600kta煤制乙二醇工藝設(shè)計(jì)

1、安徽建筑大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱600kt/a煤制乙二醇工藝設(shè)計(jì)系 別材料與化學(xué)工程學(xué)院專 業(yè)化學(xué)工程與工藝姓 名學(xué) 號2015年3月2日至2015年6月19日共16周指導(dǎo)教師簽字系主任簽字2015年1月16日一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容 “煤制乙二醇”即以煤代替石油乙烯生產(chǎn)乙二醇。中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所憑借20多年的技術(shù)積累與企業(yè)聯(lián)手合作，成功開發(fā)了“萬噸級CO氣相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氫合成乙二醇”（簡稱“煤制乙二醇”）成套技術(shù)。乙二醇目前在我國占70%以上需要進(jìn)口，市場廣闊，該項(xiàng)目采用草酸酯加氫合成法生產(chǎn)乙二醇，比傳統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)出量高，排放更小，屬于推廣的高新技術(shù)范疇，項(xiàng)目每生產(chǎn)1

2、噸乙二醇比傳統(tǒng)方式生產(chǎn)節(jié)約0.5噸左右煤，且排放更少，符合國家節(jié)能減排的要求。煤制乙二醇工藝需要處理的關(guān)鍵問題是：CO偶聯(lián)合成草酸酯過程控制及優(yōu)化；草酸酯加氫催化劑；乙二醇產(chǎn)品分離精制。本次設(shè)計(jì)擬對上述問題展開工作，爭取取得一定的突破。目前，我國乙二醇產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)聚酯、防凍液、粘合劑、油漆溶劑、耐寒潤滑油、表面活性劑和聚酯多元醇等。其中聚酯是我國乙二醇的主要消費(fèi)領(lǐng)域，其消費(fèi)量約占國內(nèi)總消費(fèi)量的94.0%，另外約6.0%用于防凍劑、粘合劑、油漆溶劑、耐寒潤滑油、表面活性劑以及聚酯多元醇等。近年來，我國聚酯（包括聚酯纖維、聚酯樹脂和薄膜等）的生產(chǎn)發(fā)展很快，2000年生產(chǎn)能力只有595萬噸， 2

3、008年我國聚酯的產(chǎn)量約1730萬噸，對乙二醇的需求量約636萬噸；2010年聚酯的產(chǎn)量將達(dá)到約1900萬噸，屆時(shí)對乙二醇的需求量將達(dá)到約665萬噸。加上在防凍劑以及其他方面的消費(fèi)量，預(yù)計(jì)我國乙二醇的總需求量，2010年將達(dá)到約710萬噸。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù)1、草酸二甲酯轉(zhuǎn)化率大于90% ；乙二醇選擇性大約90%；乙二醇收率95%。反應(yīng)溫度100-200出口H20.001（vol），CO損失量（即CO2增量）1%（vol）三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作1.查閱文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告（紙質(zhì)版、PPT會議報(bào)告），翻譯與課題相關(guān)的外文文獻(xiàn)一篇。2.具體應(yīng)完成以下幾個(gè)設(shè)計(jì)工作： 

4、1）進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，確定生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝流程。 2）進(jìn)行工藝計(jì)算，包括物料衡算、能量衡算以及輔助設(shè)備選型和計(jì)算。 其他相關(guān)參數(shù)可根據(jù)文獻(xiàn)自擬或計(jì)算。3）繪制工藝流程圖（PFD，PID）。（A2） 4）設(shè)計(jì)精餾裝置，繪制設(shè)備圖。（A2） 5）進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)，并繪制設(shè)備平立面布置圖。（A2） 6）撰寫設(shè)計(jì)說明書。3.論文格式、圖紙要求按安徽建筑工業(yè)學(xué)院相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。4.按照計(jì)劃日程完成各階段工作，實(shí)行周報(bào)告制度（文檔發(fā)至導(dǎo)師電郵，PPT會議報(bào)告）四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排及實(shí)習(xí)安排序 號設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱日 期1領(lǐng)任務(wù)書，分析課題，查閱相關(guān)

