催化水合法合成乙二醇.docx
- 文档编号:10635966
- 上传时间:2023-02-22
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:451.36KB
催化水合法合成乙二醇.docx
《催化水合法合成乙二醇.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《催化水合法合成乙二醇.docx(29页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
催化水合法合成乙二醇
摘要
本文在系统研究催化水合法的基础上,进行管式连续实验对影响该反应转化率与选择性的因素进行了考察,并进一步优化反应条件。
在实验研究的基础上,考察了各因素与过程能耗的关系,最后制作了200t/a的中试方案。
通过本文的研究,解决了直接水合法水比高的缺陷,得到高的反应转化率与选择性,为催化水合法制乙二醇的工业化实现奠定了基础。
具体内容包括:
1.对于催化水合法合成乙二醇这个反应体系,探讨了催化剂NY、水比、反应温度、压力等因素对反应的影响,发现温度是影响转化率的重要因素,45℃是该反应的临界温度,而催化剂量和水比是影响选择性的重要因素。
2.管式实验研究结果表明,在催化剂循环使用并性能不变的前提下,当水比为9.78:
1,催化剂NY质量百分含量为6%到10%,反应温度60℃到120℃、压力为1.0MPa、流量为1.6L/hr的工艺条件下,环氧乙烷的转化率为99.8%,乙二醇的选择性为100%,且得到的乙二醇产品符合工业品标准。
3.对催化水合法工艺流程进行了设计与优化,得到了该工艺的操作条件及最优方案并对200t/a的中试方案进行了制作。
关键词催化水合法 乙二醇 合成 优化
第一章文献综述
1.1引言
乙二醇(EthyleneGlycol,简称EG),又称甘醇,或称乙二醇,是一种重要的化工原料,自被发现与对苯二甲酸(PTA)反应生成聚对苯二甲酸二甲酷,可作为聚酯纤维和聚酯塑料的原料后,乙二醇的用量就大大增加了。
目前乙二醇主要用来制造聚酯纤维,这也是世界范围内乙二醇最重要的市场,占乙二醇总消费量的40%以上;其次是作为防冻剂的主要原料,用量占到总消费量的35%;作为化学试剂,乙二醇主要用于气相色谱的固定液,用于分析低沸点含氧化合物、胺类化合物、氮和氧杂环化合物等;除了上述的用途,乙二醇在染料、涂料、粘合剂、溶剂、润滑剂、软化剂、增塑剂和炸药等方面应用也非常广泛。
因它的生产与消费引起各国普遍重视,生产技术不断得到改进,新工艺的研究开发方兴未艾。
自从1859年Wurtz以乙二醇二乙酸酯与氢氧化钾作用制得乙二醇以来,国内外已开发了多种可行的生产工艺和制备方法。
如一次世界大战期间,德国采用二氯乙烷水解法生产乙二醇;二十年代,随着汽车工业的发展,防冻剂用量的急剧增长,美国采用氯乙醇法大规模生产乙二醇;五十年代,由于聚酯树脂的开发成功,使得以石油为基础的乙烯、环氧乙烷(EheyleneOxide,简称EO)合成乙二醇的技术有了突破,再次促进了乙二醇的生产。
目前,世界上乙二醇生产大都采用环氧乙烷直接水合法的工艺,主要生产商为Shell公司、UCC公司和Halcon-SD公司,他们所拥有的生产能力占全世界的90%左右,其次为口本触媒化学公司、美国Dow化学公司、口本二井东业公司、英国的ICI公司等。
国内乙二醇生产起步于60年代,以乙醇脱水或渣油裂解的乙烯为原料,采用氯醇法工艺生产,装置生产能力为5000t/a以下。
由于该方法能耗高、污染大、技术落后,不适合大规模生产,随着乙烯氧化法生产EO与EG工业化的实现,氯醇法完成了历史使命,截止1994年,国内氯醇法生产装置均已停止生产。
随着石油化工的发展,我国乙二醇生产引进了国外的先进技术。
70年代,北京燕山石化公司和辽阳石油化纤公司先后引进了美国科学设计公司(SD)和德国Hiis公司的大型氧化法生产装置,使我国EG生产技术向前迈进了一大步。
