1、 反应工艺及设备选型

乙二醇合成所采用的催化剂体系为Pd/Al2O3为催化剂体系，该催化剂在氢甲酞化反应条件下，与一氧化碳和氢气作用，生成催化剂活性组HRh(CO)-(TPP)3；该反应在气相中进行，反应温度为90—110℃,系统压力为1。8MPa，反应体系内，铑浓度为250—400ppm，三苯基膦(TPP)浓度为5%—15%(wt)；

主反应公式：

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

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

由反应条件可知，该反应为放热反应，且反应温度和压力的变化范围较小，这样对反应器的控制提出了较高的要求。为了提高反应的转化率和选择性，可以选择等体积的两反应釜串联。由于该反应放热较大，而温度变化控制范围较小，所以反应釜需要设计夹套，以便更好的换热。该反应为气液混合反应，气体需从反应釜底部通入，所以需要设计气体分布器和搅拌桨，以便达到充分混合反应。由上述工艺条件选型可确定选用鼓泡搅拌釜。

图 1。1  乙二醇合成反应釜示意图

2、 物料衡算及能量衡算

2。1物料衡算

基于乙二醇生产工艺，在使用Aspen Plus进行全流程模拟时，根据工艺本身将全流程分为合成工段和提纯工段。基于Aspen模拟结果，我们分别对两工段进行了物料和能量衡算。物料衡算是是以质量守恒定律为基础研究某一个体系内进出物料组成及质量的变化。其基本表达式为：

∑F0=∑D+A+∑B

式中：

F——输入体系的物料质量；

D——离开体系的物料质量；

A——体系内积累的物料质量；

B——过程损失的物料质量。

EG反应塔及EG分离塔的物料衡算表列于下表：

表3-1  EG反应器1物衡表

进  料 出  料

Temperature ℃ 40。0000 40。0000

Pressure Mpa 2。50000 2。5000

VaEGr Frac 0。0000 0。0000

Mole Flow kmol/h 8008。6535 7987。0821

Mass Flow kg/h 235419。0000 235376。5934

MassFrac/ EG 0。0000 0。08722825

Hydrogen Peroxid 16104。0000 3226。9405

Propene 30000。0000 14230。3913

1,2-Propylene Ox 2。1035 20531。4865

Water 37612。6093 44010。2852

1,2-Propanediol 0。0000 1616。2918

Methanol 151700。2544 151700。0000

Oxygen 0。0000 61。2135

Nitrogen 0。0000 0。0000

Tatal/kg 235419。0000 235376。5934

表3-2  EG分离塔1物衡表

出料

进料 塔顶 塔釜