煤制乙二醇的核心技术工艺
主要的煤制乙二醇工艺是“草酸酯法”,即以煤为原料,通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H2,其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯,再经与H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇的过程。
以惠生工程和天津大学共同研发的合成气制乙二醇技术为例,国内合成气制乙二醇技术主要包括以下特点及优势: a. 通过实验获得煤制乙二醇中涉及的非常见物质如亚硝酸酯、草酸酯的物化性质、热力学参数、溶解度、交互作用参数等重要物性数据;
b. 在草酸酯、碳酸酯、甲醇以及乙二醇、1,2-丁二醇等分离过程中的二元及多元交互参数; a. 两代草酸酯合成催化剂:
第一代传统颗粒型氧化铝负载的钯系催化剂(工业使用催化剂),钯负载量为0.6%wt左右,草酸酯选择性高达98.5%,催化剂时空收率大于700g/Lcat/h,寿命超过2年;
第二代整体型钯系催化剂,在保证催化剂性能的同时,钯负载量仅为0.15%wt,催化剂床层阻力大幅降低;
b. 草酸酯加氢催化剂:
高活性、高选择性、高稳定性的Cu/SiO2催化剂原粉的工业规模制备;
第一代片状加氢催化剂,具有高强度、高稳定性的特点;
第二代条形加氢催化剂(工业使用催化剂),经过4700小时寿命评价,催化剂草酸酯转化率100%,乙二醇选择性大于95%,时空收率大于300g/Lcat/h,起始温度185℃,平均温升频率在1.5℃/月,最高反应温度可达245℃,预计寿命超过1.5年。
第三代整体型加氢催化剂进一步消除外扩散影响,催化剂活性及稳定性均大幅优于第二代条形加氢催化剂。
c. 上述催化剂均以实现工程放大制备及生产,拥有百吨级催化剂生产线1条; a. 更高的草酸酯合成工艺压力,降低系统体积;草酸酯合成循环过程操作弹性大,亚硝酸酯回收率高达95%,NO补充量低;采用NO直接补充,过程更加稳定,副产硝酸钠,无废水排放;
b. 独有的低能耗聚酯级乙二醇产品分离方案:采用组分切割方式,仅使用4塔精馏即可获得聚酯级乙二醇产品,较传统乙二醇分离方案节能20%以上;
c. 更宽的原理规格要求:对于进料CO和H2要求更宽,浓度超过98%即可,对CO中CO2、CH4、N2,对H2中CO、CO2、CH4、N2均不做要求;
d. 草酸酯合成工艺路线产品多元化及草酸酯下游产品开发:目前正在开发的及已经开发成功的煤制乙二醇相关产品及工艺路线包括煤制燃料乙醇、合成草酸、碳酸二甲酯、碳酸二苯酯等;
e. 完备的分析监测方案:实现在线监测与工艺控制过程相结合,确保工艺稳定性的同时降低操作人员数量,避免人为操作失误带来的潜在危险。 天津大学拥有1批从实验室到中试再到示范工程的工程技术人员,可为企业提供详细而又安全的开车指导及技术支持服务;
惠生工程凭借其在EPCM以及生产方面的丰富经验能够提供业主完善的工程领域相关的服务以及煤气化、净化、分离部分的生产培训;
拥有千吨级及万吨级装置基地作为煤制乙二醇核心技术的培训基地。 自1987年开始长期连续的煤制乙二醇及相关基础研究工作,完备的从实验室小试、吨级模试、百吨级中试到万吨级示范工程的工程放大过程研究;
a. 国家九五科技攻关项目;
b. 国家十一五科技支撑项目;
c. 千吨级黄磷尾气生产草酸酯、草酸、乙醇项目;
d. 万吨级合成气制乙二醇项目; 已经获得的在催化剂、工艺、分离及相关技术方面的授权专利19项,PCT国际专利3项;
由CO气相偶联合成草酸酯的规整催化剂及其制备方法,ZL2010
用于草酸酯加氢制乙二醇的规整结构催化剂及其制备方法,ZL2010
CO低压气相合成草酸酯的催化剂及其制备方法 ,ZL2007
CO偶联制备草酸酯的方法 ZL2007
草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂及其制备方法,ZL 2007
气相法CO偶联再生催化循环制草酸酯 ,ZL96109811.2
用于醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法,ZL2012
醋酸酯加氢制乙醇的方法, ZL2012
用于草酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法与应用,ZL2011
制备甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯的方法,ZL02129213.2
负载型金属氧化物催化合成甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯,ZL02129212.4
以草酸酯和苯酚合成草酸二苯酯的方法,ZL2005
115至120摄氏度。
向反应器中通入乙炔,保持温度115至120摄氏度,待甲醛完全后转化后停止通乙炔,滤出催化剂,反应液经浓缩再结晶,可得结晶状丁炔二醇。
丁二醇原料目前已经在世界工业领域中受到了广泛的应用,是工业生产原料中应用率较高的一类,我们国家的经济在不断发展的同时,对工业原料的要求也越来越高。
丁二醇是在国内外的化学化工领域起着重要的作用,是一种非常有价值的有机精细化原料,是许多化工产品的必备原材料。
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丙烯乙二醇:CH2=C-CH3
就方程式来看 双键有还原性 不稳定 易燃
用于生产防冻液的,一种添加剂,也是香烟生产的一种原材料
