用反应蒸馏法水合环氧乙烷生产乙二醇工艺模拟-北京化工.PDF

第 29 卷 第 1 期 北 京 化 工 大 学 学 报 Vol. 29 , No. 1 2002 年 JOURNAL OF BEIJ IN G UN IV ERSIT Y OF CHEMICAL TECHNOLO GY 2002 用反应蒸馏法水合环氧乙烷生产乙二醇工艺模拟 刘宏伟 　屈一新 　汪文川 (北京化工大学化学工程学院 , 北京 　100029) 摘 　要 : 对反应蒸馏法水合环氧乙烷生产乙二醇的工艺进行了模拟 。结果表明 ,工艺进料的水与环氧乙烷之摩尔 比由以往的 15～22 ∶1 降至 3 ∶1 ,且其转化率接近 100 % ,选择性达 9858 % 。研究了水与环氧乙烷摩尔比、回流比、 塔压等对生产结果的影响 。 关键词 : 反应蒸馏 ; 环氧乙烷 ; 水合 ; 乙二醇 ; 模拟 中图分类号 : TQ028. 13 ; TQ031. 5 　　乙二醇是重要的化工原料 。多年以来 , 只有两 应精馏塔为筛板塔 ,其总的理论板数为 8 块 ,塔上部 种制造乙二醇的方法具有工业价值 。第一个方法为 的进料口为第 2 块板 ,塔中部的进料口为第 4 块板 。 环氧乙烷水合 。第二个方法是使甲醛与一氧化碳反 反应精馏塔的进料为水与环氧乙烷的混合物 ,其摩 应 ,继之以初步反应物加氢 。前者由于生产流程短 , 尔比 y 为 3 ∶1 ,塔底为反应混合物出料 。整个塔所 是 目前乙二醇较常采用的方法[1 ,2 ] 。 有的塔板上均发生反应 ,无明显的反应区和非反应 环氧乙烷水合又分为两种 ,常温下用酸作催化 区之分 。 剂水合和无催化加压水合 。用硫酸作催化剂 ,环氧 反应精馏塔塔釜采出液进入一个普通精馏塔 , 乙烷和水在室温下就能发生反应而生成乙二醇 。这 将其中大量的水分离 ,水由塔顶出 , 目标产物由塔底 ) 产出。利用这一流程 , 以年产 10 万 t 乙二醇为 一方法在工业上获得应用 ,但存在较大缺点 :1 硫酸 对设备有腐蚀 ;2) 反应后中和硫酸生成的硫酸盐在 例[4 ] ,在 Aspen Plus 上进行了该流程的模拟 。反应 乙二醇提浓和精馏时在设备表面结垢 ,影响热的传 精馏塔操作压力 p 为 08 MPa 。水与环氧乙烷的 导和塔的正常操作 ,硫酸盐的脱除亦比较困难 ;3) 乙 摩尔比 y 为 3 ∶1 。 二醇与硫酸生成的酯不易和乙二醇分离 。这些缺点 抵消了在低温常压下操作的优点 。其他酸及离子交 换树脂或者碱亦可用 ,但都有较大缺点难以在工业 上大量应用 。 工业上发展起来并大量推广的是环氧乙烷无催 化加压水合 ,通称加压水合 。为提高反应速度 ,操作 温度一般控制在 150～200 ℃, 压力控制在 08 ～ 图 1 　环氧乙烷水合流程示意图 2 0 MPa[3 ] 。目前世界上用环氧乙烷生产乙二醇技 Fig. 1 　Flow diagram of hydration process of water 术基本上是采用大量的水与环氧乙烷反应 ,其水与 and ethylene oxide 环氧乙烷的摩尔比高达 15～22 ∶1 。得到的反应产 物大致为乙二醇 90 5 % 。 2 　结果及讨论 1 　工艺简介 2 1 　水与环氧乙烷之比对转化率的影响