草酸二甲酯制乙二醇的工艺流程.doc

【二】工艺技术
(一）工艺原理
本项目以煤制合成气为原料，采用草酸酯法生产乙二醇。
首先CO气相催化反应合成中间产品草酸二甲酯，然后草酸二甲酯催化剂加氢生产乙二醇。合成气间接法生产乙二醇的主要反应包括一氧化碳(CO）与亚硝酸甲酯(MN）生成草酸二甲酯(DMO)的羰化反应，草酸二甲酯加氢生成乙二醇（EG)的反应，一氧化氮、氧气和甲醇生成亚硝酸甲酯的酯化再生反应，亚硝酸钠、硝酸反应生成一氧化氮。具体过程如下：
1、原料气制备
低压煤气化制一氧化碳
2C+O2=2CO
间歇法制半水煤气,再经高变低变制得氢气
C+H2O=CO+H2
CO+H2O=CO2+H2
2、草酸二甲酯合成
CO气相偶联合成草酸二甲酯（DMO）由两步化学反应组成.
首先为CO在催化剂的作用下，与亚硝酸甲酯反应生成草酸二甲酯和NO，称为偶联反应，反应方程式如下:
2CO+2CH3ONO=(COOCH3)2+2NO
其次为偶联反应生成的NO与甲醇和O2反应生成亚硝酸甲酯,称为再生反应，反应方程式如下：
2NO+2CH3OH+1/2O2=2CH3ONO+H2O
生成的亚硝酸甲酯返回偶联过程循环使用。总反应式为：
2CO+1/2O2+2CH3OH=（COOCH3）2+H2O
3、草酸二甲酯加氢制取乙二醇
草酸二甲酯加氢是一个串联反应，首先DMO加氢生成中间产物乙醇酸甲酯（MG）,MG再加氢生成乙二醇。主反应方程式如下：
(COOCH3)2+4H2=(CH2OH）2+2CH3OH
(二)工艺步骤
金煤化工煤制乙二醇自主技术主要工艺包括七个步骤：
第一是氨与空气在氨氧化炉内高温氧化得到氨氧化物；
第二是氨氧化物与甲醇、氧气氧化酯化生成亚硝酸甲酯；
第三是工业一氧化碳原料气体的催化脱氢HYPERLINK”http://coalchem.anychem.com/sng/tech/purify"\o"净化"净化；
第四是亚硝酸甲酯与一氧化碳氧化偶联生成草酸二甲酯;
第五是草酸二甲酯催化加氢生成乙二醇;
第六是乙二醇混合物的精馏；
第七是尾气循环使用和消除污染排放.
【三】工艺总流程

第一步，原料气的制备、净化及变换
1、一氧化碳气体的制备，通过空分制得氧气与炉内煤反应制得炉气，炉气经脱硫净化送到下一工序；
2、氢气的制备，通过间歇制气法制得半水煤气,炉气经脱硫净化，接着进行高温变换和低温变换，制得氢气。
第二步,一氧化碳原料气的再净化处理
从合成气净化装置出来的一氧化碳原料气,采用催化氧化技术除去氢和氧,最后以分子筛脱水。再按一定比例混入普氧或空气，并送入载有催化剂的固定床反应器中，催化反应同时除去所含的氢气和氧气。
其催化剂是负载有铂族金属或它们的盐的载体催化剂.金属主要是铂、钯或铂-钯合金。其盐可以是硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、草酸盐、醋酸盐、卤化物及其络合物等.金属含量为载体重量的0.05％-5%。载体可采用硅胶、浮石、硅藻土、活性碳、分子筛及氧化铝等物质。反应温度在50-400℃,最好在80—250℃.接触时间在0.5—10s。最后再导入分子筛床层常温脱水。气体中所含氮、二氧化碳、甲烷、氩不必除去。净化后气体中有害杂质含量控制在硫化物≤1.15mg/kg(1。15ppm)，NH3≤200mg/kg(200ppm),H2≤100mg/kg（100ppm),O2≤1000mg/kg（1000ppm），H2O≤100mg/kg（100ppm）。该混合气体即可作为合成草酸酯的一氧化碳原料气。
第三步，草酸酯的合成
将净化后的一氧化碳原料气与亚硝酸酯混合，其含量(体积分数)为：一氧化碳为25％—90％，亚硝酸酯为5%-40％,导入装有以氧化铝作载体的钯催化剂的列管反应器中进行催化反应.金属含量为载体中的0.1%-5％,接触时间为0.1—20s。反应温度为80-200℃。反应产物经冷凝分离后得草酸酯。
第四步,尾气再生
将分离了草酸酯的反应尾气导入再生塔，按NO与O2分子比为4.1：6.5,配入氧气氧化，按醇与NO的分子比为2-6送入20%以上的醇水溶液接触反应,控制塔温在相应酯的沸点以上,分离醇的水溶液循环使用。当醇的浓度低于20%时,更换新的醇液。
第五步,亚硝酸酯的回收
将再生塔得到的亚硝酸酯气相导入冷凝分离塔，控制温度在相应酯的沸点以上，将亚硝酸酯气体中的醇和水进一步分离，其大部分亚硝酸酯(含未反应气体)送回合成塔循环使用,另小部分转入压缩冷凝塔处理。
第六步，非反应气体的排放
将含有非反应气体的亚硝酸酯导入压缩冷凝塔，控制冷凝温度在-20—40℃，压力在0.5-4MPa，使亚硝酸酯完全液化回收.经气化后再导入合成塔循环使用，不凝气体主要是氮气和少量的甲烷、氩、一氧化碳、一氧化氮,放空排除。
第七步，草酸二甲酯加氢
在反应器中装填40—60目的催化剂,并在反应器两