)乙二醇工藝的重大突破設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間指導(dǎo)教師簽名學(xué)生簽名摘要:乙二醇在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著極其重要的地位，廣泛用于生產(chǎn)聚酯纖維、薄膜

3、、容器瓶類等聚酯系列產(chǎn)品和汽車防凍劑，但國(guó)乙二醇的產(chǎn)量一直無法滿足國(guó)市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求。因此，本設(shè)計(jì)以乙二醇精制為中心和重點(diǎn)，經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算和論證，得到了肯定的結(jié)果。關(guān)鍵詞：乙二醇；環(huán)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

4、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.- 18 - / 21高等教

5、育專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審查意見表- 3 -高等教育?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱意見表- 4 -摘要- 5 -前 言- 1 -第1章 文獻(xiàn)綜述- 2 -1.1乙二醇工業(yè)的發(fā)展12- 2 -1.1.1 世界乙二醇工業(yè)的概況2- 5 -第2章 生產(chǎn)工藝概述- 8 -2.1 產(chǎn)品說明- 8 -2.1.1 乙二醇的物理性質(zhì)- 9 -2.1.2乙二醇的化學(xué)性質(zhì)- 9 -2.1.3 乙二醇的毒性4- 10 -2.1.4 乙二醇質(zhì)量指標(biāo)- 10 -2.2.1 物理性質(zhì)- 11 -2.2.2 化學(xué)性質(zhì)- 11 -2.3 乙二醇的生產(chǎn)方法- 11 -2.3.1 氯乙醇法- 11 -2.3.2 二氯乙烷法- 11 -2

6、.3.3 環(huán)氧乙烷水合法- 12 -2.4 乙二醇的工藝流程- 12 -2.4.1 乙二醇的反應(yīng)- 12 -2.4.2多效閃蒸與乙二醇濃縮- 13 -2.4.3乙二醇脫水- 13 -2.4.4 乙二醇排放回收- 13 -2.4.5 乙二醇精制- 13 -第三章結(jié)論- 16 -參考文獻(xiàn)- 17 -結(jié)束語(yǔ)- 18 -辭- 19 -前 言乙二醇在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著極其重要的地位，是大宗有機(jī)化工產(chǎn)品。廣泛用于生產(chǎn)聚酯纖維、薄膜、容器瓶類等聚酯系列產(chǎn)品和汽車防凍劑，還可用于除冰劑、表面涂料、表面活性劑、增塑劑、不飽和聚酯樹脂以與合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工產(chǎn)品的原料，雖然乙二醇產(chǎn)品用途極廣，但國(guó)乙二醇

7、的產(chǎn)量一直無法滿足國(guó)市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求，乙二醇自給率不足50%，有相當(dāng)?shù)牟糠中枰M(jìn)口，易受國(guó)際市場(chǎng)供求關(guān)系的影響。因此，發(fā)展和技術(shù)改造乙二醇工藝設(shè)置對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義，隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以前那種單純?cè)龃笤虾湍茉吹南膩硖岣弋a(chǎn)量的做法已逐步被淘汰，繼續(xù)這種做法的企業(yè)已經(jīng)頻臨破產(chǎn)倒閉，現(xiàn)在只有依靠科技的力量，通過技術(shù)的改造來降低能源的消耗，同時(shí)使各種生產(chǎn)資源得到優(yōu)化的配置，才是擺脫困境最有效的方法。 乙二醇工藝設(shè)計(jì)中，乙二醇的精制是整個(gè)工藝中核心部分。關(guān)系著乙二醇的產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，此設(shè)計(jì)以乙二醇的精制為核心和重點(diǎn)，經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算和論證，得到了肯定的結(jié)果。第1章 文獻(xiàn)綜述1.1

8、乙二醇工業(yè)的發(fā)展12乙二醇是最簡(jiǎn)單和最重要的脂肪族二元醇，它在有機(jī)化工生產(chǎn)中是一種重要的基本原料，尤其廣泛用于聚酯纖維、聚酯塑料的生產(chǎn)。在汽車、航空、儀表工業(yè)的冷卻系統(tǒng)中，它是抗凍劑的重要成分。在溶劑、潤(rùn)滑劑、軟化劑，增塑劑和炸藥的生產(chǎn)中也有多種用途。乙二醇是由Wurtz于1859年首次用氫氧化鉀水解乙二醇二乙酸酯制得的。第一次世界大戰(zhàn)期間，人們利用乙二醇的二硝酸酯能降低甘油凝固點(diǎn)的特性來代替甘油生產(chǎn)炸藥。本世紀(jì)20年代，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，抗凍劑的需求猛增，導(dǎo)致了乙二醇供不應(yīng)求。當(dāng)時(shí)是采用氯乙醇皂化法生產(chǎn)乙二醇。50年代中期，聚酯樹脂的開發(fā)成功和投入生產(chǎn)，再度刺激了乙二醇工業(yè)的發(fā)展，由石油化