乙二醇: OH OH OH
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CH3-CH-OH 或 CH2-CH2
石油加工后的产物 易燃
丙二醇: CH3—CH—CH2
∣ ∣ (4种统分异构体)
OH OH
无色粘稠稳定的吸水性液体,几乎无味无臭,易燃,低毒。与水、乙醇及多种有机溶剂混溶。丙二醇可用作不饱和聚酯树脂的原料,也是增塑剂、表面活性剂、乳化剂和破乳剂的原料。可用作防霉剂、水果催熟剂、防腐剂、防冻剂及烟草保湿剂
三种物品的羟基性质基本相同
缩聚反应
多元醇脱去氢原子,多元酸脱去羟基,形成链状高分子和若干水。
反应的条件:需要质子酸催化,有吸水剂。
左旋二丁醇和右旋二丁醇的混合物不能用蒸馏方法分开
[左旋丁二醇和右旋丁二醇——一对旋光异构体]何谓旋光异构体?旋光异构体又称对映异构体,是指一对成镜面对称且无法重合的物质,其结构中常常含有手性中心。手性和手性分子。人的左、右手互为实物与镜像,但彼此不能重合,手的这种特征在其它物质中也广泛存在,因此人们将一种物质不能与其镜像重合的特征称为手性(chrality)或手征性。具有这种特性的分子称为手性分子,手性分子都具有旋光性。不具有手征性的分子称为非手性分子,无旋光性。
[旋光异构体(对映体)的特征]对映体的内能是相同的。它们在非手性环境中的性质基本上也是相同的,例如熔沸点相同、在非手性溶剂中的溶解度及反应速率都相同、其旋光性也相同(不过方向相反)。
以乳酸为例:
系统命名 (S)-(+)-乳酸 (R)-(-)-乳酸
m.p. 53℃ 53℃
比旋光度 +3.82° -3.82°
(15℃,D线)
pKa(25℃) 3.79 3.79
[结论]由于旋光异构体的物化性质都极为接近,所以靠蒸馏是无法将左旋二丁醇和右旋二丁醇从其混合物中分离的。
PS:旋光性:其溶液能使平面偏振光偏转一个角度的性质。
区别:
1、化学式不同。
丙二醇:C3H8O2 丁二醇:C4H10O2 乙醇:C2H5OH
2、状态不同。
丙二醇和丁二醇均为无色粘稠状液体;乙醇为易燃易挥发的无色透明液体。
3、气味不同。
丙二醇近乎无味,细闻微甜;丁二醇无味;乙醇具有特殊香味,并略带刺激。
4、用处不同。
在化妆品中,丙二醇、丁二醇均可做保湿剂且具有一定的抑菌效果;乙醇不能做保湿剂。
此外:
丙二醇可用作不饱和聚酯树脂的原料.在化妆品、牙膏和香皂中可与甘油或山梨醇配合用作润湿剂。在染发剂中用作调湿、匀发剂,也用作防冻剂,还用于玻璃纸、增塑剂和制药工业。
丁二醇可用于有机合成,是聚酯树酯、醇酸树脂的原料,增塑剂的原料,聚氨酯涂料的原料,湿润剂和柔软剂,医药、染料的中间体,表面活性剂,塑化剂,吸湿剂,偶合剂,溶剂,食品添加及香味剂。
乙醇可用于制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%~75%的乙醇作消毒剂等,在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。
醇:
有机化合物的一大类,是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物。一般所指的醇,羟基是与一个饱和的,sp3杂化的碳原子相连。若羟基与苯环相连,则是酚;若羟基与sp2杂化的烯类碳相连,则是烯醇。酚与烯醇与一般的醇性质上有较大差异。
扩展资料:
化学反应
1、与金属反应
因为乙醇可以电离出极少量的氢离子,所以其只能与少量金属(主要是碱金属)反应生成对应的有机盐以及氢气:
结论:
(1)乙醇可以与金属钠反应产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。金属钠与水反应剧烈,钠熔化,气泡猛烈,反应生成的热,可使钠燃烧;而乙醇与金属钠的反应很缓慢,形状不怎么变化,气泡很缓慢,金属钠沉在溶液底下。
(2)活泼金属(钾、钙、钠等)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。醇的金属盐遇水则迅速水解生成醇和碱。
2、酯化反应
乙醇可以与乙酸在浓硫酸的催化并加热的情况下,发生酯化作用,生成乙酸乙酯(具有果香味;酒放得越久就越香就是因为乙醇被缓慢氧化成乙酸,然后发生酯化反应作用,生成乙酸乙酯)。反应为可逆反应:
反应中酸脱去羟基,醇脱去羟基上的氢,即“酸脱羟基醇脱氢”。
3、取代反应
乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。
通式:(X为卤素)
注意:通常用溴化钠和中等浓度的硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应,故常有红棕色气体(溴单质)产生。
参考资料:
百度百科-丙二醇
百度百科-丁二醇
百度百科-乙醇
丁二醇简称BDO,全称1,4-二羟基丁烷或丁撑二醇。纯净的BDO是一种无色,粘稠,油状液体。可燃,有吸湿性。熔点20.2℃,沸点228℃,能与水混溶,溶于甲醇、乙醇、丙酮,微溶于乙醚。
用途
丁二醇是一种重要的有机化工和精细化工原料,可生成多种衍生物如THF、PTMEG、GBL等。BDO及其衍生物可广泛应用于PBT塑料、氨纶、聚氨酯、制药、化妆品等领域。
灯使用丁二醇和乙二醇作为燃料,丁二醇和乙二醇和乙二醇的沸点都特别高,不象汽油,煤油这么容易汽化。低沸点的燃料,其持续不断的汽化吸热,使灯芯保持很低的温度,因此不会结碳。而高沸点的燃料,其汽化的温度很高,达不到汽化温度,就不会燃烧,长时间超过汽化温度,丁二醇和乙二醇在持续的高温下,就会结碳,使灯芯变黑。