目前国内大型乙二醇生产以引进Shell公司、UCC公司和Halcon-SD公司的技术为主,共有11套大型乙烯氧化法的生产装置,UCC公司和Halcon-SD公司的技术为总生产能力为940kt/a。
1.2乙二醇的主要合成工艺
据文献报道,合成乙二醇的工艺大致可分为乙烯直接水合法、甲醛合成法、环氧乙烷水合法、碳酸乙烯酯(EthyleneCarbonate,简称EC)法、合成气合成法、氧化偶联法等,但当前占主导地位的主要是环氧乙烷直接水合法。
1.2.1乙烯直接水合法
乙烯直接水合法是美国Halcon-SD公司首先开发的,又称Oxirane法。
此法是乙烯在含TeO2和48%HB:
催化剂存在下,在醋酸溶液中于160℃、2.84MPa条件下氧化生成乙二醇、乙二醇二乙酸酷,乙二醇单乙酸酷的混合物,后两种产物可在70-130℃、0.12MPa时酸催化水解成乙二醇。
上述反应中,醋酸可循环使用,乙烯转化率为60%,乙二醇总选择性可达97%,以乙烯计算乙二醇收率约为94%。
乙烯直接水合法的优点是乙二醇的选择性高,乙烯消耗定额低,与乙烯直接氧化法相比可下降40%左右。
此外,该法不需要高纯度的乙烯,可减少乙烯精制的费用。
但其缺点是明显的,由于TeO2/HBr所引起的腐蚀严重,要求特殊材质的设备,并且水解时产物乙二醇的提浓和精制要耗费大量热能,故现在工业上已逐步淘汰这一方法。
1.2.2甲醛合成法
美国杜邦公司曾成功开发以甲醛为原料生产乙二醇的方法,并建成小规模工业生产。
其方法是以甲醛、一氧化碳为原料,在150-225℃,50.6-101.3Kpa条件下经硫酸或BF3催化缩合生成乙醇酸,收率为90%。
乙醇酸在硫酸催化剂的存在下,控制反应温度为210-220℃,压力81.0-91.1KPa,用甲醇酯化生成乙醇酸甲酯,后者在210-215℃,3.039MPa下,用业铬酸铜催化加氢生成乙二醇,收率为90%,甲醇则循环于过程中。
由于反应中硫酸量大,造成严重的污染问题,故现在也基本不采用此方法生产乙二醇。
美国孟山都公司1983年以甲醛、CO和氢气为原料、运用HRH(CO)2(PPh3)/胺系多组分均相催化剂,在19.6MPa、120℃下转化为乙醇醛,然后乙醇醛加氢生成乙二醇,甲醛转化率达到95%。
1.2.3环氧乙烷水合法
1.2.3.1常压催化水合法
以环氧乙烷水溶液为原料,加入0.5-1.0%的稀硫酸作为催化剂,反应温度50-70℃,反应压力9.8-19.6KPa,反应时间30min,水合制得乙二醇。
反应液用碱液中和,经蒸发塔蒸去水分,得到80%的乙二醇,再进入精馏塔提浓,得到98%以上的乙二醇成品。
本法为早期开发的方法,由于存在腐蚀、污染和产品质量问题,加之精制过复杂,各国已逐渐停用,而改用环氧乙烷加压水合法。
1.2.3.2直接水合法
这是目前工业规模生产乙二醇最主要的方法,亦称环氧乙烷加压水合法。
原料为水和环氧乙烷摩尔比(简称水比)为22:
1的溶液,在管式反应器中,于150-200℃,1.5-2.5MPa的条件下反应20min,直接液相水合制得乙二醇,同时副产物为二乙二醇(DiethyleneGlycol,简称DEG),二乙二醇(TriethyleneGlycol,简称TEG)和多乙二醇。
工业生产中主要产物摩尔比大致为EG:
DEG:
TEG=100:
10:
1。
反应所得的乙二醇稀溶液通过热交换器被冷却后进入膨胀器,在此将乙醛、巴豆醛等易挥发组分吹出,液体流入贮槽,再用泵送去蒸发提浓,经多效蒸发后的液体进入脱水塔脱除水分,塔顶粗乙二醇进入精制塔,塔顶得到纯的乙二醇,塔底得到多缩乙二醇,再进入填料塔得到各种组分。
反应的主要方程式如下:
主反应:
副反应:
本法中增加压力和升高温度可以提高乙二醇的产率,但副产物二乙二醇及高聚物的量也同时增加,即环氧乙烷转化成乙二醇的选择性变差。
为了提高乙二醇的选择性,可以在原料中提高水的配比量,但产品中水含量增加,相应的乙二醇含量降低,从而增加了蒸发和提浓时的能量消耗。