9、工基本原料乙烯或環(huán)氧乙烷的氧化、水解制乙二醇的方法開始占據(jù)主導(dǎo)地位。70年代，在經(jīng)歷了石油能源危機(jī)之后，人們又試圖尋求以天然氣或煤替代石油制備乙二醇的方法，并取得了重大突破。由此可見，乙二醇的生產(chǎn)技術(shù)主要有以石油產(chǎn)品和以天然氣(或煤)制得合成氣為原料的兩條途徑。目前研究的煤制氣合成乙二醇技術(shù)路線主要有三種（如圖2所示）。煤制氣直接合成路線甲醇甲醛路線草酸酯路線乙二醇圖2 煤造氣合成乙二醇的三種主要技術(shù)路線其中，直接合成法具有理論上最佳的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其反應(yīng)方程式如下：Cat.2CO + 3H2HOCH2CH2OH但此反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下屬于Gibbs自由能增加的反應(yīng)，G500k= 6.60104J/m

10、ol，熱力學(xué)上受限制，在溫和條件下很難進(jìn)行，需要催化劑和高溫高壓條件。上世紀(jì)70年代，美國(guó)UCC公司采用銠催化劑，反應(yīng)壓力高達(dá)300MPa；80年代反應(yīng)壓力降至50MPa，溫度降至230，但是選擇性和轉(zhuǎn)化率仍很低。時(shí)至今日，直接法所取得的進(jìn)展還不足以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，進(jìn)一步緩和反應(yīng)條件并提高催化劑的選擇性和活性仍是主要的難點(diǎn)。間接合成法效益則由于路線各異，取得的進(jìn)展各不一樣，其中甲醇甲醛路線研究的比較多，主要有甲醇脫氫二聚法、乙二醇氧化偶聯(lián)法、羥基乙酸法、甲醛縮合法、甲醛氫甲?；ǖ?，但是這些方法研究的還不夠深入，離工業(yè)化尚有很長(zhǎng)距離。貴金屬催化劑草酸酯法的研究最為深入，分兩步進(jìn)行，CO與亞硝酸酯氣

11、相催化合成草酸酯，再由草酸酯加氫得乙二醇。該方法先利用醇類與NO反應(yīng)生成亞硝酸酯，在貴金屬催化劑上與CO羰基合成得到草酸二酯，草酸二酯再經(jīng)催化加氫制得乙二醇。主要的反應(yīng)如下：草酸酯合成 2CO + 2RONO (COOR)2 + 2NO銅基催化劑反應(yīng)尾氣的再生 2NO + 1/2O2 + 2ROH 2RONO + H2OCat.草酸酯加氫制乙二醇 (COOR)2 + 4H2 (CH2OH)2 + 2ROH總反應(yīng)式為： 2CO + 4H2 + 1/2O2 (CH2OH)2 + H2O煤制氣經(jīng)草酸酯合成乙二醇新技術(shù)中涉與三項(xiàng)關(guān)鍵催化劑，分別為：（1）高濃度CO氣源中選擇性脫氫催化劑（2）草酸酯合成

12、催化劑（3）草酸酯加氫制乙二醇催化劑其中，選擇性脫氫催化劑主要用于脫除草酸二甲酯合成原料氣CO中少量的H2，采用變壓吸附制得的高濃度CO氣中還存在少量H2，而H2對(duì)草酸二甲酯合成催化劑會(huì)產(chǎn)生毒化作用，導(dǎo)致催化劑活性衰退，影響合成反應(yīng)的進(jìn)行，故要求將CO原料氣中H2脫除至10010-6（vol）以下，通常采用催化燃燒加O2脫氫的方式，但又要求避免CO與O2的副反應(yīng)發(fā)生，脫氫選擇性要求較高。草酸酯工藝路線最早由美國(guó)聯(lián)合石油公司于1966年提出，此后研究的重點(diǎn)一直圍繞著上述三種催化劑展開。1978年，日本宇部興產(chǎn)公司在草酸酯合成催化劑PdCl2-CuCl2上進(jìn)行了改進(jìn)，選用了PdC催化劑，并引入了亞

