催化水合法制备乙二醇的方法，包含以下步骤：用含有碳酸乙烯酯、均匀型催化剂的乙二醇水溶液ＥＣ／ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ吸收ＥＯ气体；所述吸收得到的ＥＣ／ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ／ＥＯ溶液大部分与ＣＯ↓［２］发生酯化反应得到ＥＣ／ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ溶液循环使用；吸收得到的ＥＣ／ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ／ＥＯ吸收富溶液剩余部分与水发生水解反应同时进行水合反应得到ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ／ＤＥＧ溶液；通过蒸馏得到乙二醇产品。环氧乙烷的水合及碳酸乙烯酯的水解的条件是，水的总量与环氧乙烷和碳酸乙烯酯总量的比１至５倍摩尔量；反应温度为６０～２００℃；压力０．１０～３．０ＭＰａ；反应时间５～２４０分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种环氧乙烷水合制备生产乙二醇的生产方法，更具体地说涉及一 种基于降低能耗的催化水合法生产乙二醇的方法。
技术介绍
乙二醇(Ethylene Glycol, EG),有时为了与相关同系物二乙二醇(Diethylene Glycol, DEG)，三乙二醇(Triethylene Glycol, TEG)和多乙二醇区分，又称单乙 二醇(Monoethylene Glycol, MEG),作为大宗有机化工产品，广泛用于生产聚 酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产品和汽车防冻剂，还可用作除冰剂、表面涂 料、表面活性剂、增塑剂、不饱和聚酯树脂以及合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等 化工产品的原料。以环氧乙烷(EO)为原料水合生产乙二醇，是用环氧乙垸和水在一定条件下反应 生成乙二醇，主要有非催化水合与催化水合两种工艺。目前工业规模生产乙二醇的唯一方法是非催化水合工艺，亦称直接(加压)水 合法，为了减少副产物二乙二醇、三乙二醇等多乙二醇，该工艺使用水和环氧乙烷 摩尔比(简称水比)为22 25: 1的原料，在管式反应器中，于130 200°C， 1.5 3.5MPa的条件下反应10 30min，直接液相加压水合反应制得乙二醇，同时副产 DEG禾口TEG等，环氧乙烷的转化率为100%，(单)乙二醇的选择性为89% 卯％。 生产工艺中需设置多个蒸发器，消耗大量的能量用于蒸发反应产物中85% (wt)以 上的水份，该工艺最大的缺点是能耗大，且造成工业废水量大。为了降低能耗，同时近年来，资源与能源的匮乏推动了环氧乙烷/乙二醇 (EO/EG)生产新技术的研发热潮，国内外各大公司与研究单位竟相开展了环氧乙 烷催化水合生产乙二醇的工艺研究。催化水合法生产乙二醇工艺的研究开发可以分为以下三个历程，发展于上世纪 70年代的均相催化水合法由于需要进行均相催化剂(CAT)的分离工作而搁置下来 作为第一历程。然后第二历程一直是占主导地位的非均相催化水合法，具有代表性 的专利文献有JP57-139026、 WO97/33850、 RU2002726、 US4760200、 CN1282310A、 CN1565735A、 CN1566049A、 CN1618514A等，所采用的典型的非均相催化剂是含 有钼酸盐、碳酸盐、卤素离子酸式的阴离子交换树脂、固体酸等，水和环氧乙烷的 摩尔比可降到10: 1以下，MEG的选择性可达到 98%，而且该方法具有不需分 离催化剂的优点，但该类催化剂都或多或少地存在树脂溶胀、活性组份流失及反应 移热困难等问题，故至今未有工业化报道。第三历程是螺旋发展到近来研究较热的 均相催化水合法，具有代表性的专利文献有WO85/04406、GB2083026A、 JP59-82325、 US4967018等公开的均相催化剂为V03、 W03、 (PPN)2Mo04、 (PPM)2Mo04等有机金属配合物；JP60 89439、 JP62 126144、 US4937393 、 CN1237481A等介绍的均相催化剂为甲酸、乙酸、丙酸等羧酸盐及杂多酸盐；这些 催化剂或有一定的毒性、或要添加大量的C6H5CH3、 C2H2C12、 C6H6等助剂，水和 环氧乙烷的摩尔比可降到10: 1以下，但MEG的选择性只有88 94%;此外， JP56-90029、 JP57-106631、 GB2098985A、 US4400559、 US4508972等公开的一种间 接均相催化水合法，它是用环氧乙烷和二氧化碳为原料先酯化反应合成碳酸乙烯酯 (EC)后，EC再与水发生水解反应制备乙二醇，水和环氧乙烷的摩尔比可降到5: 1以下，MEG的选择性可达到 98%，其中具有代表性的三菱化学公司于20世纪 末在中国申请的CN116]320A专利介绍了较详细的工艺溜程，.