Получение моноэтиленгликоля гидратацией окиси этилена

Процесс некатилитический:

Образуется МЭГ (99,99 %), эта экзотермическая реакция.

Гликоли используют, как антифриз при этом необходимо температуру понижать, а еще в текстильной промышленности.

В качестве побочного продукта может образоваться диэтиленгликоль (взаимодействие МЭГ с окисью). Поэтому процесс необходимо разбавлять водой, при мольном соотношении (15-20:1), но при этом повышаются энергозатраты. Образующиеся побочно ди- и полиэтиленгликоли можно использовать для приготовления полиэфирных смол, пластификаторов и смазочных масел.

Условия процесса: процесс гидратации проводят при температуре 150-180 ºС и давлении до 2 МПа. Состав рекц массы зависит от соотношения окиси этилена и воды и для макс выхода МЭГ соотношение окиси этилена и воды 1:15 или 1:20. Для того, чтобы МЭГ никак не взаимодействовал с окисью этилена (принцип разбавления). Увеличение избытка воды яв-ся невыгодным, так как приводит к повышению энергозатрат на выпаривание воды из рекц массы. Процесс протекает с выделением тепла (экзо-), в промышл исп-ся и адиабатич и изотермич реактора.

Технологич процесс получения МЭГа включает в себя след стадии: 1) реакторный блок; 2) выпаривание воды; 3) ректификация и выделение товарного МЭГа.

Краткое описание: смесь окиси этилена и воды с узла смешения подается в реактор Р-1. предварительно нагреваясь. После реактора реакцион масса подается в выпарную установку для удаления воды. Система выпарной установки состоит из 5 насадочных колонн. в качестве орошения этих колон используется дистиллят колонны Кн-5. 4 и 5 колонна работают под вакуумом. 6 предназначенадля осушки МЭГа, куб 6 подается на питание 7, для выделения товарного МЭГа. МЭГ волоконной чистоты – 99,9%. Куб колонны 7 поступает в Кн-8 дополнительно извлекается МЭГ и полиэтиленгликоль (ПЭГ). Х(окис этилена)=100%, S =(ок этилена) = 92%, 8% идет на образование ПЭГ.

3.Греющие теплоносители(насыщенный водяной пар, горячая вода, органические, ионные, жидкометаллические теплоносители, дымовые газы, эл-ий ток).Охлаждающие теплоносители (вода, воздух, лед, низкокипящие жидкости, хладагенты).

1.Наиболее доступный и экономичный греющий агент – насыщенный водяной пар, широко используемый благодаря большой теплоте конденсации, высокому коэффициенту теплоотдачи и постоянству температуры конденсации. Но нагревать паром выше 180-200˚С невыгодно из-за его высокого давления. Обычно нагревают глухим паром – через стенку, а иногда – острым (смешение пара с нагреваемой средой). Вода применяется обычно для нагрева не более 100˚С, используют воду под давлением. Вода уступает водяному пару по коэффициенту теплоотдачи и дает отложение (накипь). Для нагревания выше 200˚С применяются высокотемпературные теплоносители (перегретая вода, органические, ионные и жидкометаллические). Все перечисленные теплоносители – промежуточные.Прямыми источниками тепла, отдающими его промежуточным теплоносителям, являются дымовые газы (сжигание топлива) и электрическая энергия. Дымовым газам характерны низкие коэффициенты теплоотдачи (до 1000-1100˚С). Нагревание перегретой водой невыгодно (очень высокое давление) и применяется редко – до 350˚С. Температура нагрева органическими теплоносителями (до 400˚С) ограничивается их термическим разложением. Кроме того, они горючи и взрывоопасны (даутерм – смесь дифенила и дифенилоксида – температура кипения при атм.давлении 258, минеральные масла(еще выше), глицерин(290)). Из ионных используются кремнийорганические (до 350˚С) соединения и нитрит-нитратная смесь (до 540˚С). Для жидкометаллических теплоносителей (Li, Na, K, Hg и т.д.) характерны высокие коэффициенты теплоотдачи, термостойкость. Но они коррозионноактивны. Нагревают ими до 800˚С и выше. В широком интервале температур можно нагревать электрическим током, например, в электропечах сопротивления. Но это сравнительно дорогой способ нагрева.

2.Для охлаждения до 10-30˚С используют воду и воздух. По сравнению с воздухом вода имеет большие значения теплоемкости и коэффициента теплоотдачи. Оборотную воду (отработанную воду теплообменников) охлаждают в градирнях, в которых навстречу распыляемой воде поднимается воздух. Вода используется для охлаждения как в поверхностных, так и в смесительных теплообменниках. Несмотря на низкий коэффициент теплоотдачи воздуха иногда воздушное охлаждение экономичнее водяного и находит все более широкое применение. Охладить до 0˚С можно введением в охлаждаемую среду льда. До более низких температур (ниже 0˚С) охлаждают в холодильных установках специальными хладоагентами (фреоны, аммиак, этан, пропан и т.д.).