13、硝酸酯，解決了原方法的腐蝕問題，提高了草酸酯的收率。該公司建成了一套6000ta草酸二丁酯工業(yè)裝置，初步實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。1986年美國(guó)ARCO公司首先申請(qǐng)了草酸酯加氫制乙二醇工藝專利，并開發(fā)了Cu-Cr系加氫催化劑，乙二醇收率為95%，同年宇部興產(chǎn)與UCC聯(lián)合開發(fā)了Cu-Si系催化劑，乙二醇收率為97.2%。國(guó)從上世紀(jì)70年代末期就開始了CO催化合成草酸酯與其衍生物產(chǎn)品草酸、乙二醇的研究。大學(xué)許慧根等開發(fā)了草酸二乙酯合成催化劑和草酸二乙酯加氫催化劑，加氫催化劑乙二醇選擇性為80%左右，據(jù)報(bào)導(dǎo)已進(jìn)行了一氧化碳?xì)庀啻呋悸?lián)合成草酸酯1000h模試穩(wěn)定性考察和百噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)，但加氫制乙二醇部分的工業(yè)試

14、驗(yàn)未見報(bào)道。華東理工大學(xué)肖文德、偉等也開發(fā)了草酸二甲酯合成催化劑和草酸二甲酯加氫催化劑，草酸二甲酯轉(zhuǎn)化率95%，乙二醇選擇性可達(dá)90%，并與焦化廠合作申請(qǐng)了一種生產(chǎn)草酸二甲酯并聯(lián)產(chǎn)碳酸二甲酯的工藝專利。中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所庚申等人從1978年開始從事草酸酯工藝的研究，是國(guó)最富成效的研究單位，他們采用與日本宇部興產(chǎn)公司類似的技術(shù)，利用脫氫凈化后的一氧化碳，與亞硝酸酯在貴金屬催化劑作用下，常壓和140左右氣固相催化反應(yīng)合成草酸酯，同時(shí)草酸酯加氫催化劑采用Cu-Cr系催化劑，文獻(xiàn)報(bào)道草酸酯轉(zhuǎn)化率99.8%，乙二醇選擇性達(dá)95.3%。他們與江丹化集團(tuán)、金煤化工新技術(shù)合作開展了300噸乙二醇/年中試

15、和萬噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)，在世界上率先實(shí)現(xiàn)了全套“煤制乙二醇”技術(shù)路線和工業(yè)化應(yīng)用，取得了一項(xiàng)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界首創(chuàng)技術(shù)。技術(shù)的進(jìn)步永無止盡，“煤制乙二醇”作為一項(xiàng)全新的技術(shù)更需要不斷完善，特別是三項(xiàng)關(guān)鍵催化劑的主要指標(biāo)還需進(jìn)一步改進(jìn)提高，工藝還需進(jìn)一步優(yōu)化，產(chǎn)品還需提高質(zhì)量，達(dá)到聚合級(jí)的要求。我所開發(fā)的煤制氣合成聚合級(jí)乙二醇新技術(shù)采用了經(jīng)草酸二甲酯合成乙二醇的技術(shù)路線，該路線的優(yōu)點(diǎn)在于1）羰基合成反應(yīng)條件溫和，易于控制；2）亞硝酸甲酯相對(duì)較穩(wěn)定；3）加氫產(chǎn)物中草酸二甲酯與乙二醇易分離。該新技術(shù)中三項(xiàng)關(guān)鍵催化劑的開發(fā)工作歷時(shí)三年半，在廣泛文獻(xiàn)、實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，緊緊抓住催化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性

