年产30万吨乙二醇_合同协议_表格模板_实用文档.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,年产,30,万吨乙二醇分厂设计,(shj),第一页，共五十五页。,乙二醇,乙二醇ethylene glycol简称EG，又名“甘醇，化学式为(CH2OH)2，是最简单的二元醇，也是一种有机溶剂，它的用处广泛，主要用于合成聚酯、吸湿机、增塑剂，外表活性剂、化装品和炸药：可消费合成树脂,(h chn sh zh),PET，这是涤纶纤维、矿泉水瓶的原材料；工业上常用它来配制发动机的抗冻剂，气体脱水剂，潮湿剂、载冷剂；它的聚合物聚乙二醇在生物科学中举足轻重.,第二页，共五十五页。,工程概况,本工程为天津石化股份年产30万吨清洁制取乙二醇的分厂。该工程的设计目的是利用乙烯消费环氧乙烷，从而进一步消费出最终产物乙二醇。目前我国乙二醇主要用于消费聚酯，防冻剂，以及粘合剂，油漆溶剂，耐寒光滑油，外表活性剂和聚酯多元醇等等。其中聚酯是我国乙二醇的主要消费领域。乙二醇作为消费聚酯的重要原料，具有不可替代性。近年来，我国聚酯包括聚酯纤维，聚酯树脂,(j zh sh zh),和薄膜等的消费很快，因此乙二醇需求量将会大大增加，但是我国的由于消费技术不太先进，产量远远赶不上我国的需求量。该工程采用乙烯与空气直接反响生成环氧乙烷，最终环氧乙烷经过水合生成乙二醇，故工程前景可观。,第三页，共五十五页。,工艺特点,本工程是为天津石化公司设计一座30万吨的乙二醇分厂。以乙烯,(y x),为原料，首先经空气氧化制得环氧乙烷，再经水合制得乙二醇。,我们采用EO非催化水合法，并且采取空气中的氧气做为氧化剂，原料廉价易得。采用乙烯，空气为原料，在银催化剂，甲烷或氮气致稳剂，氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成EO,EO进一步与水以一定物质的量比在管式反响器内进展水合反响生成EG,EG溶液经蒸发提浓，脱水，分馏得到EG及其他副产品。未反响完的乙烯经多段冷凝别离，别离后的气液两相经减压返送至多段冷凝器换热后回收，在实现原料回收的同时，到达了节能降耗的目的。消费废水由废水处理车间处理达标后排放，表达了环保理念。,该工艺中EO的转化率为100%，但是产品中的EG选择性只有90%左右，另外还会产生9%左右的二乙二醇DEG和1%左右的三乙二醇TEG,增加投料中水的比例会进步EG的选择性。,第四页，共五十五页。,产品介绍,乙二醇ethylene glycol简称EG，又名“甘醇，化学式为(CH2OH)2，是最简单的二元醇，也是一种有机溶剂，它的用处广泛，主要,(zhyo),用于合成聚酯、吸湿机、增塑剂，外表活性剂、化装品和炸药：可消费合成树脂PET，这是涤纶纤维、矿泉水瓶的原材料；工业上常用它来配制发动机的抗冻剂，气体脱水剂，潮湿剂、载冷剂；它的聚合物聚乙二醇在生物科学中举足轻重.,第五页，共五十五页。,物理性质,乙二醇是无色无臭，微粘且有甜味的液体，对动物有,毒性,，人类致死剂量约为,1.6 g/kg,；能与水、,丙酮,互溶，微溶于醚，不溶于石油烃及油类。沸点，冰点，由于与水能任意比例混合，较高浓度的乙二醇易吸潮，储存的容器应密封，以防吸水后溢出。,乙二醇防冻液在使用中易生成酸性物质，对金属,(jnsh),有腐蚀作用，要过滤多遍，以防对机动车造成损伤。,第六页，共五十五页。,物理性质,乙二醇是无色无臭，微粘且有甜味的液体，对动物有,毒性,，人类,(rnli),致死剂量约为,1.6 g/kg,；能与水、,丙酮,互溶，微溶于醚，不溶于石油烃及油类。沸点，冰点，由于与水能任意比例混合，较高浓度的乙二醇易吸潮，储存的容器应密封，以防吸水后溢出。,乙二醇防冻液在使用中易生成酸性物质，对金属有腐蚀作用，要过滤多遍，以防对机动车造成损伤。,第七页，共五十五页。