Tehnologia de producere a etilenglicolului prin hidratarea oxidului de etilenă în editarea revistei

Catalizatorii sunt în prezent, principala cale industrială pentru a obține etilenă yavlyaetsyagidratatsii oxid de etilenă, care se bazează pe reacția următoare:

În plus, oxidul de etilena reacționează cu monoetilenglicol format și omologii săi mai mari, pentru a forma dietilenglicol, trietilenglicol și alți glicoli mai mari:

În condiții industriale utilizate și glicol hidratare necatalitică a oxidului de etilenă, care cuprinde etapele de: prepararea unei soluții apoase pornind de oxid de etilenă în apă, hidratarea oxidului de etilenă, evaporarea soluției apoase de etilen glicol și soluție de rectificare cu separarea produselor comerciale (monoetilenglicol și prin produse di- și trietilenglicol) [3, p.112; 4, s.583].

Figura 1 prezintă o diagramă flux a capacității de producție de etilenglicol de circa 3 m / h (Germania, Anorgana), în care 1, 5, 9, 12, 13, 19-22 - colecții; 2, 4 - pompe; 3 - mixere; 6 - un schimbător de căldură; 10, 23 - încălzitoare; 11, 17 - evaporatoare; 14-16, 18 - coloana.

Fig. 1. Schema tehnologică glicol

etilen oxid pre răcit la -10 ° C, după care o colecție de unul este alimentat în amestecător 3. Porțiunea superioară a amestecătorului este o coloană umplută care este umplută cu inele Raschig (15 x 15 mm). Funcția sa principală absoarbe vaporii de oxid de etilenă, care poate fi evoluat prin absorbție incompletă cu apă în partea inferioară a amestecătorului.

De la colector 5 este alimentat în partea superioară a mixerului condensat de apă având o temperatură de aproximativ 20 ° C, care se obține după soluție slab glicol evaporare și rectificare. Raportul dintre oxid de etilenă și apă, este necesar să se mențină un 1: 6 (în volum).

O șarjă constă din oxid de etilenă 13%, malaxorul 3, alimentat la presiuni de până la 2,45 MPa gidratator 7 prin schimbătorul de căldură 6. Încărcarea este încălzit în schimbătorul de căldură 6 lichidul de reacție care iese gidratatora la 160-180 ° C, reacția în sine lichid este răcit la 90 ° C

parametrii de funcționare Gidratatora:

 presiunea de lucru 1,5-2,1 MPa,

 temperatură de 200-210 ° C (sus)

 aproximativ 180 ° C (la gidratatora de jos).

Lichidul de reacție eliberat din gidratatora, strangulată și o parte din ea se degajă gaze -. Acetaldehida, crotonică, etc și apoi furnizate expandor 8. Lichidul, care este introdus în mod continuu într-o soluție de 30 la suta de alcalii pentru a menține pH-ul la 7-8, Se încadrează în recipientul 9.

Soluție glicol moderat din rezervorul 9 este alimentat cu trei părți unitate evaporator 11 prin intermediul încălzitorului 10. încălzitorul este încălzit cu vapori de secundară care iese din ultimul corp. Condensatul din încălzitor 5 este colectat în colecție.

Soluția din primul corp este încălzit la 214 ° C cu abur de 2,1 MPa. Efluentul de la această presiune a vaporilor de corp de 0,8-0,9 MPa și o temperatură de 170 ° C este alimentat în al doilea corp de încălzire. Al doilea corp este operat la o presiune de 0,3-0,4 MPa. și soluția este încălzită în acesta până la 170 ° C; vapori de apă, în acest caz, cu o temperatură de 129 ° C alimentat în corpul de încălzire al treilea. Ultima operează la o presiune de 66,7 kPa, iar glicolul concentrat brut evacuat conține 5-15% apă; el va în colecția 12.