在产物中要除去大量的水分是很不经济的,因此人们试图寻求催化水合法生产乙二醇,从而达到降低水比的目的。
1.2.3.3催化水合法
针对常压催化水合法中使用的酸或者碱催化剂不仅会生成一些不需要的副产物,而且还会腐蚀、污染并影响乙二醇的质量问题,各大公司均纷纷研究开发催化水合法合成乙二醇的工艺。
美国的UCC公司早期使用如Mo、W或V等多价态过渡金属含氧酸盐催化剂,如含((HV2O7)3-钼酸、偏钼酸根等的盐类,阳离子为碱金属、氨盐、季氨盐、季磷盐等。
上述催化剂用量是EO的0.05-30%(wt),反应条件为C02:
EO<05:
1,温度150-200℃,压力0.2-lOMPa,水比2.44-24:
1时,EO转化率为30%,EG选择性>90%。
虽然这些催化剂能够提高转化率、降低水比,但是部分催化剂会流失到产物中,从而增加不必要的分离提纯步骤。
鉴于水溶性V、Mo、W催化剂流失问题,UCC公司又开发了具有水滑石结构、水热稳定的混合金属框架催化剂,该催化剂具有水热稳定性好、选择性高、寿命长等优点。
早期常压催化水合法中使用酸可以提高反应速度,但无法抑制副反应的产生,因此口本二井公司采用羧酸/酸盐复合催化剂(羧酸与梭酸盐的摩尔比为100:
5-5:
100),用量为1-20Mo1/100Mo1E0,在温度为80-200℃,压力为0.5-3MPa,水比为2.4-15:
1条件下反应30分钟到3小时,EO转化率为100%,EG选择性为90-94%。
该反应为液相反应,可以在间歇、半连续或连续反应器中进行。
Shell公司早期曾采用氟磺酸离子交换树脂为催化剂,在75-115℃,水比为7.2-36:
1时,EG选择性为94%,缺点是EO转化率仅为70%左右。
鉴于此,该公司开发了聚有机硅烷氨盐催化剂,在水比为9.78-12.2:
1,温度90-150℃,压力0.2-2.OMPa条件下反应5-7小时,EG选择性为90-95%,EO最高转化率99.7%。
但大多数情况下EO转化率仍低于70%。
为了提高EO的转化率,Shell公司又研制了大环鳌合化合物催化剂,通常大环化合物是含有0,N,S等杂原子的有机环状化合物,其中阴离子为反应条件下具有催化活性的物质,如卤化物、碳酸氢盐或磷酸氢盐等;阳离子为碱金属离子、碱土金属离子或氨根等,阳离子的量一般为EO摩尔数的0.Ol-0.1。
通过采用该类催化剂,在75-115℃,水比为6.7-36.6:
1条件下反应5小时,EO转化率>99%,EG选择性最高可达95%。
俄罗斯国立“索维吉赫”科技生产企业的ShvetsVF,MakarovMG,SuchkovYuP等对EO催化水合制EG进行了数十年的研究,其催化体系为离子交换树脂,这些树脂是由苯乙烯和二乙烯基苯交联的带有季氨基的碳酸氢盐型离子交换树脂,例如AnionitesAV-17和AV-17-To早期的季氨基为苯基二甲基季氨基,在温度80-130℃,压力0.8-1.6MPa条件下,采用特殊的串联一并联活塞流反应器,EO转化率>99%,EG选择性为93-96%。
为了提高催化剂的比生产能力和催化剂的热稳定性,Shvets等进行了深入的研究,将原有树脂进行了如下改进:
(1)离子交换树脂聚合单体含有两个或两个以上的正电中心;
(2)阳离子为二元羧酸或二元羧酸等多兀梭酸根。
在改进的催化剂的作用下,水比为6.7-17.l:
1,温度100到140℃,压力1.0-2.OMPa条件下,EO转化率>99%,EG选择性为950/a左右。
FLJohnson等采用部分氨中和的磺酸催化剂,特别是带有磺酸基的离子交换树脂为水合催化剂。
如在催化剂AmberlystXN-1010作用下,反应温度100-125℃,压力1.4-2.8MPa,水比为5-11:
1时,EG收率为70%左右。
我国大连理工大学也进行了环氧乙烷催化水合法合成乙二醇的工艺研究。
所用催化剂为无机盐和杂多酸的复合物,无机盐为KI,杂多酸为
。
当反应条件为:
水比9-17:
1,催化剂用量2-15%,反应温度100-150℃,压力0.8-2.1MPa,时间8-30min时,EO转化率为95-99.9%,EG选择性为88-96%。
