你好,你知道乙二醇和二乙二醇,丙二醇的生产工艺吗
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1.乙二醇的业化生产方法
目前,国内外乙二醇的工业生产方法主要是环氧乙烷直接水合法,虽然它工艺成熟,但水比大,能耗高,生产成本较高,为此人们又相继开发出环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法以及由合成气合成乙二醇等各种新的生产方法,其中环氧乙烷催化水合法和碳酸乙烯酯法被认为是今后乙二醇最有发展前景的工业化生产方法,是目前国内外研究开发的热点。
2.乙二醇工业化生产方法的研究进展
⑴环氧乙烷直接水合法
环氧乙烷直接水合法是目前国内外工业化生产乙二醇的主要方法,该工艺是将环氧乙烷(E0)和水按1∶20-22(摩尔比)配成混合水溶液,在管式反应器中于190-220℃、1.0-2.5MPa下反应,环氧乙烷全部转化为混合醇,生成的乙二醇水溶液含量大约在10%(质量分数)左右,然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到乙二醇及副产物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)等。混合醇中乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的摩尔比约为100∶10∶1,产品总收率为88%。不足之处是生产工艺流程长、设备多、能耗高,直接影响乙二醇的生产成本。
目前,环氧乙烷直接水合法的生产技术基本上由英荷壳牌、美国 Halcon-SD以及美国联碳三家公司所垄断。它们的工艺技术和工艺流程基本上相似,即采用乙烯、氧气为原料,在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下,乙烯直接氧化生成环氧乙烷,环氧乙烷进一步与水以一定物质的量比在管式反应器内进行水合反应生成乙二醇,乙二醇溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到乙二醇及其它副产品。此外,整个工艺还设置了与其生产能力配套的空分装置、碳酸盐的处理以及废气废液处理等系统。三家公司的专利技术主要区别体现在催化剂、反应和吸收工艺以及一些技术细节上。
⑵环氧乙烷催化水合法
针对环氧乙烷直接水合法生产乙二醇工艺中存在的不足,为了提高选择性,降低用水量,降低反应温度和能耗,世界上许多公司进行了环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术的研究和开发工作。其中主要有壳牌公司、联碳公司、莫斯科门捷列夫化工学院、上海石油化工研究院、南京工业大学等,其技术的关键是催化剂的生产,生产方法可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两种,其中最有代表性的生产方法是壳牌公司的非均相催化水合法和UCC公司的均相催化水合法。
⑶碳酸乙烯酯法
碳酸乙烯酯法合成乙二醇是由二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下反应生成碳酸乙烯酯(EC),碳酸乙烯酯再经水解制得乙二醇。该方法又可分为乙二醇和碳酸二甲酯(DMC)联产法和碳酸乙烯酯水解法两种生产方法。
①乙二醇和碳酸二甲酯联产法
该方法的主要过程分两步进行,首先是二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下合成碳酸乙烯酯,第二步是碳酸乙烯酯和甲醇(MA)反应生成碳酸二甲酯和乙二醇,两步反应都属于原子利用率100%的反应。
②碳酸乙烯酯水解合成法
美国Halcon-SD、联碳、日本触媒等公司于20世纪70年代后相继开发出碳酸乙烯酯水解合成乙二醇的工艺技术。Halcon-SD公司工艺首先由乙烯、氧反应生成环氧乙烷,经第一吸收塔和汽提塔后,在第二吸收塔内用含碳酸乙烯酯、乙二醇和碳酸化催化剂的溶液洗涤环氧乙烷蒸气,形成碳酸乙烯酯反应富液,然后进入碳酸化反应器中,通入二氧化碳,使环氧乙烷和二氧化碳在催化剂的作用下,于90℃和6.18MPa 压力下反应生成碳酸乙烯酯。碳酸乙烯酯从反应液中汽提后分层,上层回到第二吸收塔作为洗涤液,在下层的碳酸乙烯酯中加入水,在同一催化剂作用下水解生成乙二醇。Halcon-SD工艺的特点是开发了既适用于碳酸化又适用于水解反应的新型催化剂,乙二醇收率高达99%。另外,Halcon-SD公司在研究中发现,即使环氧乙烷中含有少量水分,仍能保证碳酸乙烯酯的高效中心,这就使环氧乙烷的纯化操作条件不至于过分苛刻,而且加成反应和水解反应可用同一种催化剂,避免了均相反应中催化剂回收难的难题。但由于碳酸乙烯酯水解制乙二醇需要大型的高压反应槽,且生产成本仍然较高,所以至今还没有实现工业化生产。
二乙二醇
二乙二醇即二甘醇,是由环氧乙烷与乙二醇作用而制造。 二甘醇主要来自于环氧乙烷(EO)水合生产乙二醇(EG)的副产物,在副产物中二乙二醇(二甘醇)含量约占8~9%、三乙二醇(三甘醇)占~1%、其余为更高分子量的聚乙二醇,而副产物生成量随着环氧乙烷和水的配比的变化而变化。近年来,随着国内大型乙二醇生产装置的相继建成投产,目前我国乙二醇生产能力已高达104~105万吨/年,那么二甘醇的产量增长就很快,估计约可达10万吨/年左右。随着即将建成投产的南海石化的32万吨/年乙二醇装置和不久上海石化的38万吨/年乙二醇装置也将建成,届时全国和上海地区的二甘醇产量将会进一步增长。因此,开发二甘醇的下游产品,做好二甘醇的综合利用,是极具有经济价值和市场潜力的项目。