16、等主要指標(biāo)，開發(fā)出了TH-5選擇性脫氫催化劑、HDMO-1草酸二甲酯合成催化劑和HEG-1草酸二甲酯加氫催化劑。以三項(xiàng)催化劑為核心，結(jié)合先進(jìn)的工業(yè)反應(yīng)器、先進(jìn)的工藝和高效的分離技術(shù)，我們的目標(biāo)是在300-1000噸乙二醇/年中試裝置的基礎(chǔ)上開發(fā)出國(guó)際先進(jìn)的煤制氣合成聚合級(jí)乙二醇成套新技術(shù)。1.1.1 世界乙二醇工業(yè)的概況2世界EO/EG技術(shù)進(jìn)展主要可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)。 1.EO/EG裝置向更大型化發(fā)展。近年來新建的EO裝置規(guī)模均在200 kt/ Y以上，并具備240kt/Y規(guī)模單臺(tái)EO反應(yīng)器的制造能 力，并將建成少量大規(guī)模(480kt/Y以上)EO裝置。 2. EO催化劑將向高活性和高選擇性兩方

17、面發(fā)展?，F(xiàn)有的EO/ EG裝置由于反應(yīng)工藝和反應(yīng)器傳熱條件的限制，將傾向于使用高活性系列催化劑，尤其是1997年開發(fā)成功的5863高活性催化劑。對(duì)一些新建的裝置或擴(kuò)能(考慮增加反應(yīng)系統(tǒng))的老裝置，將會(huì)優(yōu)先考慮選用高選擇性的催化劑。 3.尋求廉價(jià)乙烯原料。尋求廉價(jià)乙烯原料并建立EG與乙烯的聯(lián)合生產(chǎn)已成為開發(fā)的熱點(diǎn)。 4. EO催化水合技術(shù)將得到工業(yè)應(yīng)用。EO催化水合技術(shù)的開發(fā)解決了通常EG生產(chǎn)量耗能這一問題，并可降低約15%的裝置總投資?？梢灶A(yù)見，Shell公司的EO催化水合專利技術(shù)不久將推向工業(yè)化。1.1.2 我國(guó)乙二醇行業(yè)的概況3在國(guó)乙二醇市場(chǎng)供需方面，由于聚酯工業(yè)迅速發(fā)展，乙二醇消費(fèi)量明顯

18、上升。1995一2001年間我國(guó)乙二醇消費(fèi)量年平均增長(zhǎng)率為23.11%,2002年我國(guó)消費(fèi)量為3 .0199 Mt，比2001年又增長(zhǎng)25 .6%。然而，為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，每年仍有大量進(jìn)口。目前我國(guó)80%的乙二醇用于聚酯生產(chǎn)，8%用于防凍劑，12%用于其它方面。預(yù)計(jì)到2005年末我國(guó)聚酯生產(chǎn)能力將達(dá)到8 .80 Mt/ Y左右。若按生產(chǎn)1t聚酯需0 .37 t乙二醇計(jì)算，2005年用于聚酯的乙二醇為3 .256 Mt，再加上其它消費(fèi)量估計(jì)達(dá)4 .26 Mt。如國(guó)燕山石化300 kt/ Y裝置于2003年底投產(chǎn)，江的揚(yáng)子石化300 kt/ Y和廣東惠的南海石化300 kt/ Y生產(chǎn)裝置均于

19、2005年投產(chǎn)，屆時(shí)國(guó)乙二醇總生產(chǎn)能力也僅2 .006 Mt/ Y，即使這些裝置全部滿負(fù)荷運(yùn)行仍有2 .254 Mt的缺口，因而，除考慮進(jìn)口乙二醇外，現(xiàn)有裝置仍需挖潛改造才能滿足市場(chǎng)需求。綜上所述，乙二醇作為重要有機(jī)化工原料和聚酯單體，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的發(fā)展和國(guó)計(jì)民生，尤其是人們的衣著有著十分密切的關(guān)系。隨著我國(guó)進(jìn)入全面小康社會(huì)，發(fā)展我國(guó)的乙二醇工業(yè)勢(shì)在必行。發(fā)展乙二醇工業(yè)關(guān)鍵在于發(fā)展具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，除加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有引進(jìn)技術(shù)的消化吸收外，應(yīng)該加強(qiáng)科技投入，加快環(huán)氧乙烷催化水合工藝的技術(shù)開發(fā)，使小試成果盡快經(jīng)中試轉(zhuǎn)入產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)密切關(guān)注日本三菱化學(xué)經(jīng)碳酸乙烯酯工業(yè)化結(jié)果，以進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)

