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煤制乙二醇的工艺流程设计(3)

时间:2022-09-05 21:18来源:毕业论文
1。3 碳一路线合成乙二醇 20世纪70年代,随着石油危机的冲击,人们开始认识到石油资源的有限性,使得碳一化工得到了高速发展,碳一化工,即以非石化

1。3 碳一路线合成乙二醇

    20世纪70年代,随着石油危机的冲击,人们开始认识到石油资源的有限性,使得碳一化工得到了高速发展,碳一化工,即以非石化的化工原料生产、合成各种化工产品和燃料。由于该法符合我国相对来说富煤少油的特点,因此,发展碳一化工对我国具有很重要的现实意义。

    碳一路线合成乙二醇主要 分为直接法、间接法[5]。

1。3。1 合 成 气 直接合成法

    直接合成法化学反应方程式为:

2CO + 3H2 = HOCH2OH

就理论而言,由合成气直接合成乙二醇是一种最直接,最有效率的路线,该工艺最关键的在于催化剂的选择。1947年美国DuPount公司使用钴催化剂合成气直接合成了EG,但是该反应对对催化剂的条件要求非常苛刻,即使在高温、高压的条件下EG的转化率也很低。20世纪70年代国外的UCC公司使用铑催化剂合成乙二醇,由于反应条件和催化剂的原因未能得到普及[6]。所以,由合成气直接合成乙二醇至今未大规模使用。文献综述

1。3。2 合 成 气 间接合成 法

    合成气间接合成乙二醇,该反应条件温和,能耗相对较低,兼顾了技术性和经济性,是国内目前煤制乙二醇主要采用的方法。本文重点介绍的即为这种方法。

图 1   煤制乙二醇的基本工艺流程图

首先为一氧化碳与CH3ONO在催化剂存在的条件下,反应生成 (COOCH3)2 和NO,称为偶联反应,反应方程式如下:

2CO + 2CH3ONO = (COOCH3)2 + 2NO

其次为反应生成的NO与CH3OH和O2反应生成CH3ONO ,称为再生反应,其反应方程式如下:

2NO + 2CH3OH + 1/2O2 = 2CH3ONO + H2O

生成的CH3ONO 可以循环,参与到偶联反应中。总反应式为: 

2CO + 1/2O2 + 2CH3OH = (COOCH3)2 + H2O

(COOCH3)2加 H2生成 MG,MG再加 氢 生成乙二 醇 。主反应方程式如下:

(COOCH3)2 + 4H2 = (CH2OH)2 + 2CH3OH

草酸甲酯法制乙二醇的原料为CO、O2、NO、H2和醇类等,其反应原理为NO和O2和CH3OH生成CH3ONO,然后CH3ONO与CO反应生成(COOCH3)2,最后草酸二甲酯(COOCH3)2与氢气(H2)反应生成乙二醇(CH2OH)2[7]。

2 煤制乙二醇生产工艺流程

2。1 亚 硝 酸 甲 酯 生成阶段

2NO + 2ROHO = 2RONO + H2O

生成亚硝酸甲酯(RONO)的是一个气~液反应,不需要使用催化剂,该反应时间很短。一般来说,可用CH3OH或者CH3CH2OH,用甲醇会生成RONO,用乙醇会生成亚硝酸乙酯,更普遍的是采用甲醇来制备RONO,也有用乙醇来制备亚硝酸乙酯。由于亚硝酸甲酯的热稳定性更好,反应的效率更高,而且产物草酸二甲酯在常温下的固体状态有利于运输,因此,采用甲醇来制备亚硝酸甲酯更具有可行性[8]。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

2。2 草酸二甲酯生成阶段

                   2CO + 2RONO = (COOR)2 + 2NO

CO和RONO在钯催化剂的作用下发生羰基反应,生成(COOR)2和NO[9]。在该反应中,生成物一氧化氮可以参与到亚硝酸甲酯的制备中,这也是整个反应过程的一个循环流程。

2。3 乙二醇的生成阶段

                (COOR)2 + 4H2  = (CH2OH)2 + 2CH3OH

(COOR)2在铜~铬催化剂作用下加氢生成(CH2OH)2和CH3OH,其中,甲醇可以循环使用——可作为亚硝酸甲酯的生成过程中的反应物,这是该流程中的另一个循环。

    总的来看,该反应为:2CO + 4H2 =(CH2OH)2 + H2O

反应并不会消耗亚硝酸酯和醇类,NO与H2来自于合成气的分离和提纯。 煤制乙二醇的工艺流程设计(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_99044.html

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