Colectarea de distilat colectat este 5 coloana 14 care este utilizată pentru prepararea amestecului apă-oxid. Deshidratata Glycol prime din partea inferioară a coloanei 14, la o temperatură de 145 ° C este pompată în coloana 15 (sunt prevăzute două coloane în diagramă) pentru a produce etilenă rectificat. Distilarea se efectuează la o presiune reziduală de 0,7 kPa, la partea superioară a coloanei, ceea ce corespunde la o temperatură de 80 ° C etilenă Produsul este colectat în coloana de fluid de colectare 19. Kubovaya 15 cu o temperatură de 195 ° C este pompată în coloana 16 cu un diametru de 1600 mm. Coloana are 33 tăvi, distanța dintre ele 333 mm. Puterea este furnizată la 6, 8, 10, 12 m 14 plăci, numărând de jos.

dietilen Produs prezentat în cartea 20 din partea de sus a coloanei (presiunea reziduală de 0,5 kPa). Blazul coloanei 16 este trimis la depozit și cel puțin o acumulare, este prelucrat pe o coloană de operare ambalate două secvențial 18 la o presiune reziduală de 0,7 kPa.

 diametrul coloanei de 800 mm;

 duză - Raschig inele 50 * 50 mm 3,5 m strat.

Fiecare coloană are o bobină de încălzire și două unități de vaporizator la distanță 17, aburul încălzit cu o presiune de 2,1 MPa.

coloana de lichid inferior 16 este alimentat primul evaporator 17 prin preîncălzitorul 23, din care pereche glicol alimentat în coloana 18-1. Distilatul coloanei care conține o anumită cantitate de dietilen glicol este returnat la colector 12 al glicolului brut concentrat, și trietilen glicol în amestec cu o greutate moleculară ridicată glicoli pompa din partea inferioară a coloanei furnizate la al doilea vaporizator 17. Vaporii de la acest dispozitiv vine la o a doua coloană 18-11, distilat, care este o marcă comercială a trietilenglicol și colectate în colecția 21. fundurile coloanei 18-11 the - tehnic tetrametilenglicolului colectate în colectare 22. evaporatoare 17 operează periodic. Înainte de aparat poliglicoli cu descărcare a fost curățat cu abur (pentru stripare tri- și tetraetilenglicol rezidual).

Practic, toate echipamentele aparatul descris pentru producerea etilen glicolului a fost realizat din oțel carbon. Vidul din coloane pentru a crea un unități de ejectare cu aburi personalizate. Într-un astfel de aranjament, cu două gidratatorami paralele de lucru (una - 810 mm diametru interior și un al doilea - 760 mm) au fost prelucrate până la 2500 kg / h de oxid de etilenă pentru a da 3197 kg / h de glicoli, incluzând etilen glicol - 2830 kg (88,5%) , dietilen glicol - 296 kg (9,3%) și trietilenglicol - 71 kg (2,2%). Randamentul total al glicoli este de la 92,5 până la 95-96% din cantitatea teoretică [2, p.84].

Avantajul principal al hidratării fază lichidă a oxidului de etilenă este practic conversia completă a oxidului de etilenă. Cu toate acestea, există o serie de dezavantaje, și anume: hidratarea necatalitică este efectuată la presiune ridicată; prin aparatele de reacție catalizată de acid trebuie să fie construite din materiale rezistente la acțiunea agresivă a acizilor diluați, în plus, este nevoie de echipament suplimentar pentru dezacidifiere și pentru evacuarea din sărurile formate ale sistemului; costuri ridicate de energie pentru concentrarea soluțiilor diluate de etilenglicol.

Sa presupus că hidratarea oxidului de etilenă în faza de vapori pe catalizatori solizi ar elimina dezavantajele hidratare fază lichidă.

Un catalizator eficient pentru hidratarea de oxid de argint a fost depozitat alumină pa: gradul de conversie a oxidului de etilenă egală cu 22-24%, selectivitatea conversiei sale la glicolul a fost de aproximativ 80%. Prin creșterea gradului de conversie la 40% selectivitate a scăzut la 40%.

