[发明专利]一种由合成气生产乙二醇的工艺

说明书

本发明涉及一种由合成气生产乙二醇的工艺，一种由合成气生产乙二醇的工艺，合成气与甲醇合成尾气混合为甲醇合成原料，在甲醇合成催化剂作用下生成甲醇和甲醇合成尾气；一部分甲醇和空气混合后在甲醛合成催化剂作用下生成甲醛和甲醛合成尾气，另外一部分甲醇和加氢反应循环回来的甲醇混合后和乙醇酸进行酯化反应生成乙醇酸甲酯；合成气分离得到的H₂和乙醇酸甲酯加氢尾气混合后，与乙醇酸甲酯在加氢催化剂作用下生成乙二醇、甲醇和加氢尾气；将乙二醇和甲醇分离。

技术领域

本发明涉及一种由合成气生产乙二醇的工艺，具体的说为合成气经“甲醇-甲醛-乙醇酸-乙醇酸酯”合成乙二醇的过程。

技术背景

乙二醇（Ethylene Glycol，简称EG），是一种重要的化工原料，主要用于合成树酯（PET），纤维级PET 即涤纶纤维，瓶片级PET用于制作矿泉水瓶等。乙二醇下游产品中用于聚酯行业的占89%左右。我国是世界最大的乙二醇消费国，约占世界消费总量的52%。在2009年至2018年期间，我国乙二醇消费量年均增长率为13.09%，但我国EG产能严重不足，对外依存度达到60%以上。

目前工业上乙二醇的主要生产工艺为乙烯环氧乙烷路线和煤基草酸酯路线。乙烯环氧乙烷路线的流程为：乙烯氧化生成环氧乙烷，环氧乙烷水解生成乙二醇。该过程中环氧乙烷水解需要大量水，后期分离成本高，并且，该工艺生产成本受石油价格影响较大，上述原因导致该路线较高的生产成本。煤基草酸酯路线的工艺流程为：合成气分离为H₂和CO，其中CO用于羰化合成，H₂用于草酸酯加氢。另外，液氮和氧气反应生成NO，甲醇和NO反应生成亚硝酸酯，亚硝酸酯和CO羰化偶联生成草酸二甲酯，之后草酸二酯加氢生成EG。该工艺主要的缺点是：技术环节多和辅助单元多、流程复杂；存在众多的循环物料流（如NO，H₂，甲醇等），缺乏原子经济性；并且在脱氢环节、羰基化环节都采用贵金属Pd催化剂，固定投入较大；此外，在亚硝酸酯生产过程中产生大量稀硝酸废水，处理成本高，环境压力大；同时，酯化单元中产生的水分在进入偶联反应器前需进行脱除，吸水剂在吸收水分的同时吸收亚硝酸酯（MN）气体，造成MN局部富集，形成爆炸混合气体；尤其重要的是，该路线得到的乙二醇产品纯度低，较难达到聚酯级要求。

鉴于上述两种路线存在的固有的缺点以及我国富煤少油的能源现状，发展新的EG合成工艺在我国具有重要的现实意义。

发明内容

本发明提供一种由合成气生产乙二醇的工艺，具体地说为由合成气经“甲醇-甲醛-乙醇酸-乙醇酸酯”生产乙二醇的过程，以解决目前乙二醇合成过程存在的生产成本高、乙二醇产品纯度低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种由合成气生产乙二醇的工艺，按照如下的步骤进行

步骤一、将煤制合成气分离出的CO和H₂作为合成气，部分合成气和甲醇合成装置中生成的甲醇合成尾气作为甲醇合成原料，在甲醇合成催化剂作用下在甲醇合成装置中经过合成气制甲醇反应生成甲醇和甲醇合成尾气；

步骤二、在甲醇合成装置中生成的甲醇，一部分甲醇合成装置中生成的甲醇和空气混合后在甲醛合成催化剂作用下在甲醛合成装置中进行甲醇氧化反应生成甲醛和甲醛合成尾气，另外一部分甲醇合成装置中生成的甲醇和乙醇酸甲酯加氢装置反应后分离出的甲醇混合后和乙醇酸合成装置合成的乙醇酸在乙醇酸甲酯合成装置中进行酯化反应生成乙醇酸甲酯；

步骤三、另一部分合成气在气体分离装置中分离，气体分离装置分离得到的CO和乙醇酸合成装置中得到的乙醇酸合成尾气（包含CO）混合后，与甲醛合成装置中生成的甲醛在乙醇酸合成催化剂作用下在乙醇酸合成装置中进行羰基化反应生成乙醇酸和乙醇酸合成尾气；

步骤四、气体分离装置分离得到的H₂和乙醇酸甲酯加氢装置反应后分离出来的乙醇酸甲酯加氢尾气混合后，与乙醇酸甲酯合成装置得到的乙醇酸甲酯在乙醇酸甲酯加氢装置中进行加氢反应生成乙二醇、甲醇和乙醇酸甲酯加氢尾气；