5、文獻(xiàn)第1學(xué)期第20周2開題報(bào)告（含文獻(xiàn)綜述、英文文獻(xiàn)翻譯、工藝流程選擇）第2學(xué)期第2周3物料衡算和能量衡算教學(xué)第3、4周4生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)并繪制物料流程圖教學(xué)第5、6周5設(shè)備工藝條件設(shè)計(jì)并繪制規(guī)定設(shè)備的工藝條件圖教學(xué)第7、8周6中期檢查（現(xiàn)有文檔整理，初稿成型，中期答辯）教學(xué)第9周7進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)并繪制設(shè)備平、立面布置圖教學(xué)第10周8繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖教學(xué)第11、12周9撰寫論文初稿教學(xué)第13周10修改論文、圖紙，預(yù)答辯教學(xué)第14、15周11答辯及修改教學(xué)第16、17周12歸檔及其他教學(xué)第18周五、應(yīng)收集的資料、主要參考文獻(xiàn)及實(shí)習(xí)地點(diǎn) 化工設(shè)計(jì)手冊，auto cad軟件，Aspen p

6、lus軟件等。六、乙二醇工藝介紹 1.氯乙醇法以氯乙醇為原料在堿性介質(zhì)中水解而得,該反應(yīng)在100下進(jìn)行。2. 環(huán)氧乙烷水合法環(huán)氧乙烷水合法有直接水合法和催化水合法,水合過程在常壓下進(jìn)行也可在加壓下進(jìn)行。常壓水合法一般采用少量無機(jī)酸為催化劑,在5070進(jìn)行反應(yīng)。環(huán)氧乙烷直接水合法，為目前工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)乙二醇較成熟的生產(chǎn)方法。環(huán)氧乙烷和水在加壓（2.23MPa）和190200 條件下，在管式反應(yīng)器中直接液相水合制的乙二醇，同時(shí)副產(chǎn)品一縮二乙二醇、二縮三乙二醇和多縮聚乙二醇。直接水合法；催化水合法；加壓水合法 環(huán)氧乙烷與水的摩爾比要較高，在16以上，以減少生成醚的副反應(yīng)，該反應(yīng)的溫度在150，壓力14

7、7kPa。水合得到乙二醇。3.目前有氣相催化水合法 以氧化銀為催化劑，氧化鋁為載體，在150240反應(yīng)，生成乙二醇。4.乙烯直接水合法 乙烯在催化劑(如氧化銻TeO2，鈀催化劑)存在下在乙酸溶液中氧化生成單乙酸酯或二乙酸酯,進(jìn)一步水解均得乙二醇。5.環(huán)氧乙烷與水在硫酸催化劑作用下進(jìn)行水合反應(yīng)，反應(yīng)液經(jīng)堿中和、蒸發(fā)、精餾即得成品。或者環(huán)氧乙烷和水在一定溫度和壓力下制得乙二醇,同時(shí)副產(chǎn)二乙二醇、三乙二醇和多乙二醇。反應(yīng)液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、脫水、精制得合格產(chǎn)品和副產(chǎn)品。6、甲醛法7、草酸二酯法日本宇部興產(chǎn)公司(Ube)將此法生產(chǎn)草酸二酯的工藝實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化4。其工藝為，將CO和亞硝酸甲酯或者丁酯在80-150 oC和0.5 MPa下，使用氧化鋁為載體的鈀催化劑進(jìn)行氣相反應(yīng)生成草酸二酯。草酸二酯可以進(jìn)而在銅鉻催化體系的催化下加氫生成EG，選擇性95 %。  目前用此法生產(chǎn)EG的限制在于草酸二酯催化氫化的工藝還不成熟。研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行這一工藝的研究，并開發(fā)出了一些催化體系，例如美國大西洋富田公司(Atlantic Richfield Company)亦即后來的阿科(ARCO)公司的Cu-Cr催化體系、安格公司(Engelhard Corporation)的Cu-Zn催化體系、UCC公司的固載的Cu催化體系以及Ube公司與UCC公司聯(lián)合開