,其它理化性质数据,(shj),：,蒸汽压：毫米汞柱)/20,粘度：25.66mPa.s(16溶解性：与水/乙醇/丙酮/醋酸甘油吡啶等混溶，微溶于乙醚，不溶于石油烃及油类，可以溶解氯化钙/氯化锌/氯 化钠/碳酸钾/氯化钾/碘化钾/氢氧化钾等无机物。,外表张力：46.49 mN/m(20),燃点：418,燃烧热：,第八页，共五十五页。,市场分析,2.2.1 概述,乙二醇的用处广泛，是防冻剂、合成纤维等多种产品的工业原料，市场前景极其广阔。2021年，全球乙二醇消费才能,(cinng),为2148万吨/年，产量为1808万吨/年，平均开工率为84.3%，世界乙二醇消费才能,(cinng),主要集中在亚洲，北美和中东地区，2021年这三个地区乙二醇消费才能,(cinng),分别占世界总产能的40.2%，24.1%和21.9%。,将来全球新增乙二醇以大规模消费为主，尤其是中东地区以廉价的天然气为原料，消费本钱较低，在国际市场上具有较强的竞争力，由于该地区乙二醇主要流向亚洲和西欧，对国际乙二醇影响市场较大，可能使的发一些缺乏竞争力的小企业逐步关停。,2021到2021世界乙二醇新建和改建工程方案单位：万吨/年,第九页，共五十五页。,投产时间,国家地区,新增能力,2009年,韩国,17.5,泰国,7.1,伊朗,20.0,科威特,60.0,沙特,17.5,沙特,60.0,沙特,57.7,合计,239.8,2010年,印度,30.0,新加坡,75.0,伊朗,12.5,沙特,52.5,沙特,19.2,合计,189.2,2011年,伊朗,37.5,沙特,31.5,合计,69.0,2012年,沙特,31.5,2013年,印度,72.0,总产量,合计,529.5,第十页，共五十五页。,2021世界,(shji),乙二醇消费构造及2021 年需求预测单位：万吨/年,品种,2008,2015,增长率,消费量,比例,需求量,比例,PET,1540.4,85.2%,2176.2,86.7%,5.1%,防冻剂,148.3,8.2%,190.8,7.6%,3.7%,其他,119.3,6.6%,143.1,5.7%,2.6%,合计,1808,100%,2510,100%,4.8%,第十一页，共五十五页。,国内消费情况以及需求及其预测,1消费状况：,2021年我国乙二醇产能已达万吨/年，相比2021年产能进步近140万吨/年。近两年，我国仍有多套新建乙二醇装置建成投产，尤其是煤制乙二醇消费装置开展迅速。2021年1月，新疆天业(集团)利用电石炉尾气建立的5万吨/年乙二醇工程投产；2月，浙江天圣控股集团的下属全资子公司宁波禾元化学50万吨/年乙二醇工程建成投产，成为国内首个由甲醇制乙二醇的工厂，该工程采用国内自主研发、具有自主知识产权的甲醇制取低碳烯烃工艺进展消费，具有清洁高效、低碳、“三废排放少等优点；7月，中石化武汉石油化工公司80万吨/年乙烯工程主体装置28万吨/年乙二醇装置建成投产。截至 2021年7月底，我国乙二醇的总消费才能超过500万吨/年。,由于目前我国乙二醇的消费才能和产量还不能满足实际消费的需求，因此有多家企业准备新建或扩建乙二醇消费装置。在20212021年新建或者扩建工程中，中石化和中石油,(shyu),的工程大都采用石油,(shyu),乙烯道路，装置新增消费才能约为152万吨/年。由于煤制乙二醇相比煤制油、煤制烯烃的投资要少得多，产业链也比后两者短，市场需求明确，准入门槛低，推广起来更加容易，加上开展煤或天然气通过合成气制备乙二醇，符合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的特点，是国家鼓励类示范性工程，因此掀起了工程投资热。据初步统计，目前在建或者方案建立的煤制备乙二醇装置消费才能约600万吨/年，但由于我国煤制乙二醇技术为自创技术，还没有经过长时间的工业运行考验，技术还存在不完善之处，因此，装置完全建成投产的可能性不大。在众多的煤化工制备乙二醇工程中，2021年以前最多50%产能可以建成投产。预计到2021年，我国乙二醇的总消费才能最多可以到达约950万吨/年。,第十二页，共五十五页。