在DMO合成系统中,新鲜一氧化碳和经压缩机加压的含锰循环气混合预热后进入装有Pd/AL2O3球形催化剂的管式反应器。
反应产物送至DMO洗涤系统,DMO、DMC等有机物用甲醇冷却洗涤。
甲醇送至DMO净化系统,气体循环进入锰再生系统和硝酸还原系统。10级II。DMO过程原理简介
与O2混合的反应气从MN再生塔底部进入,甲醇从再生塔顶部进入,大部分合成气进入DMO循环气压缩机压缩,少量气体送至尾气处理系统。
一、硝酸废气洗涤塔: 一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏,不锈钢是应用最广的耐硝酸材料,对常温下一切浓度的硝酸都有良好的耐蚀性,值得一提的是含钼的不锈钢(如316、316L)对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢(如304、321),有时甚至不如。而对于高温硝酸,通常采用钛及钛合金材料。
二、醋酸废气洗涤塔: 它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一,普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀,不锈钢是优良的耐醋酸材料,含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时,可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。
三、碱(氢氧化钠)废气洗涤塔: 钢铁广泛应用于80℃以下、30%浓度内的氢氧化钠溶液,也有许多工厂在100℃、75%以下时仍采用普通钢铁,虽然腐蚀增加,但经济性好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显优点,只要介质中容许少量铁份掺入不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢1.硫酸 作为强腐蚀介质之一,硫酸是用途非常广泛的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差别较大,对于浓度在80%以上、温度小于80℃的浓硫酸,碳钢和铸铁有较好的耐蚀性,但它不适合高速流动的硫酸,不适用作泵阀的材料;普通不锈钢如304(0Cr18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)对硫酸介质也用途有限。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁(铸造及加工难度大)、高合金不锈钢(20号合金)制造。氟塑料具有较好的耐硫酸性能,采用衬氟泵(F46)是一种更为经济的选择。
四、盐酸废气洗涤塔: 决大多数金属材料都不耐盐酸腐蚀(包括各种不锈钢材料),含钼高硅铁也仅可用于50℃、30%以下盐酸。和金属材料相反,绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的耐腐蚀性,所以内衬橡胶泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择。
五、氨(氢氧化氨)废气洗涤塔: 大多数金属和非金属在液氨及氨水(氢氧化氨)中的腐蚀都很轻微,只有铜和铜合金不宜使用。
六、盐水(海水)废气处理: 普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高,一般须采用涂料保护;各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率,但可能因氯离子而引起局部性腐蚀,通常采用316不锈钢较好。
七、醇类、酮类、酯类、醚类 常见的醇类介质有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等,酮类介质有丙酮、丁酮等,酯类介质有各种甲酯、乙酯等,醚类介质有甲醚、乙醚、丁醚等,它们基本没有腐蚀性,常用材料均可适用,具体选用时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性,在选择密封材料时避免出错。
分子量:187.87
CAS号:106-93-4
性质:常温常压下为具有挥发性的无色液体,有特殊甜味。凝固点9.79℃,
沸点为131.4℃,34℃(1.86kPa),
熔点9.9℃,
冰点-8.3℃,
相对密度2.1792,
折光率1.5387,
折射率1.5380,
粘度(20℃)1.727mPa·s,
表面张力(20℃)38.91mN/m,
蒸气压(20℃)1.133kPa。
常温下比较稳定,但在光照下能缓缓分解为有毒物质。
能与乙醇,乙醚、四氯化碳、苯、汽油等多种有机溶剂互溶,并形成共沸物,溶于约250倍的水。