20、乙二醇工業(yè)的科技進(jìn)步。表12006年我國(guó)乙二醇主要生產(chǎn)廠家情況kt/a生產(chǎn)廠家名稱生產(chǎn)能力環(huán)氧乙烷技術(shù)來源備注燕山石油化工公司80SD氧氣法1998年7月擴(kuò)產(chǎn)石油化纖公司60UCC氧氣法1989年前為Huls空氣法石油化工公司60Shell氧氣法2000年擴(kuò)產(chǎn)石油化工公司159SD氧氣法1996年投產(chǎn),2002年擴(kuò)產(chǎn)石油化工40SD氧氣法1996年投產(chǎn)揚(yáng)子石油化工公司262SD氧氣法1999年擴(kuò)產(chǎn)石油化工股份公司225SD氧氣法2002年擴(kuò)產(chǎn)石油化工公司100Shell氧氣法1996年投產(chǎn)聯(lián)合化學(xué)42Shell氧氣法1996年投產(chǎn)獨(dú)山子石油化工公司50SD氧氣法1996年投產(chǎn),2002年擴(kuò)產(chǎn)揚(yáng)

21、子-巴斯夫300BASF工藝2005年投產(chǎn)中海殼牌石油化工3202006年2月投產(chǎn)合計(jì)1698表2 近年來我國(guó)乙二醇生產(chǎn)能力和供需狀況kt年份產(chǎn)能產(chǎn)量開工率，%進(jìn)口量表觀消費(fèi)量1998858749.787327.710721999894843.894566.914102000894907.5102104919562001100481381159723802002115610108720042908200311761010862037337620041176112796339145182005137811011034000510120061840156010040605620表3我國(guó)乙二醇裝置擴(kuò)

22、產(chǎn)明細(xì)表kt/a公司名稱新建能力投產(chǎn)時(shí)間石油化工股份3802007年第1季度燕山石化公司3002006年江太倉(cāng)602006年揚(yáng)子石油化工公司1802007年初石油化纖公司2002007年第3季度石油化工公司1002007年四川乙烯3602009年鎮(zhèn)海煉化6502009年乙烯4202009年第2章 生產(chǎn)工藝概述2.1 產(chǎn)品說明中文名稱乙二醇圖1 乙二醇的球棍模型英文名稱 Ethylene glycol 別名 甘醇 分子式 C2H6O2；結(jié)構(gòu)式：HOCH2CH2OH 分子量 62.07 熔點(diǎn) -13.2沸點(diǎn)：197.85密度 相對(duì)密度(水=1)1.1155(20）；相對(duì)密度(空氣=1)2.14 2

23、.1.1 乙二醇的物理性質(zhì)乙二醇俗稱甘醇，常溫下是無色透明的粘稠狀液體，稍有甜味，有一定毒性，其發(fā)揮性小，閃點(diǎn)高，吸濕性超過甘油，微溶于乙醚，能以任意比例與水相混合，能大大降低水的冰點(diǎn)。當(dāng)含鐵雜質(zhì)時(shí)其變黃或棕色（受熱等條件下變成棕色）2.1.2乙二醇的化學(xué)性質(zhì)乙二醇是最簡(jiǎn)單、最常用的二元醇，具有一元醇的性質(zhì)。脫水反應(yīng)乙二醇在硫酸存在下，可以發(fā)生分子間脫水而生成乙二醚。在一定條件下也可以分子間脫水生成醛在烷基或堿作用下，互相作用生成醚酯化反應(yīng)有機(jī)酸酯化單羰酸與乙二醇反應(yīng)，在一樣克分子比下，生成單酯或乙二酯：乙二醇于某些有機(jī)二元酸（對(duì)苯二甲酸）順丁烯二酸和乙二酸等生成性結(jié)構(gòu)的樹脂與結(jié)苯二甲酸反應(yīng)（

24、TPA法）與對(duì)苯二甲酸二酯反應(yīng)（DMT法）2.1.3 乙二醇的毒性4急性中毒表現(xiàn)為中樞神經(jīng)損害，急性腎功能衰竭、肺損害表現(xiàn)。乙二醇中毒后期改變主要是乙二醇體代產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的乙醇醛、乙醇酸、水合乙醛酸與草酸引起腎臟、肺臟與視神經(jīng)損害表現(xiàn)。對(duì)視神經(jīng)損害其機(jī)理不明，可能是乙二醇代產(chǎn)物(毒性更強(qiáng))直接視神經(jīng)毒性所致;此外，同時(shí)有急性腎衰與肺損害。出現(xiàn)酸中毒、低氧血癥改變，使視網(wǎng)膜節(jié)細(xì)胞缺氧與代障礙所致。是可逆性損害。2.1.4 乙二醇質(zhì)量指標(biāo)純度：99.8%雜質(zhì)：總?cè)?.001%（以乙二醛計(jì)）；水分0.05%；酸度0.001%（以乙二酸計(jì)）；灰份0.001%，氯化物0.0001%.2.1原料說明環(huán)氧乙