,2技术开发技术投资多元化 我国石油道路乙二醇消费装置都是引进国外技术，而煤化工工艺技术那么以国产为主，在此技术中，除了福建物构所-丹化科技集团之外，还有如华东理工大学、天津大学、湖北省化学研究所、上海石油化工研究院、西南化工研究设计院、安徽淮化集团、上海浦景化工、鹤壁宝马集团、五环工程公司、扬子石油化工公司以及上海正戊工程技术等多家高等学校、科研单位及企业正在进展煤制备乙二醇技术的研究开发，并获得了较大进展，一些成果已经在工业消费中得到应用。我国乙二醇消费装置主要集中在中国石化和中国石油两大集团公司手中。近几年，由于外资以及民营资本的介入，打破了我国乙二醇产业,(chny),由中石化、中石油一统天下格局，形成了以中石化、中石油为主体，民营合资企业为辅的竞争格局，消费主体正在朝着多元化方向开展。,第十三页，共五十五页。,3消费规模逐渐扩大，消费集中度逐渐进步 与以往小规模、一窝蜂式投资方式,(fngsh),明显不同，在新建乙二醇装置中，无论是国有资本、民营资本还是外来资本，各投资主体都选择了规模化、技术化的投资策略，年产规模大多在20万吨以上，大大增强了我国乙二醇的装置经济性以及在将来市场竞争中的才能。,第十四页，共五十五页。,4产能分布逐渐发生变化 我国乙二醇消费装置主要集中在华东、华北,(Hubi),及东北地区。近两年，随着我国煤或天然气为原料制备乙二醇装置的陆续建成投产，使得我国煤资源较为丰富的内蒙古、河南、山西以及新疆等省市的乙二醇产能增长较为迅速。今后几年，随着大批煤化工制备乙二醇新建装置的建成投产，这些地区的产能变化将更为明显。届时我国乙二醇消费将形成煤道路主要在西部，石油道路主要在东南部的格局.,第十五页，共五十五页。,进出口情况,虽然我国乙二醇消费才能和产量增长较快，但由于聚酯等工业的强劲开展，仍不能满足国内日益增长的需求，每年都需要大量进口，且进口量呈逐年增加的态势。据海关,(higun),总计，2021年进口量到达万吨，2021年为万吨，2021年增加到万吨，较去年同期增长万吨，同比增长约9.6%。,第十六页，共五十五页。,20052021，国内进口(jn ku)乙二醇情况如以以下图所示：,800,0,200,400,600,2005,2006,2007,2008,2009,2010,2011,2012,第十七页，共五十五页。,我国乙二醇产品主要出口到韩国、以色列、日本、波兰和南非,(nn fi),等五个国家和地区，2021年向这五个国家和地区的出口量合计到达吨，约占总出口量的50.32%，同比增长约50.86%。20052021年国内乙二醇进出口价格见下表：,年份,进口情况,出口情况,进口量（,kt/a）,进口平均价格（美元,/t）,出口量（,kt/a）,出口平均价格（美元,/t）,2005,400.00,881.76,0.02,883.77,2006,406.00,844.00,2.00,2379.60,2007,480.17,1010.77,2.09,2109.86,2008,522.00,1023.57,2.90,1268.41,2009,582.80,604.51,0.67,1068.18,2010,664.40,868.38,0.35,1581.02,2011,727.01,1184.53,0.60,1707.29,2012,796.53,1043.62,1.07,1292.00,第十八页，共五十五页。,工艺道路,(dol),选择,第十九页，共五十五页。,3.2 工艺,(gngy),道路,乙二醇消费道路主要分为石油道路、煤炭道路和生物制法道路。石油道路包括环氧乙烷直接水合法、环氧乙烷催化水合法、碳酸乙烯酯法。,第二十页，共五十五页。,石油道路,3.2.1.1 环氧乙烷直接水合法,EO直接水合法是目前国内外工业化消费EG的主要方法，该消费技术根本上由外国公司所垄断。