有氯仿气味,能乳化。与液氨混合至室温会发生爆炸。
制备方法:1.乙烯溴化法
工业生产采用乙烯与溴进行非催化加成,反应速度随反应温度升高而增加,水蒸气的存在能加速反应的进行。排放尾气中含过剩乙烯和HBr,经洗涤塔用水洗涤脱HBr,再回收过剩乙烯。2.乙烷溴化法。3.乙二醇和溴氢酸反应法。
用途:用作乙基化试剂、溶剂;农业上用作杀线虫剂、合成植物生长调节剂;医药上用作合成二乙基溴苯乙腈中间体,溴乙烯、乙烯叉二溴苯阻燃剂;还用作汽油抗震液中铅的消除剂、金属表面处理剂和灭火剂等。车用汽油采用二溴乙烷与二氯乙烷的混合物以降低成本,而航空汽油,则用纯二溴乙烷。
2、对环境的影响
该物质对环境有危害,对大气臭氧层有极强破坏力。对哺乳动物和鸟类应给予特别注意。
一、健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:具有中度麻醉作用。对皮肤粘膜有刺激作用。重者可致肺炎和肺水肿。对中枢神经有抑制作用。可致肝、肾损害。
急性中毒:可有头痛、头晕、耳鸣、全身无力、面色苍白、恶心、呕吐,可死于心力衰竭。引起皮炎和结膜炎。
二、毒理学资料及环境行为
毒性:潜在致癌物。
急性毒性:LD50108mg/kg(大鼠经口);300mg/kg(兔经皮);LC500.384g/m3(大鼠吸入);人经口140mg/kg,致死。
亚急性慢性毒性:大鼠/兔吸入0.768g/m3×7小时/日×5日/周×6个月,实验动物死亡率较对照高存活动物和肺、肝、肾重量增加。
致突变性:微生物致突变:鼠伤寒沙门氏菌500nmol/皿;大肠杆菌20uL/皿。姊妹染色体交换:人淋巴细胞10nmol/L。
生殖毒性:大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):80ppm (24小时),致胎鼠死亡。大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0)对睾丸、附睾、输精管、性腺、尿道及雄性生育指数有影响。
致癌性:大鼠吸入20ppm×7小时/日×18月,肝细胞癌及肝血管肉瘤等。
危险特性:受高热分解产生有毒的溴化物气体。与强氧化剂接触可发生化学反应。
燃烧(分解)产物:溴化氢。
3、现场应急监测方法
4、实验室监测方法
气相色谱法《水和废水标准检验法》19版译文,江苏省监测中心
色谱/质谱法,美国EPA524.2方法
5、环境标准
美国 车间卫生标准 5ppm
美国(1981) 食物和饲料中容许残留限值 0.001mg/kg(大豆)
嗅觉阈浓度 26ppm
6、应急处理处置方法
一、泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并立即隔离150米,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
废弃物处置方法:用控制焚烧法,焚烧系统要安装洗涤器和贮灰装置。
二、防护措施
呼吸系统防护:空气中浓度超标时,应选择佩带自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护:戴安全防护眼镜。
身体防护:穿透气型防毒服。
手防护:戴防化学品手套。
其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,沐浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服。洗后备用。注意个人清洁卫生。
三、急救措施
皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。就医。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗,就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:饮足量温水,催吐,就医。
灭火方法:消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服。灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
乙二醇与二乙二醇的区别如下。
1、两者的分子式和分子量不同。
(1)乙二醇的分子式为(CH₂OH)₂ ,分子量为62。
(2)二乙二醇的分子式为C₄H₁₀O₃,分子量为106。
2、两者的密度和沸点不同。
(1)乙二醇的密度为1.1155g/cm3,沸点为197.3℃。
(2)二乙二醇的密度为1.1164g/cm3,沸点为245℃。
3、两者的熔点和闪点不同
(1)乙二醇的熔点为-12.9℃,闪点为111.1℃。
(2)二乙二醇的熔点为-10.5℃,闪点为143℃。
4、合成方法不同
(1)乙二醇的合成方法有氯乙醇法、环氧乙烷水合法、气相催化水合法以及甲醛法。
(2)二乙二醇的合成方法为用直接水合法 将环氧乙烷与水按1:8混合送入混合反应器,在150℃MPa下,反应40-60min,生成脱水塔进一步脱水。
塔底的乙二醇混合液送入乙二醇塔,塔顶可得99.8%以上的乙二醇。塔底液送入一缩精馏塔,在塔顶温度135-140℃,压力4.0KPa下,从塔顶得到一缩二乙二醇。
参考资料来源:百度百科-乙二醇
参考资料来源:百度百科-二乙二醇