25、烷 分子式C2H4O 分子量為44.052.2.1 物理性質(zhì)環(huán)氧乙烷又叫氧化乙烯，是無色具有烯烴芳香味的有刺激性氣味，環(huán)氧乙烷是極易燃的，并與空氣形成爆炸性混合物，即使在缺氧條件下加熱也可引起爆炸危險(xiǎn)。在空氣中爆炸極為3100%，能以任何比例與水、乙醇、醚以與多數(shù)有機(jī)溶劑混合，沸點(diǎn)為10.6，在低于10.6或壓力下為無色液體，在流動(dòng)狀態(tài)下易揮發(fā)，由于反應(yīng)性很活潑，貯藏保管都有要特別注意。2.2.2 化學(xué)性質(zhì)環(huán)氧乙烷是三元環(huán)、化學(xué)性質(zhì)很活潑，其環(huán)易于破壞而發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)。2.3 乙二醇的生產(chǎn)方法2.3.1 氯乙醇法乙烯經(jīng)次氯酸化可得氯乙醇，氯乙醇在堿性介質(zhì)中水解即得EG。2.3.2 二氯乙烷法

26、由乙烯和氯氣在1 ,2一二氯乙烷介質(zhì)中氯化可得1 ,2一二氯乙烷，乙烷在堿性介質(zhì)中水解成EG。本法收率約85%，美國(guó)早期曾采用此法進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。氯乙醇法、二氯乙烷水合法現(xiàn)在有些國(guó)企業(yè)還在用此法進(jìn)行EG生產(chǎn)，但由于此方法有設(shè)備腐蝕、反應(yīng)條件高等問題，已逐漸被其它方法所取代。2.3.3 環(huán)氧乙烷水合法此法分為催化水合法和直接水合法，水合在常壓或加壓下進(jìn)行。常壓水合通常是以稀硫酸為催化劑，但副產(chǎn)較多。此法耗用酸，有設(shè)備腐蝕問題，因此工業(yè)上多采用無催化劑的加壓水合法。加壓水合法是在150一180和1 .4一3. 0 MPa壓力下進(jìn)行。增加壓力和提高溫度可以提高EG的產(chǎn)率，但副產(chǎn)物一縮乙二醇，二縮乙二醇

27、與高聚物的量也有所增加，即EO轉(zhuǎn)化為EG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(yīng)，一般主副產(chǎn)品控制比例為:乙二醇:一縮乙二醇:二縮乙二醇一100: 10: 1(重量比)，實(shí)際上EG在水中的含量?jī)H為10%，因而增加了濃縮的能耗。此法由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，成為最早工業(yè)化的生產(chǎn)方法之一。以乙烯為原料經(jīng)環(huán)氧乙烷水解生產(chǎn)乙二醇方法，EO水合工藝成熟，技術(shù)完善，工業(yè)生產(chǎn)中多數(shù)采取此種方法。本設(shè)計(jì)也采用此種方法。2.4 乙二醇的工藝流程2.4.1 乙二醇的反應(yīng) 乙二醇反應(yīng)是在液相中進(jìn)行的,長(zhǎng)管式反應(yīng)器為環(huán)氧乙烷完全水解提供所需的停留時(shí)間。反應(yīng)在混合噴嘴和反應(yīng)預(yù)熱器就已開始進(jìn)行。在乙二醇