1.2.4碳酸乙烯酯法
通常,环氧乙烷水合法缺点是生成乙二醇的选择性低,很难达到90%以上。
七十年代,美国Halcon-SD和聚合碳化物公司同时开发出一种新的方法,即通过二氧化碳与环氧乙烷反应生成碳酸乙烯酯,然后再分解成乙二醇,乙二醇的收率为98.9%。
口本触媒公司运用KzMo01-KI为催化剂,水与环氧乙烷摩尔比为12:
1,130℃下反应生成乙二醇。
其过程为环氧乙烷、二氧化碳和催化剂水溶液一起在反应器中反应得到乙二醇水溶液,再进入
分离器使
与乙二醇分离。
经冷凝器除去冷凝液后重新回到反应器中,分离
后的乙二醇溶液则进行浓缩,精制成合格产品。
在此工艺基础上,该公司还开发了据称可在工业化规模连续操作的工艺路线,在KI催化下,环氧乙烷与
在160℃时酯化生成碳酸乙烯酯,再以氧化铝作催化剂、140℃、2.25MPa下水解,则环氧乙烷转化率可达99.9%,碳酸乙烯酯转化率为100%。
由于碳酸乙烯酯法具有能耗低、收率高和选择性好等优点,并且中间产物碳酸乙烯酯毒性小,是一种优良的溶剂,因此该法已越来越受到广大专家学者的重视。
1.2.5合成气法
近年来,迫于石油价格上涨,碳一化学口益受到重视。
从长远观点而言,开发合成气合成乙二醇的生产工艺是比较理想的工艺。
合成气法选用的催化剂体系有钻、钌、铑等。
如美国联合碳化物公司便做过高压下(300MPa),用钻催化剂催化合成有机化合物,其中就包括乙二醇。
若以羧基锗络合物作催化剂,四氢吠喃为溶剂,在344.5Mpa、190-230℃下,等摩尔比的
、C0,经液相一步合成可得乙二醇,选择性为85%,副产物是丙二醇、甘油及少量甲醇。
把二价乙酞丙酮化钉、乙酞丙酮化锗悬浮在四丁基磷溟化物上,组成钌、铑双金属催化剂,在220℃、286MPa、
:
CO=1:
1摩尔比)的条件下,可得到较高的乙二醇收率。
合成气直接合成乙二醇的方法,由于压力太高,副产甲醇多,锗回收率低(约90%),故目前尚未实现工业化生产。
1.2.6氧化偶联法
从分子结构式考虑,甲醇分子脱氢二聚就成为乙二醇。
采用Rh的双核络合物
的甲醇溶液进行液相光脱氢反应,能得到乙二醇、甲醛、甲缩醛等,但产物中乙二醇的选择性不高。
为了提高选择性,可先将甲醇中活性较强的轻基保护起来,用有机过氧化物进行脱氢偶联。
最近,在甲醚催化氧化二聚成二甲氧基乙烷,然后水解合成乙二醇方面取得了明显的进展。
但该法实现工业化规模生产的关键还是选择合适的、高效率的催化剂。
1.2.7多元醇加氢裂解法
使用钻或钌、钯、铂等金属催化剂,在较高压力下,用木糖醇、己糖醇等系列的生化产品可制得乙二醇。
这是一条试图寻求以便宜的生物资源为原料生产乙二醇的工艺路线,如能改进乙二醇的选择性,将会具有一定的工业应用价值。
此外,用连续流动酶也可催化制备环氧乙烷、乙二醇、环氧丙烷和丙二醇等,但由于该工艺需要大容积发酵器,并要提纯大量发酵稀液,故能耗和工程费用较高,尚处于探索阶段。
1.3乙二醇合成技术进展与发展趋势
目前国内外大型乙二醇生产主要采用直接水合法亦称加压水合法的工艺路线,生产技术基本上由ShellHalcon-SD,UCC二家公司垄断。
该生产工艺需设置多个蒸发器,消耗大量的能量用于脱水,从而造成生产工艺流程长、设备多、能耗高,直接影响乙二醇的生产成本,这也是直接水合法的突出缺陷。
近十年来,由于聚酯纤维、聚酯塑料和防冻液等市场对乙二醇的旺盛要求,一些主要生产乙二醇的大公司均致力于乙二醇合成新技术的研究开发,新的制备工艺正不断地被开发出来。
其中进入最后开发阶段的有EO催化水合制EG技术和EO经EC制EG技术。
由合成气制乙二醇的新工艺目前还处于研究开发阶段。
EO催化水合法制EG是相对非催化水合法而言的,针对目前直接水合法水和EO的摩尔比高的缺点,开发水合催化剂,降低水比。
各大公司已发表的一些EO催化水合制EG的专利文献,这些专利文献方法又可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两大类。
