煤制乙二醇的主要技术工艺有哪些

煤制乙二醇的主要技术工艺包括煤气化制合成气、草酸酯合成、草酸酯加氢以及乙二醇的分离和精制等步骤。
煤制乙二醇作为一种将煤炭资源转化为高附加值化工产品的技术,其主要的工艺流程可以概括为以下几个关键步骤:
1. 煤气化制合成气:首先,通过高温高压的条件下将煤炭气化,生成合成气,合成气主要由一氧化碳(CO)和氢气(H2)组成。这一过程通常在固定床煤气化炉或流化床煤气化炉中进行。
2. 草酸酯合成:将合成气中的CO通过催化偶联反应转化为草酸酯。这一步骤中,CO在催化剂的作用下与氧气反应生成草酸酯。草酸酯的合成工艺可以实现封闭循环,提高原料利用率,降低物耗。
3. 草酸酯加氢:草酸酯在催化剂的作用下与氢气发生加氢反应,生成乙二醇。这一过程需要使用具有高活性和高选择性的催化剂,以保证反应的高效和稳定。
4. 乙二醇的分离和精制:通过物理或化学方法对生成的乙二醇进行分离和精制,以去除杂质,得到高纯度的乙二醇产品。这一步骤通常包括蒸馏、结晶等工艺。
目前,主要的煤制乙二醇工艺是间接法,其中草酸酯法应用最为广泛。以下是几种具体的煤制乙二醇技术:
合成气制乙二醇技术:由惠生工程和天津大学共同研发,拥有完善的合成气制乙二醇物性数据库,草酸酯合成工艺实现封闭循环,亚硝酸酯回收率高,物耗低,同时新型CO偶联催化剂体系开发,适应更宽工艺条件,催化剂成本大幅降低。
草酸酯催化加氢制乙二醇技术:该技术对催化剂和工艺操作有较高的要求,需要开发绿色、高效、长寿命的草酸酯加氢催化剂,同时优化草酸酯合成、草酸酯加氢反应器及其工艺。
烯烃法:以煤为原料,通过气化、变换、净化后得到合成气,再经甲醇合成、甲醇制烯烃(MTO)得到乙烯,最后通过乙烯环氧化、环氧乙烷水合及产品精制得到乙二醇。
直接法:以煤气化制取合成气,再由合成气一步直接合成乙二醇。这一技术的关键是催化剂的选择,目前尚未实现工业化。
总的来说,煤制乙二醇的技术不断进步,朝着高效、低碳、环保的方向发展,以满足国内外市场的需求。