它们的工艺技术和工艺流程根本上相似，即采用乙烯、氧气为原料，在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成EO，EO进一步与水以一定物质的量比在管式反响器内进展水合反响生成EG，EG溶液,(rngy),经蒸发提浓、脱水、分馏得到EG及其他副产品，只是它们使用的催化剂和添加剂不同14。,该工艺中用到大量的水，能耗很大；EO的转化率为100%，但是产品中EG的选择性只有90%左右，另外还会产生9%左右的二乙二醇(DEG)和1%左右的三乙二醇(TEG)。增加投料中水的比例会进步EG的选择性。,第二十一页，共五十五页。,3.2.1.2 EO催化水合法,为了降低能耗，进步EG的选择性，世界各国的研究人员对EO水合法制EG的催化剂等展开了广泛的研究。Shell公司成功地开发出了第一代水合催化剂S100，并完成了催化剂挑选和400 kt/a 环氧乙烷水合装置的工艺设计。此工艺已经完成中试，有望用于工业化消费13。UCC公司23-33采用含Mo、W、V等多价态金属含氧酸盐作为EO水合催化剂，后来(huli)又开发了具有水滑石构造的混合金属框架催化剂。但是这些催化剂都没有实现工业应用。3DOW公司开发了一种高选择性的EO水合催化剂DowexMSA-1。这种新催化剂是由阴离子交换树脂与二氧化碳、氢氧化钠相结合的体系。国外还有多家公司和研究机构对催化EO水合过程进展研究，例如美国标准油公司采用铜促进磷酸铝催化剂37；德国汉高公司采用脂肪族羧酸盐催化剂；俄国“索维吉赫科技消费企业使用苯乙烯和二乙烯基苯交联的带有季胺基的碳酸氢盐型离子交换树脂催化剂38；俄国门捷列夫化工大学39采用一种改进过的离子交换树脂催化剂；Johnson等采用局部氨中和的磺酸催化剂。,第二十二页，共五十五页。,我国国内多家企业和研究机构也对EO的催化水合进展了研究。例如，大连理工大学开发了一种铜催化的EO水合制备EG的方法，以微粒骨架,(gji),铜、块状骨架,(gji),铜或者负载型单质铜为催化剂，中国石化公司上海石化研究院开发了一种催化体系，使用载体上负载铌的氧化物、至少一种选白钒、钼、钨、锡、铅的元素或化合物以及至少一种选白镧、镨、钕的元素或化合物作为催化剂。,第二十三页，共五十五页。,3.2.1.3 碳酸乙烯酯法,碳酸乙烯酯主要有两种工艺道路：水解法和酯交换法(联产法)。,水解法：采用乙烯制环氧乙烷过程中产生的二氧化碳为原料，与环氧乙烷反响，生成,(shn chn),碳酸乙烯酯，之后碳酸乙烯酯直接水解生成,(shn chn),乙二醇,酯交换法：乙烯制环氧乙烷过程中产生的二氧化碳为原料，与环氧乙烷反响，生成碳酸乙烯酯，之后与甲醇反响生成乙二醇,3.2.2 煤炭道路,合成气直接制乙二醇：一氧化碳与氢气反响直接制乙二醇,间接法：采用合成气合成甲醇甲醛，再合成乙二醇,3.2.3 生物制法：玉米淀粉为原料生成山梨醇，之后加氢生成多种二元醇，再提取乙二醇。,第二十四页，共五十五页。,3.3 优缺点分析,3.3.1 环氧乙烷直接水合法,该种方法工艺成熟，反响简单，是目前国内外工业消费EG的主要方法 其中，EO的转化率为100%，产品中EG的选择性有90%左右。但是，该工艺中用到大量的水，在产物提纯时需要大量能耗蒸干水分；产物中混有副产物二乙二醇、三乙二醇，增加投料中水的比例会进步EG的选择性，但是同时会加大能耗，并增加别离困难。,3.3.2 环氧乙烷催化水合法,催化剂的使用可以降低能耗，进步EG的选择性，但是我国开发的液体酸碱催化剂腐蚀设备，污染环境，固体催化剂稳定性和活性不能同时兼顾；外国开发的树脂型催化剂寿命短、热稳定性和机械强度不高，金属离子催化剂回收困难，因此没有实现大规模工业应用。,3.3.3 碳酸乙烯酯法,该方法原子利用率高，属于零排放清洁消费工艺，但是对原油依赖性高，操作复杂，难以使反都到达最正确条件；联产法优点(yudin)突出，但是工艺不甚成熟。,3.3.4 合成气制法,由于合成气来源广泛，价格低廉，该方法本钱花费少。但是反响需要的压力过高、EG选择性低、副产物种类多、合成气转化率低，仍未实现工业应用。