Când se utilizează catalizatorul zeolitic (temperaturi de la 30 până la 150 ° C, raportul molar de apă la oxid de etilenă de 10: 1) randament de etilenă este de 90,5%, la conversia oxidului de etilenă este numai 11,3%. Creșterea gradului de conversie a oxidului de etilenă la 17-24%, etilenglicol scade randamentul la 78-69%.

Dacă în timpul hidratării în fază de vapori a oxidului de etilenă cationi amberlită catalizator rășină schimbătoare de utilizat (temperaturi de la 115 la 200 ° C, o presiune de 0.14-0.55 NMP, raportul molar de vapori de apă și oxid de etilenă la 5 la 2), reacția are loc la o viteză mare (timp de contact - sutimi sau zecimi de secunde). La o temperatură de 160-165 ° C și un raport molar de apă la oxid de etilenă de 20: 1, randament de etilenă atinge 89%, la un grad de conversie de oxid de etilenă este de aproximativ 14%. Când raportul de apă la oxid de etilenă egală cu (5-10): 1, randamentul de etilenă a fost de 80-85%, iar conversia oxidului de etilenă - 17% maxim.

Există mai multe deficiențe în hidratarea oxidului de etilenă în faza de vapori. În primul rând, atunci când se utilizează catalizatori zeoliți și cationi de înaltă selectivitate se realizează atunci când o proporție mare de vapori de apă, oxid de etilenă și un grad foarte scăzut de conversie de oxid de etilenă. Selectivitatea înaltă și conversie la un raport scăzut de apă la oxid de etilenă sunt obținuți prin efectuarea hidratării în fază de vapori a oxidului de etilenă într-un pat fluidizat de fosfat catalizator amestecat (fosfat de calciu și cupru). Cu toate acestea, timpul de contact este foarte lung, și, prin urmare, într-un mediu industrial nu poate fi folosit, va fi nevoie de cantități mari de catalizator și volum mare de reactor. În al doilea rând, nu există date privind rezistența mecanică și stabilitatea catalizatorului, care nu permite să judece posibilitatea utilizării sale practice.

Este necesar să se ia în considerare capacitatea de a polimeriza oxid de etilenă sub influența diferitelor substanțe, deci se crede că activitatea catalizatorilor eterogeni ca operarea lor va fi redusă datorită depunerii pe ele pentru izomerizarea sau polimerizare produse de oxid de etilenă. Este motivul pentru care literatura științifică nu conține informații cu privire la procesul de implementare a hidratării în fază de vapori a oxidului de etilenă într-un mediu industrial.

1. GOST 19710-83. Etilen glicol. Condiții tehnice. - M. Editura Standarde, 1983. - 15 s.

2. Dyment O. N. Kazanskiy K. S. Miroschnikov M. A. Glicoli și alți derivați ai oxidului de etilenă și propilenă - M. Chemistry, 1976. - 372 c. (84)

3. Kazarnovskii SN Kozlov V. N. album procese de sinteză Schemele tehnologice organice: Proc. alocația. Amaraciune. Politehnică. le INST. A. A. Zhdanova. - Amar: 1958. - 123 p.

4. Yukelson I. Tehnologia siteza organice de bază: Proc. pentru specialități chimice tehnologice. - M. Chimie, 1968. - 846s. il.

Termeni de bază (generate automat). etilen oxid, etilen oxid de hidratare, conversia monoxidului grad de conversie de oxid, vapori de fază de hidratare a oxidului, gradul de conversie a oxidului de oxid de hidratare, o fază de hidratare lichid a oxidului, soluția apoasă de hidroxid, oxid de hidratare Kubovaya lichid coloană de oxid de absorbție a vaporilor de raport monoxidului, hidratare necatalitică oxid, etilen glicol randament, conversia completă a oxizilor, oxid rezidual izomerizare presiune, capacitatea de producție a etilenglicol.

Cuvinte cheie

etilen glicol, etilen oxid de reacție de hidratare, fibre de poliester, parametrii de proces