歩骤(1):其中，乙 烯氧化所得气体中的环氧乙烷被吸收到主要含碳酸乙烯酯和乙二醇的吸收溶液中；步骤(2):其中，在碳酸酯化催化剂存在下吸收溶液中的环氧乙垸与二氧化碳反应； 步骤(3):其中，在水解催化剂存在下吸收溶液中产生的碳酸乙烯酯的一部分进行 水解，剩余部分的碳酸乙烯酯循环作为吸收溶液；和步骤(4):其中，通过蒸馏由水解产物回收乙二醇。该工艺用EC/EG/H20/CAT溶液将€2114氧化得到的反应气体 中含有的 2mol。/。EO吸收下来与C02在碳酸乙烯酯EC反应塔中发生酯化反应得到 碳酸乙烯酯溶液，大部分循环吸收使用，小部分与水在碳酸乙烯酯水解塔中发生水 解反应得到EG/H20/CAT溶液后，进行精馏分离得到乙二醇EG产品与CAT残液， 水和环氧乙烷的摩尔比可降到2: 1以下，从工艺过程与能耗比较来看，CN1161320A 专利描述的工艺省去了水洗、解吸等过程，简化了工艺流程、有效地降低了能耗。 但直接用碳酸乙烯酯EC溶液吸收C2H4氧化得到的环氧乙烷反应气体，会将环氧乙 烷EO反应气体中微量的酸酸等杂质吸收下来，这些杂质的引入极大地影响乙二醇 产品的质量，很难保证得到高质量聚酯级EG及EO的产品；而且使用的季瞵盐催 化剂有一定的毒性；同时其酯化反应是环氧乙烷完全转化为碳酸乙烯酯的反应，由 于EO酯化反应生成EC放热很大而EC水解反应生成EG放热较小，所以吸收溶液 酯化反应需要移走大量额外的热量，从酯化反应的产物中再水解得到乙二醇需要额 外的能源，这给反应热的合理优化利用带来很多的困难；吸收后的循环气体对C2H4 氧化反应生成EO的影响还有待进一步考核。
技术实现思路
本专利技术目的是通过对催化水合法生产乙二醇工艺的深入和工业化方法的研 究，提出一种降低能耗的工业生产方法，提出一种不需要过量水的分离，能够大大 减少耗能，尤其是提出一种酯化反应和水解合并取得产品乙二醇的反应方法，具好 节能效果好，便于物料的控制，包括改进对环氧乙垸的吸收，提出一种与催化剂良 好匹配的大生产工艺方法，生产优质的乙二醇(包括其它副产品)与环氧乙烷产品。同时还提出一种蒸馏EG/H20/CAT/DEG溶液提取乙二醇产品的方法。也便于对生 成产物比例的控制。本专利技术目的还在于通过将环氧乙烷的水合和碳酸乙烯酯的水解反应的联合实 现了能量的优化利用与产品结构的优化控制。通过将把环氧乙烷吸收步骤和碳酸酯 化步骤的联合实现水比降到接近化学计量比的水。本专利技术的技术解决方案是催化水合法制乙二醇的制备方法，包含以下步骤环氧乙烷的吸收中，用EC/EG/H20/CAT溶液吸收EO气体；所述吸收得到的 EC/EG/H20/CAT/EO溶液大部分与C02发生酯化反应得到EC/EG/H20/CAT溶液循 环使用；上述吸收得到的EC/EG/H20/CAT/EO吸收富溶液剩余部分与水发生水解反 应同时进行水合反应得到EG/H20/CAT/DEG溶液，这样EC水解反应的放热量较小 可以与EO水合反应的反应放热较大得到优化利用；通过蒸馏EG/H20/CAT/DEG溶 液得到乙二醇产品与二乙二醇副产品。环氧乙垸的水合及碳酸乙烯酯的水解的条件是，来自EC吸收塔设备的 EC/EG/H20/CAT/EO吸收富溶液送入水合水解反应器(乙二醇反应器R520);水合 及水解所需的水包括存在于解吸后的混合溶液中的水、脱水步骤中回收或加入的新 鲜本文档来自技高网...
【技术保护点】
催化水合法制备乙二醇的方法，包含以下步骤：环氧乙烷ＥＯ的吸收，用含有碳酸乙烯酯ＥＣ、均匀型催化剂ＣＡＴ的乙二醇ＥＧ水溶液ＥＣ／ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ吸收ＥＯ气体；所述吸收得到的ＥＣ／ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ／ＥＯ溶液大部分与ＣＯ↓［２］发生酯化反应得到ＥＣ／ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ溶液循环使用；其特征是上述吸收得到的ＥＣ／ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ／ＥＯ吸收富溶液剩余部分与水发生水解反应同时进行水合反应得到ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ／ＤＥＧ溶液；通过蒸馏ＥＧ／Ｈ↓［２］Ｏ／ＣＡＴ／ＤＥＧ溶液得到乙二醇产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴厚良，刘晓勤，陈林法，刘定华，周立进，蒋勇，姚虎卿，张辉，孙家兴，哈兵，马正飞，陈建平，曹立标，
申请(专利权)人：中国石化扬子石油化工有限公司，南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。