Shell和UCC公司在EO催化水合的研究方面进行了大量工作,重点是水合催化剂的开发。
UCC公司开发了两种阴离子水合催化剂:
一种是负载于离子交换树脂上的阴离子催化剂,主要是钼酸盐、钨酸盐和钒酸盐;另一种是二苯基磷络合催化剂。
在两种催化剂的应用例子中,用离子交换树脂AmberliteIRA904制备的钥酸盐催化剂,在水比4.9:
1的条件下水合,EG收率为97%;应用双(二苯基磷)业胺钥酸盐催化剂,在水比为6.2:
1时可获得几乎100%的EG收率。
Shell公司自1994年报道了季氨型酸式碳酸盐阴离子交换树脂作为催化剂进行EO催化水合工艺的开发,获得EO转化率96-98%,EG选择性97-98%的试验结果后,增加了EO催化水合制EG的研究和开发力度,1997年又开发了类似二氧化硅骨架的聚有机硅烷氨盐负载型催化剂及其催化下的环氧化物水合工艺。
在水与环氧化物摩尔比1-14.67:
1,反应温度90-150℃,反应压力0.2-2MPa条件下,可进行间歇操作,也可进行连续生产;同时对该工艺进行了技术经济预测,与现行EO高温高压水解工艺相比,该技术可节省EO/EG装置总投资费用的15%左右。
最近又完成对最有希望的10种催化剂在固定床中模拟实际工厂操作条件的催化剂性能和寿命的筛选研究,成功地开发出第一代水合催化剂5100,使用5100催化剂的400Kt/a规模的EO水合装置也已完成工艺设计,正进行工业化推广,同时水合催化剂5100的改进工作也正在进行中。
表1-1EO催化水合法制EG的专利
EO经碳酸乙烯酯制EG技术是以环氧乙烷和二氧化碳为原料反应生成碳酸乙烯酯,EC再与水反应制备乙二醇。
美国的Halcon-SD,UCC、英国ICI和口本触媒化学等公司一直致力于碳酸乙烯酷法制乙二醇的工作。
SD公司提出的工艺是从EO反应器来的混合物先通过吸收器,再用临界二氧化碳抽提EO,得到的E0、二氧化碳和水的混合物继续与有机卤化物、卤硫化物等酯化反应的催化剂接触合成EC,然后EC被送入水解反应器,在同样的催化剂作用下水解得到EG和二氧化碳,二氧化碳循环使用。
在水比大于5:
1时可获得99%的EG收率。
另外口本触媒化学公司在专利中提出以活性氧化铝为水解催化剂,碳酸乙烯酯的转化率为100%,乙二醇的选择性为99.8%,且产品质量好,并建立了工业化实验装置。
有关专利情况可见表1-2。
表1-2EC法合成EG的专利
综上所述,通过国内外专家学者的不懈努力,已发表了一些EO催化水合制EG和EO经EC制EG的专利文献。
据报道,Shell公司的非均相催化水合法已完成工业化试验,正进行工业化应用推广,其水和EO摩尔比降到9.8:
1,EG收率为99%;UCC公司的均相催化水合法进行了工业化试验研究,其水和EO摩尔比降到6.2:
1,收率为99%以上。
另外,莫斯科门捷列夫化工学院也进行了30t/a中试研究,水和EO摩尔比降到2:
1,收率为98%以上而美国的Halcon-SD、UCC、英国ICI及口本触媒化学等公司则相继开发了碳酸乙烯酷法。
其中美国Halcon-SD公司已进行了工业化研究,水和EO摩尔比可降到2.44:
1以下,收率为99%,但需要先合成EC后再水解成EG。
随着化纤工业的发展,我国聚酯纤维产量的增加推动了乙二醇需求的大幅度增长,但国内的生产仍不能满足需求,每年二分之一的乙二醇市场仍依赖进口,因此对乙二醇生产技术研究还有待于进一步加强,同时希望新技术能尽早实现工业化。
第二章催化水合法合成乙二醇管式实验研究
2.1管式实验流程与步骤
2.1.1流程说明:
管式实验是在模拟工业化装置连续生产的前提下,将经过计量的环氧乙烷和水及催化剂NY加入配料罐中,然后通过计量泵,打入管式反应器,控制一定的反应压力和温度条件进行反应,反应粗品经冷却后计量回收分析,粗品先经蒸发脱水,然后通过减压精馏进行催化剂回收同时得到乙二醇产品,回收的催化剂循环使用。
管式实验流程图如下图2-1所示。
图2-1竹式实验流程图
