吨乙二醇二缩水甘油醚工艺设计

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1、年产4600吨乙二醇二缩水甘油醚工艺设计学院：化学化工学院班级：学号：姓名：指导老师：时间：2012年05月-16-目录设计任务说明-3-第一章绪言-3-1.1乙二醇二缩水甘油醚的现状-3-1.1.1用途及性质-3-1.1.2生产方法及其特点-4-1.2产品质量标准-5-1.3国内主要生产厂商-6-1.4生产方法的选择-6-1.4.1相转移催化法合成乙二醇二缩水甘油醚-6-1.4.2二步法合成乙二醇二缩水甘油醚-7-第二章工艺过程分析-8-2.1反应原理-8-2.2工艺流程示意图-8-1.原料、辅助原料规格-9-2.预计原料及

2、辅助原料的消耗定额-9-3.公用工程规格-9-4.预计公用工程消耗定额-9-第三章物料衡算-10-3.1生产任务-10-3.2计算依据-10-3.3物料衡算-10-3.4物料衡算平衡表-12-第四章热量衡算-14-第五章主要设备工艺计算-15-5.1缩合反应釜-15-5.2环化反应釜-15-第六章主要设备-16-第七章设备布置图-17-第八章结论-17--16-设计任务说明1）设计项目名称：年产1140乙二醇二缩水甘油醚工艺设计2）工艺条件：A、缩合反应原料配比：乙二醇：0.5mol→509.82kg/8h1mol环氧氯丙烷→

3、497.65kg/8h催化剂0.5%→5.53kg/8h反应温度：80℃操作方式：连续B、环化反应原料配比：甲苯→2026kg/批40%氢氧化钠溶液→320.26kg/批反应温度：40℃操作方式：连续第一章绪言1.1乙二醇二缩水甘油醚的现状1.1.1用途及性质氯代烷烃是由C10～C30的石蜡烃经氯化而制得的氯代衍生物，通式CnHxCLx根据氯化深度的不同其用途有多种。目前，广泛应用的是氯含量为40％～70的氯烃产品，可作为-16-PVC的辅助增塑剂和阻燃剂以及润滑剂等。氯烃产品的热稳定性是衡量产品质量优劣的主要指标，而氯代烷烃

4、的热稳定剂则对其热稳定性起决定作用。许多研究机构对热稳定剂的开发、改性、复合做了大量的工作，但其主要成份仍是乙二醇二缩水甘油醚，所以开展对乙二醇二缩水甘油醚合成工艺的研究是十分必要的。乙二醇二缩水甘油醚属于低黏度水溶性环氧树脂或脂肪族环氧树脂，是一种淡黄色透明液体，分子式C8H14O4，分子量174.20，密度1.118，沸点112ºC(4.5mmHg)，闪点>110ºC。环氧当量112～135g/eq或环氧基含量28.5％～33.0％。黏度10～100mPa·s。含氯量9.5％。水溶率95％～100％。由乙二醇与环氧氯丙烷反

5、应制得。常与双酚A型环氧树脂混合用作低黏度复合物、铸塑料、浸渍液、胶黏剂、树脂改性剂、织物处理剂、PVC热稳定剂等。广泛用于无溶剂涂料、层压、胶粘剂等，可用作各种灌封料、地坪涂料、胶粘剂。产品牌号性能指标色度APHA粘度25ºCmPa·S环氧值eq/100g有机氯eq/100g无机氯eq/100g水份％——≤10015～25≥0.70≤0.02≤0.005≤0.11.1.2生产方法及其特点乙二醇二缩水甘油醚合成方法一般有3种：(1)一步法，(2)两步法，(3)烯烃氧化法。1983年，Mouzin报导了相转移催化一步合成单缩水甘

6、油醚的方法，随后Gu报道了相转移催化合成二缩水甘油醚的方法，使经典的多步反应简化成一步反应，但是Gu法的产物纯化是采用高真空蒸馏的方法，真空度低于1mmHg，这对二缩水甘油醚的生产和应用及普及都十分不利。对于烯烃氧化法，常用氧化剂来氧化辛烯，而其要求条件复杂，消耗大量能源，成本高，效果不好。两步法是用二元醇与环氧氯丙烷在催化下(一般采用BF3·O(CH2CH3)2催化剂)开环加成，然后在碱的作用下闭环，得到二缩水甘油醚，国内外大多数生产厂家采用此法。但催化剂BF3·O(CH2CH3)2腐蚀设备，污染严重，所以急待开发一种无污染

7、高效率的催化剂。天津石化公司研究院研制的MTZ催化剂是一种有机磺酸盐，用于代替BF3·O(CH2CH3)2、KOH等催化合成乙二醇醚有着非常好的催化效果：a．以MTZ催化剂代替BF3·O(CH2CH3)2合成乙二醇二缩水甘油醚是可行的，MTZ的用量仅为BF3·O(CH2CH3)2用量的1／2．6，产品性能高于用BF3·O(CH2CH3)2产品，达到了国内同类产品水平。-16-b．较佳的开环反应条件为：MTZ为乙二醇质量的0.1；羟基：ECH=1：1(too1)；滴加温度：140～16O℃；滴加时间：3h；反应温度140～16O

8、℃，恒温1h闭环反应条件：二氧六环为溶剂、NaAIO为碱催化剂，回流时间8h。c．用MTZ催化剂代替BF3·O(CH2CH3)2，可降低乙二醇二缩水甘油醚的生产成本，改进工艺、提高产品质量，应继续进行MTZ催化剂的复配试验。以降低引发温度，减少能耗，进一步提高产品性能。1.2