,3.3.5 生物制法,该方法消费工艺清洁，根本零排放，符合环保要求。但由于国家粮食政策的保护，尚未投入大规模消费；而且产物的后续别离存在一定问题。,经过几种乙二醇工艺的详细比较，我们最终选定环氧乙烷直接水合法制取乙二醇。,第二十五页，共五十五页。,3.4 总道路确定,采用乙烯、氧气为原料，在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成EO，将EO与水在管式反响器中以一定摩尔比混合，然后与分开水解反响器的乙二醇和水的混合物换热，预热到120160后进入水解反响器，在190200水解，停留时间约为30min，操作压力约为，过程为放热反响。生成的乙二醇水溶液中乙二醇质量分数大约在10%，然后经过,(jnggu),多效蒸发器脱水提浓和减压精馏别离得到乙二醇及二乙二醇、三乙二醇。,第二十六页，共五十五页。,厂址选择,(xunz),第二十七页，共五十五页。,选择根据,?化工企业总图运输设计?GB50489-2021,?化工企业总图运输设计标准?HG/T20649-1998,选址原那么,1、厂址所在地应原料充足，乙烯产能年100万吨；,2、符合国家和地区工业布局以及方的城市规划,(chn sh u hu),要求；,3、地形、地质和气候条件满足建厂要求；,4、厂址应有良好的交通运输条件，具有铁路和公线；,5、厂址应有良好的水源，可以满足生活用水和工业业需要；,6、厂址应尽量靠近热电供地，满足工厂的要求；,7、尽量要有污水处理厂或排河流，满足工业需求；,8、厂址选择还应综合考虑建立本钱和营运问题。,第二十八页，共五十五页。,5.3 方案选择,通过前期,(qinq),调研和资料搜集考虑，我们最终选定天津南港开发区,第二十九页，共五十五页。,1中国,(zhn u),石化股份天津分公司成立于1983年12月28日，位于天津市滨海新区，东临渤海油田，南靠大港油田，占地面积14平方公里，与天津市区和塘沽新港有铁路、公路相通，与天津港南疆石化码头有输油管线相连，具有开展国家大型石化基地的优越地理环境。拥有的主要消费装置：炼油23套，化工24套，化纤3套。原油一次加工才能1550万吨/年，综合配套加工才能1250万吨/年，乙烯120万吨/年含合资公司，为国内目前最大的乙烯消费基地和华北地区最大的炼油基地。原油储存才能27万立方米，拥有与主要消费装置相配套的装机容量40万千瓦、供水10万吨/日等公用工程系统。,第三十页，共五十五页。,2地质,天津地质构造复杂，大局部被新生代沉积物覆盖。地势以平原和洼地为主，北部有低山丘陵，海拔由北向南逐渐下降。北部最高，海拔1052米；东南部最低，海拔米。全市最顶峰：九山顶海拔米。地貌总轮廓为西北高而东南低。天津有山地、丘陵和平原三种地形，平原约占93%。除北部与燕山南侧接壤之处多为山地外，其余均属冲积平原，蓟县北部山地为海拔千米以下的低山丘陵。靠近山地是由洪积冲积扇组成(z chn)的倾斜平原，呈扇状分布。倾斜平原往南是冲积平原，东南是滨海平原。,第三十一页，共五十五页。,3气候,天津地处北温带位于中纬度亚欧大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风盛行的地区，属暖温带半潮湿季风性气候。临近渤海湾，海洋气候对天津的影响比较明显。主要气候特征是，四季清楚，春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，枯燥少雪，因此，春末夏初和秋天是到天津旅游(lyu)的最正确季节。冬半年多西北风，气温较低，降水也少；夏半年太平洋副热带暖高压加强，以偏南风为主，气温高，降水也多。有时会有春旱。天津的年平均气温约为14，7月最热，月平均温度28；历史最高温度是。1月最冷，月平均温度-2。历史最低温度是。年平均降水量在360970毫米之间，19492021平均值是600毫米上下,第三十二页，共五十五页。