28、反應(yīng)器中繼續(xù)進(jìn)行絕熱反應(yīng)。生成乙二醇的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此含有過量的水和乙二醇的產(chǎn)品離開反應(yīng)器時(shí)溫度升高。 需要保證足夠的壓力使反應(yīng)系統(tǒng)保持液相。氣相EO在反應(yīng)器中基本上不反應(yīng)，因此應(yīng)避免EO汽化。如果進(jìn)料中EO含量減少，乙二醇產(chǎn)品中MEG組分比例將增加，隨之被閃蒸出去的水份也會(huì)增加。乙二醇的循環(huán)會(huì)增加多乙二醇產(chǎn)品的比例，降低MEG產(chǎn)品的最終產(chǎn)量。2.4.2多效閃蒸與乙二醇濃縮通過多效閃蒸把水蒸發(fā)掉，回收乙二醇反應(yīng)器產(chǎn)品中的乙二醇。乙二醇反應(yīng)器產(chǎn)品閃蒸塔的再沸器由中壓蒸汽供熱。塔頂蒸汽作為下一步閃蒸即第一濃縮塔再沸器的熱源。第一濃縮塔頂蒸汽又作為第二濃縮塔再沸器的熱源。從乙二醇反應(yīng)器產(chǎn)品閃蒸塔

29、塔釜來的乙二醇溶液作為第一濃縮塔進(jìn)料，在這里被濃縮。C401與C402每一塔頂有一小股回流以減少乙二醇在塔頂餾出物中的含量，回流液來自清潔凝液閃蒸罐。2.4.3乙二醇脫水第二濃縮塔釜液進(jìn)入乙二醇脫水塔C-404中，脫水塔在真空下操作，基本上把剩余的水分全部脫除。粗乙二醇由脫水塔塔釜泵送到乙二醇精制部分。脫水塔C-404進(jìn)料有以下物流組成：乙二醇第二濃縮塔塔液，MEG塔頂產(chǎn)物，乙二醇排放閃蒸塔塔頂產(chǎn)物和MEG循環(huán)塔塔頂產(chǎn)物。這些物料在塔進(jìn)料管線的上游混合。脫水塔的操作壓力可使塔頂蒸汽在一定的溫度、壓力條件下，能用冷卻水冷凝下來，一部分塔頂冷凝液作為脫水塔的回流，其余部分的凝液送到污水處理系統(tǒng)。2

30、.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排放閃蒸塔C-406中減壓閃蒸，從塔頂回收水和乙二醇，少量有機(jī)鹽與二乙二醇從塔釜排至V113或X023。EG排放閃蒸塔從乙二醇排放液中可回收98%的MEG。2.4.5 乙二醇精制為了防止在很低的溫度下操作發(fā)生產(chǎn)品熱裂解,乙二醇精制部分的塔都在真空下操作。最高的塔釜溫度設(shè)計(jì)為176。由于泄漏空氣中的氧氣可以使產(chǎn)品發(fā)生氧化生成醛類等氧化產(chǎn)物，降低產(chǎn)品質(zhì)量，因此塔和它們的附屬設(shè)備要最大限度地防止空氣泄漏。由于受到塔允許壓力降的限制，所以使用具有較低壓力降的填料Mellapak250Y的填料。液體在這兩種型式的填料上滯留量較少。塔

31、氣體負(fù)荷的波動(dòng)會(huì)很快地影響到產(chǎn)品的組成，因此用塔的溫度與再沸器蒸汽流量串級(jí)調(diào)節(jié)塔的熱量輸入，以保證塔的溫度穩(wěn)定和塔的氣相負(fù)荷穩(wěn)定。C501塔的回流是通過回流罐的液位和流量的串級(jí)調(diào)節(jié)來控制。為防止固體顆粒在塔填料上的聚積，每個(gè)塔釜泵出口都有40um的筒式過濾器，這樣在正常操作條件可以通過經(jīng)常更換過濾器來保持系統(tǒng)清潔。從脫水塔來的粗乙二醇進(jìn)入MEG塔，MEG產(chǎn)品從塔頂側(cè)線采出。塔頂蒸汽在158和28KPa的條件下，上升至熱虹吸型冷凝器E-501被冷凝。從蒸汽冷凝閃蒸罐（V-401）來的清潔冷凝液在E501管程產(chǎn)生0.3MPa的公用工程級(jí)蒸汽。為了使MEG在真空系統(tǒng)中損失最小，在回流罐V-503頂部

