間接法煤制乙二醇工藝甲醇的損失

牟建輝 鞠曉強(qiáng) 劉曉強(qiáng)

摘 要：間接法煤制乙二醇工藝有兩種基本工藝，一種是一步合成法，另一種是兩步合成法一步合成法不會(huì)導(dǎo)致甲醇消耗，但是兩步合成法的原料會(huì)用到甲醇，并且在制備過(guò)程中也會(huì)加入甲醇，因此，應(yīng)該減少甲醇損耗，促進(jìn)化工廠節(jié)能生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：間接法；乙二醇；甲醇損失

絕大多數(shù)化工廠都會(huì)通過(guò)間接法生產(chǎn)乙二醇，在應(yīng)用原料時(shí)都會(huì)用到甲醇。由于每年乙二醇的生產(chǎn)量大，甲醇采購(gòu)成本是化工廠的一大項(xiàng)支出，為了節(jié)省成本投入，節(jié)約能源，提高生產(chǎn)效率，需要研究間接法煤制乙二醇工藝，從中提取減少甲醇損失的方法，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

一、間接法煤制乙二醇工藝

1.合成亞硝酸甲酯

制備亞硝酸甲酯的反應(yīng)方程式是2NO+2CH，OH+1/202=2CH30NO+H：0 ，該項(xiàng)反應(yīng)是在酯化塔當(dāng)中進(jìn)行的，反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)用的氧氣是純氧，因此需要避免氧穿透，在這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，一氧化碳和氧氣同時(shí)存在，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一氧化氮，一氧化氮與H：O會(huì)促使生成硝酸，因此要保持一氧化氮的含量，使其保持在較高水平，一氧化氮含量越高，酯化反應(yīng)越快，從而減少二氧化氮和水的反應(yīng)，降低硝酸含量。

2.合成草酸二甲酯

合成草酸二甲酯的方程式是2C0+2CH，ONO=（COOCH，）二+2NO，該項(xiàng)反應(yīng)是羰化反應(yīng)，對(duì)于反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力以及催化劑都有一定程度的要求，并且需要嚴(yán)格控制比例。假如在反應(yīng)時(shí)一氧化氮及其他元素比例不合適，就會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)生過(guò)量的碳酸二甲酯。由于該反應(yīng)會(huì)放出巨大熱量，需要將熱量及時(shí)送出，可以在汽包和反應(yīng)器夾套之間設(shè)置泵，促進(jìn)夾套中的過(guò)熱水循環(huán)，提高散熱速度。

3.合成乙二醇

乙二醇合成反應(yīng)的方程式是（COOCH，）！+4H二=（C11二0t1）：+2CH，OH在該反應(yīng)中，需要有一定的壓力，并且對(duì)溫度和催化劑也有明確要求， 生成乙二醇的反應(yīng)比較溫和，反應(yīng)過(guò)程也較為簡(jiǎn)單，方便操作，但是氫氣的占有比例大幅度高于草酸二甲酯，所以一旦加入過(guò)量的氫氣，就會(huì)使EG變化成乙醇，因此在反應(yīng)過(guò)程中需要控制好溫度。

二、甲醇損耗的原因

從每個(gè)環(huán)節(jié)的反應(yīng)方程式中可以看出，乙二醇的制備是由一氧化碳、氧氣、氫氣反應(yīng)，生成乙二醇物質(zhì)，甲醇在整個(gè)制備過(guò)程中起到了橋梁的作用。從理論上來(lái)說(shuō)，甲醇沒(méi)有明確的消耗，但是實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生碳酸二甲酯，從而造成甲醇消耗。在草酸二甲酯的精餾過(guò)程中，會(huì)脫出甲醇和副產(chǎn)物，導(dǎo)致甲醇進(jìn)一步消耗。

1.制備草酸二甲酯時(shí)甲醇消耗

制備草酸二甲酯的過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)會(huì)生成碳酸二甲酯，這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CO + O2 + 4CH3OH 幑幐2CO（OCH3 ）2 + 2H2O通過(guò)計(jì)算，當(dāng)化工廠每生產(chǎn)一噸碳酸二甲酯時(shí)，需要消耗甲醇0.71噸。

2.草酸二甲酯精餾過(guò)程中甲醇消耗

經(jīng)過(guò)合成反應(yīng)生成的屬于粗草酸二甲酯，還需要進(jìn)一步地進(jìn)行精餾，經(jīng)過(guò)提純以后，再加入氫，生產(chǎn)出乙二醇。在進(jìn)行精餾時(shí)，要把粗草酸二甲酯中沒(méi)有經(jīng)過(guò)反應(yīng)的甲醇、粗碳酸二甲酯、輕餾等全部采出，得出精草酸二甲酯。

3.草酸二甲酯重組造成甲醇損耗

在草酸二甲酯制備乙二醇的過(guò)程中，需要在草酸二甲酯中加入氫，此時(shí)對(duì)草酸二甲酯的酸度要求很高，所以需要在精制時(shí)采出部分元素，進(jìn)行重組，從而降低草酸二甲酯酸度。在精制草酸二甲酯的過(guò)程中，采出重組的草酸二甲酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)是99.9%，需要選取草酸二甲酯進(jìn)行精餾，并調(diào)節(jié)好壓力。

4.乙二醇精餾采出水和乙醇造成甲醇消耗

草酸二甲酯在加入氫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，會(huì)生成乙二醇和甲醇，而甲醇又在生成草酸二甲脂中，充當(dāng)反應(yīng)物，因此需要進(jìn)一步回收利用，避免過(guò)量消耗。在草酸二甲酯中加入氫，產(chǎn)生的混合物成分是粗乙醇與粗甲醇，需要在下一步的精餾工段，將粗乙醇和粗甲醇分離開(kāi)，再進(jìn)行精制提純。

5.甲醇回收塔造成甲醇損耗

在草酸二甲酯精餾的過(guò)程中，由于操作原因或者氣候因素，會(huì)出現(xiàn)甲醇回收塔頂部回流罐溫度過(guò)高的情況，導(dǎo)致很多甲醇?xì)怏w聚集到吸收尾氣的塔中，并且形成廢水，被排放出去。這種甲醇回收塔造成的損耗也是不可忽視的，由于化工實(shí)驗(yàn)室每天都會(huì)生產(chǎn)大量成品，如果甲醇被排出的現(xiàn)象得不到控制，就會(huì)促使甲醇損耗，給公司帶來(lái)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

三、結(jié)束語(yǔ)

間接法煤制乙二醇是很多企業(yè)都在應(yīng)用的方法，該方法在實(shí)施中具有一定優(yōu)勢(shì)，但是由于工序復(fù)雜，不可避免的造成甲醇消耗，本文從間接法煤制乙二醇的步驟入手，分析了該方法制備乙二醇的各個(gè)環(huán)節(jié)，得出了甲醇消耗的原因。

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