,4水资源,天津地跨海河两岸，而海河是华北最大的河流，上游长度在10公里以上的支流有300多条，在中游附近集合于北运河、永定河、大清河、子牙河和南运河，五河又在天津金钢桥附近的三岔口集合成海河干流，由大沽口入海。干流全长72公里，平均河宽100米，水深35米，历史上河通航3000吨海轮。,流经天津的一级河道有19条，总长度为公里。还有子牙新河、独流减河、马厂减河、永定新河、潮白新河、还乡新河6条人工河道，总长度为公里。二级河道有79条，总长度为公里，深渠1061条，总长度为4578公里。天津还屡次引黄济津，并有一定数量的地下水。,引滦入津输水工程是天津80年代兴修的大型水利工程，把水引到天津，每年,(minin),向天津输水10亿立方米。天津地下水蕴藏量丰富，山区多岩溶裂隙水，水质最好，矿化度低，泉水流量一般在吨/小时，雨季最大可达720800吨/小时。全市有大型水库3座，总库容量亿。,第三十三页，共五十五页。,5交通：铁路：区内货运铁路与天津市地方铁路和国家铁路网自由联通，拥有万马、黄马两条进港线，形成客货混合、路港联运的大型铁路枢纽。公路：南港工业区紧临津淄、津歧、津港等国家级公路；唐津高速、津沪高速、津广高速近在咫尺。海滨大道和建立中的滨海高速公路贯穿其中，与津晋、丹拉、京沪、京福等高速公路顺畅联结，形成对外快速通道。与此同时区内拥有网格式高等级公路，连接各个功能区，形成四通八达的公路交通格局。,港口：20万吨级的专业港口，同时拥有55 平方公里的水域的航道,(hngdo),港池，固体液体散货等各种货物可通过航道,(hngdo),直通世界各个港口，充分满足区内企业。,第三十四页，共五十五页。,工艺流程,(n y li chn),说明,第三十五页，共五十五页。,总述,采用,(ciyng),乙烯、氧气为原料，在银催化剂、甲烷或氮气致稳剂、氯化物抑制剂存在下，乙烯直接氧化生成EO，EO进一步与水以一定物质的量比在管式反响器内进展水合反响生成EG，EG溶液经蒸发提浓、脱水、分馏得到EG及其他副产品。,第三十六页，共五十五页。,反响,(fnxing),流程图,第三十七页，共五十五页。,由方程反响可知：由乙烯制乙二醇的工艺道路中，可以分为(fn wi)两局部来完成。第一步，由乙烯与氧气在银作催化剂的条件下生成环氧乙烷。第二部，由环氧乙烷经过非催化水合制取乙二醇。,第三十八页，共五十五页。,第一步：制取环氧乙烷,环氧乙烷是最简单也是最重要的环氧化合物，在常温下为气体，沸点摄氏度，可以与水。醇，醚以及大多数有机溶剂任意比混合，有毒，易自聚，尤其当有铁，酸，碱，醛等杂质或高温下更是如此，自聚时放出大量热，甚至发生爆炸，因此存放环氧乙烷的贮槽必须清洁，并保持,(boch),在0以下。,环氧乙烷是以乙烯为原料产品中的第三大品种，仅次于聚乙烯和苯乙烯。它的用处是制取消费聚酯树脂和聚酯纤维的单体、制备外表活性剂，此外还用于制备乙醇胺类、乙二醇醚类等。,第三十九页，共五十五页。,5.1,过程,(guchng),分析,工业上消费环氧乙烷的方法是乙烯直接氧化法，在银催化剂上乙烯用空气或纯氧氧化。乙烯在Ag/-Al2O3催化剂存在下直接氧化制取环氧乙烷的工艺，可用空气氧化也可以用氧气氧化，氧气直接氧化技术先进，适宜大规模消费，消费本钱低，产品纯度可达99.99%，此外，设备体积小，放空量少，氧气氧化法排放的废气量值相当于空气氧化法的2%，相应的乙烯损失也少，另外，氧气氧化法流程比空气氧化法短，设备少，建厂投资可减少15%-30%，考虑空风装置的投入，总投资会比空气氧化法高一些，但用纯氧做氧化剂可进步进料浓度和选择性，消费本钱大概,(dgi),为空气氧化法的90%,同时氧气氧化法比空气氧化法反响温度低，有利于延长催化剂的使用寿命，故大规模消费采用氧气氧化法。,第四十页，共五十五页。,主要,(zhyo),反响方程式如下：,主反响,副反响,第四十一页，共五十五页。,由乙烯环氧化反响的动力学可知,(k zh),，乙烯完全氧化生成二氧化碳和水，该反响是强放热反响，其反响热效应要比乙烯环氧化反响大十多倍。