32、安裝了一個(gè)用冷卻水換熱的放空冷凝器E-502。微量的水和其它輕組分經(jīng)真空系統(tǒng)離開塔。精制的MEG是在精餾段下采出，并冷卻到45，DEG含量小于500ppmwt。為了避免MEG產(chǎn)品吸收水分，貯存時(shí)MEG產(chǎn)品要N2封。塔釜溫度164，壓力30.7KPa。2.5 生產(chǎn)設(shè)備主要設(shè)備有乙二醇反應(yīng)器、三效閃蒸塔、乙二醇脫水塔、乙二醇精餾塔等。圖7乙二醇反應(yīng)器第三章 結(jié)論乙二醇在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著極其重要的地位，是大宗有機(jī)化工產(chǎn)品。廣泛用于生產(chǎn)聚酯纖維、薄膜、容器瓶類等聚酯系列產(chǎn)品和汽車防凍劑，還可用于除冰劑、表面涂料、表面活性劑、增塑劑、不飽和聚酯樹脂以與合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工產(chǎn)品的原料，雖然乙二

33、醇產(chǎn)品用途極廣，但國(guó)乙二醇的產(chǎn)量一直無法滿足國(guó)市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求，乙二醇自給率不足50%，有相當(dāng)?shù)牟糠中枰M(jìn)口，易受國(guó)際市場(chǎng)供求關(guān)系的影響。因此，發(fā)展和技術(shù)改造乙二醇工藝設(shè)置對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義，隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以前那種單純?cè)龃笤虾湍茉吹南膩硖岣弋a(chǎn)量的做法已逐步被淘汰，繼續(xù)這種做法的企業(yè)已經(jīng)頻臨破產(chǎn)倒閉，現(xiàn)在只有依靠科技的力量，通過技術(shù)的改造來降低能源的消耗，同時(shí)使各種生產(chǎn)資源得到優(yōu)化的配置，才是擺脫困境最有效的方法。乙二醇工藝設(shè)計(jì)中，乙二醇的精制是整個(gè)工藝中核心部分。關(guān)系著乙二醇的產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，此設(shè)計(jì)以乙二醇的精制為核心和重點(diǎn)，經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算和論證，得到了肯定的結(jié)果

34、。該技術(shù)具有世界共同發(fā)展趨向的節(jié)能性，是生產(chǎn)乙二醇工藝的重大突破。參考文獻(xiàn)1偉，希良國(guó)乙二醇研究述評(píng) 2007，3(7):88-952羅東曉乙二醇入其應(yīng)用技術(shù)分析 2008，28(1):134-1363勇強(qiáng)，白泉，正敏關(guān)于發(fā)展乙二醇(DME)燃料的探討J中國(guó)能源，2006(3):29-324逢進(jìn)，馬亮乙二醇的制造與其燃燒應(yīng)用J 2002(2):235-2385衛(wèi)平乙二醇生產(chǎn)工藝概述CHEMICAL ENGINEERING DESIGN，2008，18（2）6黎漢生，任飛，王金福漿態(tài)床一步法乙二醇產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究開發(fā)進(jìn)展J化工進(jìn)展，2004，(9)7徐美同，王立華乙二醇生產(chǎn)工藝技術(shù)的比較燃料與化工

35、，2008，(5):55-578正國(guó)乙二醇(DME)生產(chǎn)技術(shù)與傳統(tǒng)工藝優(yōu)化改造J2002，21(3):1-39費(fèi)，王一兆乙二醇的生產(chǎn)工藝與其特點(diǎn)J 2003，24(1):57-5910王，新強(qiáng)化工產(chǎn)品手冊(cè)(有機(jī)化工原料)化學(xué)工業(yè)，20084:8611玉英，黃鳳廉，常貴，柴誠(chéng)敬：化工原理M，科學(xué)技術(shù)2006年版。12英南，玉蘭：常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)M，華東理工大學(xué)2005年版。13柴誠(chéng)敬，國(guó)維，阿娜：化工原理課程設(shè)計(jì)M，科學(xué)技術(shù)1994年版。14國(guó)庭，煥章，黃文煥，群：化工設(shè)計(jì)概論M，化學(xué)工業(yè)2008年版15刁玉瑋，王立業(yè)，喻健良：化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)M，理工大學(xué)2006年版。16光啟，馬連湘，杰：化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)有機(jī)卷M,化學(xué)工業(yè)2002年版。17光啟，馬連湘，杰：化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)無機(jī)卷M,化學(xué)工業(yè)2002年版。結(jié)束語(yǔ)歷時(shí)近一個(gè)多月的查閱文獻(xiàn)、計(jì)算數(shù)據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我增長(zhǎng)了不少實(shí)際的知識(shí)，也在大腦中