年产10万吨生物基乙二醇工艺流程设计开题报告

1. 研究目的与意义

乙二醇是源自石油、煤、天然气、生物质资源的重要基础有机化工产品，主要用作生产聚酯的原料。我国是世界上最大的聚酯生产和消费大国，因而也是最大的消费大国，国内自给能力存在巨大的缺口，为我国化工企业提供了非常可观的市场发展空间和机遇。不仅能够有效地缓解我国乙二醇产品市场的供需矛盾，对我国能源资源的合理利用、减小对石油资源依存度有深远的意义。近年来我国乙二醇产业发展迅速，但拥有自有知识产权的核心技术还不是国内乙二醇产业发展的主要推动力，因而基于资源多元化的低耗、高效、安全、清洁的生产技术的创新、开发、应用、推广和宣传成为我国乙二醇产业和聚酯产业可持续稳定发展的关键，也是我国化工科技界义不容辞的责任和义务。

2. 课题关键问题和重难点

首先是项目可行性的论证，对项目建设意义的探索与建设规模的研究，并对这一课题提出技术性方案。目前工业生产乙二醇普遍采用传统的石油路线，即环氧乙烷水合法，该法工艺流程长，H2O/EO 的摩尔比高，能耗大、乙二醇的选择性相对较低。且由于石油是不可再生能源，资源的稀缺，乙二醇的生产成本受石油价格影响波动较大。为克服上述缺点并降低生产成本，开展绿色路线合成乙二醇的研究成为热点。通过文献资料的整理和分析，本设计拟以工业化前景看好的草酸酯法(CO氧化偶联法)制乙二醇工艺，该工艺流程简单、能耗小、乙二醇的选择性相对较高为背景，参考相关文献及专利，以计算手段对合成乙二醇的工艺流程进行设计计算研究。

3. 国内外研究现状（文献综述）

前言：

针对年产10万吨生物基乙二醇工艺流程方法，国内外已经有大量的学者对其展开了相关的研究，乙二醇是一种重要的基本有机原料，主要用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、汽车防冻液、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、增塑剂等，用途广泛。

正文：

4. 研究方案

草酸酯合成法（co氧化偶联法）

草酸酯法制备乙二醇，首先是no、o2与甲醇或乙醇反应生成亚硝酸酯;然后是由合成气分离得到的co与亚硝酸酯在金属pd的催化作用下进行粪基化反应，生成草酸二酯(草酸二甲酯或草酸二乙酯)和 no，no进行循环合成亚硝酸酯;最后一步反应就是草酸二酯在金属cu的催化作用下，反应生成乙二醇和甲醇或乙醇，甲醇或乙醇则循环充当合成亚硝酸酯的原料。各式中的r表示烷基，由于草酸二甲酯比草酸二乙酯具有更好的稳定性,因此多以草酸二甲酯作为加氢制备乙二醇的原料。本设计拟对亚硝酸酯的制备、草酸二甲酯的合成、加氢以及相关的分离过程等工艺模块进行设计与计算。采用甲醇、co、no、o2、h和辅助材料（反应各步所用催化剂)。

第一步，亚硝酸甲酯（mn）合成:no和o2经混合加热后与甲醇一起进入反应器，其中no和甲醇过量，在20℃、1.0mpa的条件下进行反应，控制反应温度和压力，使反应生成物为主要目标产物亚硝酸甲酯，伴随着生成ho，副产少量no2、hno3。经分离提纯得纯度较高的亚硝酸甲酯气体，该合成气体送入下一工段，作为合成草酸酯的原料气。

5. 工作计划

首先在第一周学习Aspen课程之后完成开题报告并确定好生产原料的选择，确定好生产原料后，了解生活出纳原料的物理及其化学性质，并了解其生产原理，通过生产原理的深入了解，确定催化剂与设备仪器的选择方向。在第二周至第四周根据开题报告和题目搜集相关资料并完成工艺流程模拟，在模拟中，深刻理解课题的内容，填写中期检查表提交给导师审查意见，并通过导师指导日志、周进展邮箱与指导老师进行信息交流对研究资料及过程进行归纳整理在第五周至第八周中，完成生物基制乙二醇方案的图纸绘制，在导师的指导下进行初稿的编写。在第九周至第十周，提交毕设材料，与导师深入交流，认真听取导师意见，在导师的指导下进行文档编写修改及进行完善。最终确定终稿。