故副反响的发生不仅使环氧乙烷的选择性降低，而且对反映热效应也有很大的影响。选择性下降，热效应就明显增加，如选择性下降移热慢，反响温度就会迅速上升，甚至产生飞温。所以反响过程中选择性的控制非常重要。,第四十二页，共五十五页。,5.3 催化剂的选择,环氧化法消费环氧乙烷是一个强放热放应，为减少深度氧化的副反响，进步选择性，催化剂的选择非常重要。研究说明，只有在银催化剂催化下乙烯的环氧化反响才有较高的选择性。工业,(gngy),上使用的银催化剂是由活性组分，载体和助催化剂所组成。,第四十三页，共五十五页。,载体载体的主要功能是分散活性组分和防止银微晶的半熔和烧结，使其活性保持稳定。由于乙烯环氧化过程存在平行副反响和连串副反响的竞争，又是一强放热反响，故载体的外表构造及其导热性能，对反响的选择性和催化剂颗粒内部温度的分布有显著的影响。载体外表积大，活性比外表积大，催化剂活性高但也有利于乙烯完全氧化反响的发生，甚至生成的环氧乙烷很少。载体如有空隙，由于反响物在细空隙中的扩散速度慢，产物环氧乙烷在空隙中浓度比主体浓度高，有利于连串副反响地进展。工业,(gngy),上为了控制反响速度和选择性，均采用低比外表积无孔隙或粗空隙惰性物质作为载体，并要求有较好的导热性能和较高的热稳定性。工业,(gngy),上常用的载体又碳化硅，氧化铝和含有少量氧化硅的氧化铝等。,第四十四页，共五十五页。,助催化剂所采用的助催化剂有碱金属类，碱土金属类和稀土元素化合物等。碱土金属类中，用得最广泛的是钡盐。在银催化剂中参加少量钡盐，可增加催化剂的抗熔结才能，有利于进步催化剂的稳定性，延长其寿命，并可进步活性。据研究,(ynji),两种或两种以上的助催化剂起到协同作用，可进步选择性。,第四十五页，共五十五页。,抑制,(yzh),剂 在银催化剂中参加少量硒碲氯溴等对抑制,(yzh),二氧化碳的生成，进步环氧乙烷的选择性有较好的效果。工业上常在原料气中添加微量有机氯如二氯乙烷，以进步催化剂的选择性，调节温度。,第四十六页，共五十五页。,5.4 反响器及混合器的选择,乙烯环氧化制环氧乙烷是一强放热反响，温度对反响的选择性又甚敏感，对于这种反响最好采用流化床反响器，但因为细颗粒的银催化剂易结块也易磨损，流化质量很快恶化，催化剂效率急速下降，故工业上普遍采用的是列管式固定床反响器，管内放催化剂，管间走冷却介质。,在配制混合气时，由于纯氧参加到循环气和乙烯的混合气中去，必须使氧和循环气迅速混合到达平安组成(z chn)，假设混合不好很可能形成氧浓度局部超过极限浓度，进入热交换器时易引起爆炸危险。为此，混和器的设计极为重要，工业上是借多空喷射器对着混和气流的下游将氧高速度喷射到循环气和乙烯的混合气中，使他们迅速进展均匀混合。为了确保平安，需要用自动分析检测仪监视，并配制自动报警连锁切断系统，热交换器安装需要有防爆措施。,第四十七页，共五十五页。,1.4 影响,(yngxing),因素反响条件的分析,反响温度,乙烯环氧化过程中存在着平行的完全氧化副反响，影响转化率和选择性的主要因素是温度。温度过高，反响速度快、转化率高、选择性下降、催化剂活性衰退快、易造成飞温；温度过低，速度慢、消费才能小。所以要控制适宜温度，其与催化剂的选择性有关，一般控制的适宜温度在200-260。,第四十八页，共五十五页。,反响压力,加压对氧化反响的选择性无显著影响，但可进步反响器的消费才能且有利于环氧乙烷的回收，故采用加压氧化法，但压力高对设备的要求,(yoqi),高费用增加催化剂易损坏。故采用操作压力为2Mpa左右。,第四十九页，共五十五页。,空速,与温度相比该因素是次要的，但空速减小，转化率增高，选择性也要降低，而且空速不仅影响转化率和选择性，也影响催化剂的空时收率,(shu l),和单位时间的放热量，故必须全面衡量，如今工业上采用的混合气空速一般为4000-8000/h左右，也有更高的。催化剂性能高反响热能及时移出时选择高空速，反之选择低空速。,第五十页，共五十五页。