《化工工艺与设备设计》草酸酯合成法工艺流程-1011-zsf.docxVIP

草酸酯合成法工艺流程 以煤制成合成气，再以合成气为原料制备乙二醇的技术，简称“煤制乙二醇”。是当今世界普遍关注的一项煤化工新工艺。具有成本低、能耗低、水耗低、排放低，适合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的资源特点。 我们全厂分为粉煤气化车间、空气分离车间和乙二醇合成车间三大车间，由于粉煤气化（我们采用航天炉技术）和空气分离技术已经十分成熟，我们不再进行重复设计；在本设计中只对乙二醇合成工艺进行详细设计。 我们采用了草酸酯合成法进行乙二醇合成，工艺流程图如下所示： 图1：乙二醇合成工艺方案 亚硝酸酯再生 反应器： 滴流床反应器：反应温度40℃~60℃；NO/O2为6:1；N2含量：50%；CH3OH/NO为3:1。 鼓泡塔反应器：反应温度30℃~35℃；NO/O2为5:1；流量操作区间大。 具体催化剂相关资料尚在搜寻中 一氧化碳氧化偶联合成草酸酯 双金属Pd 催化剂 以α-Al2O3 负载的Pd 系双金属气相催化反应为主。为了更加合理地分散钯颗粒以提高催化效率，可以使用Pd-Fe/α-Al2O3、Pd-Cu/α-Al2O3、Pd-CeO2/α-Al2O3等双金属催化体系，还可以加入第Ⅷ族金属盐溶液作为助剂。其中，催化剂的活性依赖于载体α-Al2O3 的孔容、孔径分布范围以及纯度，少量钠氧化物和γ-Al2O3 的存在会大大降低催化剂的活性，具有较大孔径和孔体积的载体能有效地分散Pd 颗粒、显著提高催化剂活性。 一氧化碳气相二步法合成乙二醇的研究，他们在CO常压催化偶联合成草酸用催化剂的研制方面，进行了原料配比和各种空速条件的研究，并优选了改进配比的Pd（2.0％）/α-Al2O3 催化剂在常压、n(CO)/n(CH3ONO)=1.5、温度为140 ℃、空速为3000h-l 的条件下，使草酸二甲酯的时空收率达到999 g/（L·h） 草酸酯催化加氢制取乙二醇 采用硅负载的铜基催化剂 1987年，美国UCC公司的Bartley等申请了草酸酯气相加氢制乙二醇的专利，采用了硅负载的铜催化剂[以Cu(NH4)xCO3为前体通过浸渍法制得，载体硅经过去离子处理]，在氢气压力为1～10MPa、反应温度为180～240℃、氢酯比为10～100、气相空速为5000～15000h－1 的操作条件下，乙二醇收率可达95%以上。 李振花等在草酸二乙酯气相催化加氢Cu-Cr催化剂的基础上，研制??不含Cr的铜基催化剂（含Cr催化剂对生态环境破坏比较严重，且不易回收），其中Cu/SiO2质量比为0.67、活化温度为350℃时催化剂效果最佳。并且得到该催化剂的最佳催化加氢工艺条件为：压力2～3MPa、温度210℃、氢酯比70、空速2～3g/(h·g催化剂）。 Thomas等对一系列草酸二乙酯气相加氢制乙二醇的铜基催化剂进行了研究，结果表明，经离子交换的Cu/SiO2催化剂能够有效地防止催化剂失活，使乙二醇的选择性达到85％。 李竹霞等采用铜基催化剂来考察草酸二甲酯气相催化加氢反应体系，得出该体系中Cu/SiO2催化剂的适宜还原温度为523～623K，提高氢酯比或反应压力可以提高乙二醇的选择性，氢酯比和反应压力的适宜组合均能得到较高的草酸二甲酯转化率和乙二醇选择性。 张启云等采用微型管式反应器研究了草酸二甲酯在Cu/SiO2催化剂上的加氢反应，得到较适合的反应条件为：压力2MPa，温度205～210℃，氢酯比80～100，草酸二甲酯空速10.0mmol/(g·h)。 黄当睦等完成了草酸二乙酯催化加氢制乙二醇的模试研究，结果表明在温度200～240℃、压力0.6～3.0MPa条件下，草酸二乙酯的转化率为99.8％，产率达到95.3％，催化剂连续运转1134h后活性和选择性仍无下降趋势。 载体硅可以提供良好的活性分散面，减少活性损失，载体的物理参数（平均孔径、孔体积、表面积）与催化体系的催化活性相关联，载体的预处理（去除铁离子、硫酸根以及碱 金属）可以有效提高催化剂活性。催化剂组分中的Cu2O和Cu与草酸酯加氢的反应活性相关，提高Cu2O的含量，可以提高催化剂的活性，并且Cu+决定了反应物的转化率，而Cu则决定着乙二醇的收率。