18万吨/年环氧乙烷精制工艺设计文献综述

 2021-09-25 20:32:36

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1引言

环氧乙烷(EO)是一种最简单的环醚,化学性质活泼,能够与许多化合物发生开环加成反应,是重要的乙烯衍生产品。环氧乙烷易燃易爆,爆炸极限为3%~80%(v/v),需要低温储存,不宜进行长途运输,进出口受限,有强烈的地域性[1]

环氧乙烷是现代社会中普遍使用的一种有机化工原料,主要用于制造供汽车防冻剂使用的乙二醇原料。除此之外,在电子产业、化工产业等领域,EO及其衍生品也发挥着重要的作用,例如用于生产非离子表面活性剂、乙二醇醚、防腐涂料等多种化工产品[2]

环氧乙烷生产工艺的研究开始于上个世纪20年代,到现如今已发展快接近100个年头了。从一开始的氯醇法工艺,再到银催化空气直接氧化法,再到后来的氧化法等。经过不断的改进与创新,目前应用面最广、被业内所公认的生产工艺是用纯氧与乙烯在银催化剂的情况下直接制取环氧乙烷。

环氧乙烷的生产工艺不断地发展与进步,目前已到了一个较高的水平[3]

2我国环氧乙烷生产现状与前景分析

我国环氧乙烷的工业生产始于20世纪60年代,采用以乙醇为原料的氯醇法工艺生产环氧乙烷。70年代后期,随着北京燕山石油化工公司和辽阳石油化纤公司分别引进美国SD公司和美国UCC公司的2套环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)联产生产装置的建成投产,我国环氧乙烷的生产改为以乙烯为原料进行生产。由于国内对环氧乙烷年需求量的上升,为满足市场需求,近几年,国内不少企业都在新建或扩建环氧乙烷产能,使得国内环氧乙烷生产能力得到大幅提升。截止到2013年12月底,我国环氧乙烷的当量生产能力(除了商品产能之外,还包括联产乙二醇的环氧乙烷产能)达到503.7万t/a。其中商品环氧乙烷的生产能力达到253.7万t/a[4]

EO市场受产品升级、新兴产业崛起及高附加值下游产品进一步开发,迎来一个较快发展期。EO下游有5000多个精细化工产品,目前国内能自主生产的仅有200个左右,特别是近年来混凝土聚羧酸碱水剂、太阳能多晶硅切割液、乙醇胺、乙氧基化物发展迅速[5]

3 EO生产技术路线比较

3.1氯醇法

氯醇法生产分两步进行:首先是氯气与水反应生成次氯酸,再与乙烯反应生成氯乙醇;然后氯乙醇用石灰乳皂化生成环氧乙烷。这种方法存在的严生缺点大致有:1)消耗氯气,排放大量污水,造成严重污染;2)乙烯次氯酸酸化生产氯乙醇时,同时副产二氧化碳等副产物,在氯乙醇皂化时生产的环氧乙烷可异构化为乙醛,造成环氧乙烷损失,乙烯单耗高;3)氯醇法环氧乙烷,醛的质量分数很高,约为4106~510-6最低也有210-6

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