Fig2-1Sketchoftubularexperiments
1一氧化碳钢瓶2一氮气钢瓶3一稳压阀4-EO钢瓶5一配料罐6一计量泵
7一竹式反应器8一温度控制仪9一冷凝器10一产品储罐11一转子流量计
2.1.2实验步骤:
1.将按比例配置的催化剂水溶液加入配料罐中并密封,通入
置换配料罐中的空气,然后加入一定量的EO配成水比为9.78:
1的EO水溶液并通入一定压力的二氧化碳;
2.将EO水溶液通过计量泵打入管式反应器中,并保持反应器处于一定的温度、压力下,使之反应;
3.反应后的产品经过冷凝器冷却后取样分析;
4.蒸发所得粗品中的水分,然后经过减压精馏得到产品同时分析产品质量。
2.2管式实验结果与讨论
2.2.1管式反应实验结果与讨论
参考直接水合法工业化生产装置的情况,设计了
管式反应器,按照釜式条件实验得到的工艺条件进行了连续化管式实验研究,实验结果如下。
表2-1实验结果表1
Table2-1Resultsofdynamicexperiments1
注:
催化剂白分含量为6%到7%,全部过程在配料罐中完成。
对表2-1的实验结果以EO转化率/时间作图,如下图所示。
图2-2实验结果图1
Fig2-2Resultsofexperiments1
由图2-2可以看出,环氧乙烷与水的反应在配料罐中(即室温下)就可以进行,但比较缓慢。
随着时间的增加,配料罐中的EO与水不断反应,温度也逐渐上升。
50min时(包括配料时间),温度达到60℃,反应变得非常迅速,EO的转化率由46%立即达到99%以上。
由此可见,当温度>40℃时,EO与水的反应迅速加快,同时释放的反应热足以维持反应继续并使反应完全。
由上述分析可知,如果不控制配料温度,环氧乙烷与水在配料罐中就已经反应完全。
因此,配料过程可视为快速化学吸收反应,假如利用吸收塔进行含催化剂(或同时含有EG)的水溶液吸收EO,就可将EO的吸收过程与合成EG的反应过程合为一体,这将对合成乙二醇工艺的创新具有重要意义。
为了按照现有工业装置方式,进行连续实验研究,下面就在控制配料温度的前提下,进行水比为9.78:
1、不同催化剂百分含量(6%到10%)的管式动态连续实验,结果如表2-2、表2-3所示。
表2-2实验结果表2
Table2-2Resultsofdynamicexperiments2
注:
压力为1.OMPa,温度为60℃到80℃,催化剂白分含量为6%到7%,流量为1.6L/hr。
表2-3实验结果表3
Table2-3Resultsofdynamicexperiments3
注:
压力为1.OMPa,温度为60℃到80℃,催化剂白分含量为9%到10%,流量为1.6L/hr。
对上述表2-2、表2-3中的实验结果以EO转化率/时间作图,结果如下图2-3所示。
图2-3实验结果图2
由图2-3可知,在水比为9.78:
1时,随着催化剂百分含量提高(由6%到7%提高到9%到10%),反应变得迅速,反应时间缩短了。
由上图还可以看出:
当水比为9.78:
1时,在催化剂百分含量为6%到10%温度为60℃到80℃、压力为1.OMPa,流量为1.6L/h:
条件下,EG选择性可达100%,EO的转化率达到99.8%以上。
这相对于现有的直接水合法工艺而言,不仅在温度、压力和水比均大大降低的前提下,EO转化率与EG选择性都有明显的提高,这对开发低原料消耗与低能耗的乙二醇生产工艺具有一定的现实意义。
2.2.2催化剂循环实验结果与讨论
由于本文所讨论的是均相催化水合法合成乙二醇,因此从反应后的溶液中分离出来的催化剂必须循环使用,以节省单位产品的催化剂用量。
催化剂在物料中保持相同相态,这对反应产物的分离和催化剂循环使用都是最有利的。
同时,为了保证催化剂循环使用过程的方便,在对反应产物蒸馏时,保留一定量的含催化剂的EG溶液也就显得非常有必要。
为此进行了多次催化剂循环实验,结果列于表2-4和表2-5。
表2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 催化 水合 合成 乙二醇