,原料纯度,原料其中的杂质可能给反响带来不利影响：使催化剂中毒,(zhng d),而活性下降，如乙炔和硫化物使催化剂永久中毒,(zhng d),，乙炔和银形成的乙炔银受热会发生爆炸性分解；使选择性下降铁离子；使反响热效应增大H2、C3以上烷烃和烯烃；影响爆炸极限，如氩气是惰性气体但其会使氧的爆炸极限浓度降低而且增加爆炸的危险性，氢也有同样的效应，故原料中的杂质含量要严格控制乙炔5ppm,C3以上烃1ppm,硫化物1ppm,H25ppm。,第五十一页，共五十五页。,进入反响器的混合气配比,由于反响的单程转化率较低故采用具有循环的乙烯环氧化过程，进入反响器的混合气是由循环气和新颖原料气混合而成的，其组成既影响经济效益也关系消费平安。氧的含量必须低于爆炸极限浓度，因乙烯的浓度影响氧的极限浓度而且影响催化剂的消费才能，所以其浓度也需控制(kngzh)。乙烯和氧浓度有一适量值如浓度过高，反响快，放热多，反响器的热负荷大，如放热和除热不能平衡，就会造成飞温，假设以氧气作氧化剂，为使反响不致太剧烈仍须参加致稳剂。以氮气作致稳剂时进入反响器的乙烯浓度可达15-20%，氧浓度为8%左右。由于反响的转化率比较低，为了充分利用原料从吸收塔出来的气体须循环。由于循环气中含有杂质和反响副产物，所以需要在循环之前将一局部有害气体排除，即脱除二氧化碳。从吸收塔排出的气体，大局部90%循环使用，小局部送二氧化碳吸收装置，用碱洗法热碳酸钾溶液脱除掉副反响生成的二氧化碳。,二氧化碳对环氧化反响有抑制作用，但适量进步其含量对反响的选择性有好处，且能进步氧的爆炸极限，故循环气中允许有一定量二氧化碳，但不宜过多。,第五十二页，共五十五页。,乙烯转化率,单程转化率的控制与氧化剂的种类有关，用纯氧作氧化剂时，单程转化率一般控制在12%15%，选择性可达75-84%或更高。用空气,(kngq),作氧化剂时，单程转化率一般控制在30%35%，选择性可达70%左右。单程转化率过高时，由于放热量大，温度升高快，会加快深度氧化，使环氧乙烷的选择性明显降低。因为工业上采用循环流程，所以单程转化率也不能太低，否那么会因循环气量过大而耗能增加。,第五十三页，共五十五页。,乙烯催化氧化法制环氧乙烷的工艺需注意以下两点,1、保障平安性,对此工艺，由于副反响为强放热反响，温度的控制尤为重要，假设反响热未及时移走，就会导致温度难于控制，产生飞温现象。由于是氧气做氧化剂，还存在爆炸极限的问题，所以反响气体的混合至关重要。可借用多孔喷射器对着混合气流的下游将氧高速喷射入循环气和乙烯的混合气中，使它们迅速进展均匀混合。为控制氧气、乙烯的浓度在爆炸极限以内，也为使反响不致太剧烈，需采用惰性致稳气，可采用N2或CH4作致稳气。,2、保障经济性,对化工行业的消费工业来说，经济性是应首先考虑的重要因素。为满足此要求，应想方法使反响的选择性进步，催化剂的研究开发决定着反响的选择性，故应采用性能良好的催化剂，并用二氯化物来抑制副反响的发生。,还应考虑能量的利用率，想方法利用消费流程中各种位能的热量，充分节约资源，降低消费本钱。,第二步：环氧乙烷制取乙二醇Eo制取EG,摘 要:环氧乙烷以下简称EO和水在乙二醇以下简称EG反响系统反响生成(shn chn)一乙二醇MEG、二乙二醇(DEG)、三乙二醇(TEG).大局部水解水会在后浓缩塔以及乙二醇精制系统之前的四效蒸发系统进展脱除。工艺蒸汽产自于乙二醇第四效脱水塔并且用于给其他几个工艺单元提供热量。杂质通过惰性组分排放，从脱水塔再沸器由主放空冷凝器以及工艺水罐上的醛放空气提塔除去。,第五十四页，共五十五页。,内容,(nirng),总结,年产30万吨乙二醇分厂设计。我国乙二醇消费装置主要集中在中国石化和中国石油两大集团公司手中。国外还有多家公司和研究机构对催化EO水合过程进展研究，例如美国标准油公司采用铜促进磷酸铝催化剂37。间接法：采用合成气合成甲醇甲醛，再合成乙二醇。由方程反响(fnxing)可知：由乙烯制乙二醇的工艺道路中，可以分为两局部来完成。据研究两种或两种以上的助催化剂起到协同作用，可进步选择性,第五十五页，共五十五页。,