مونو اتیلن گلیکول (MEG) چگونه تولید می شود؟

پاسخ سریع

مونو اتیلن گلیکول (MEG, CAS 107-21-1) اساساً از طریق یک فرآیند هیدراتاسیون دو مرحله‌ای اکسید اتیلن (EO) تولید می‌شود: اتیلن ابتدا با استفاده از یک نقره و سپس به همراه کاتالیست بر پایه MEG، به همراه کاتالیست بر پایه MEG، ابتدا به اکسید اتیلن اکسید می‌شود. دی اتیلن گلیکول (DEG) و تری اتیلن گلیکول (TEG) به عنوان محصولات جانبی-. یک مسیر جایگزین زغال سنگ-به MEG (CTMEG) نیز در مناطق غنی از زغال سنگ مانند چین وجود دارد.

مونو اتیلن گلیکول (MEG)اساساً از طریق فرآیند هیدراتاسیون اکسید اتیلن (EO) تولید می‌شود، جایی که اتیلن ابتدا به اکسید اتیلن اکسید می‌شود و سپس با آب تحت شرایط کنترل‌شده برای تولید MEG، معمولاً همراه با مقادیر کمی دی اتیلن گلیکول (DEG) و تری اتیلن گلیکول (TEG) واکنش نشان می‌دهد.

مرحله 1: تشکیل اکسید اتیلن

تولید مونواتیلن گلیکول با اکسیداسیون اتیلن با استفاده از یک کاتالیزور مبتنی بر نقره شروع می‌شود، جایی که کارخانه‌های صنعتی معمولاً به انتخاب‌پذیری اکسید اتیلن حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد در هر پاس و با اکسیژن به عنوان اکسیدان دست می‌یابند. (تخمین صنعت؛ گزینش پذیری واقعی بر اساس تولید کاتالیزور و طراحی کارخانه متفاوت است.) این مرحله بسیار گرمازا است و نشان دهنده تبدیل هسته بالادست در مجتمع های پتروشیمی است، زیرا خود اتیلن از ترک خوردگی هیدروکربن ها با بخار در دماهای بالاتر از 800 درجه به دست می آید. کارایی این مرحله مستقیماً بر عملکرد پایین دستی MEG و اقتصاد کلی تولید تأثیر می گذارد.

مرحله 2: هیدراتاسیون اتیلن اکسید

سپس اکسید اتیلن از طریق هیدراتاسیون با آب به MEG تبدیل می‌شود، جایی که فرآیندهای معمولی با نسبت مولی آب به-EO اغلب بیش از 20:1 عمل می‌کنند تا با تشکیل محصول سرکوب شوند. در مسیرهای صنعتی استاندارد، گزینش پذیری MEG گلیکول تقریباً 85-90٪ است، به این معنی که حداکثر 10-15٪ خروجی گلیکول های سنگین تر مانند DEG و TEG را تشکیل می دهد. در مقابل، سیستم‌های کاتالیزوری پیشرفته مانند فرآیند OMEGA (توسعه‌یافته توسط Shell) می‌توانند گزینش‌پذیری MEG را تا بالای 99 درصد افزایش دهند و به طور قابل‌توجهی هزینه‌های جداسازی را کاهش دهند و کارایی اتم را بهبود بخشند.

مرحله 3: با-شکل گیری محصول و کنترل فرآیند

در طول هیدراتاسیون، واکنش‌های ثانویه زمانی رخ می‌دهد که اکسید اتیلن با مولکول‌های MEG از قبل تشکیل‌شده واکنش می‌دهد و DEG و TEG را به‌عنوان محصولات کلیدی تولید می‌کند. این واکنش‌های جانبی در دماهای بالا، معمولاً بالای 180 درجه، قابل توجه‌تر می‌شوند و نیاز به کنترل دقیق فرآیند بر دما، فشار و فعالیت کاتالیزور دارند. در مقایسه با هیدراتاسیون معمولی، سیستم‌های بهینه می‌توانند تشکیل DEG/TEG را تا بیش از 80 درصد کاهش دهند و خلوص محصول را بهبود بخشند و تقاضای انرژی تقطیر پایین‌دستی را کاهش دهند. (ارقام بر اساس مقایسه‌های فرآیند کاتالیزوری منتشر شده؛ عملکرد واقعی به شرایط خاص کارخانه بستگی دارد.)

مرحله 4: تصفیه و جداسازی

مخلوط‌های گلیکول خام با استفاده از تقطیر چند مرحله‌ای خالص می‌شوند، جایی که MEG بر اساس نقطه جوش تقریباً 197.3 درجه آن جدا می‌شود. ستون های تقطیر صنعتی تحت فشار کاهش یافته عمل می کنند تا بازده انرژی را بهبود بخشند و از تخریب حرارتی گلیکول ها جلوگیری کنند. مراحل تصفیه نهایی، از جمله فیلتراسیون و تصفیه شیمیایی، تضمین می کند که سطوح خلوص MEG برای کاربردهای درجه الیاف به بیشتر یا برابر با 99.8٪ می رسد، که برای عملکرد و قوام پلیمریزاسیون PET بسیار مهم است. برای تفکیک کامل مشخصات فیبر-در مقابل صنعتی-، راهنمای درجه خلوص MEG ما را ببینید.

مسیر جایگزین: زغال سنگ-به-MEG (CTMEG)

در مناطق غنی از زغال‌سنگ، مونو-اتیلن گلیکول (CAS 107-21-1) نیز می‌تواند از طریق مسیر زغال‌سنگ به-MEG (CTMEG) تولید شود، که زغال‌سنگ را به گاز سنتز، سپس متانول، دی‌متیل هیدروژنه‌سازی، و در نهایت از طریق اگزالات دی متیل (EGD) تبدیل می‌کند. در مقایسه با{10}}تولید مبتنی بر اتیلن، مسیرهای CTMEG مواد اولیه{12}}منعطف‌تر هستند، اما معمولاً منجر به شدت کربن بالاتری می‌شوند، با تخمین زده می‌شود که انتشار چرخه عمر 20 تا 40 درصد بیشتر از فرآیندهای مبتنی بر اتیلن{13}} معمولی باشد، مگر اینکه با سیستم‌های جذب کربن یکپارچه شوند. (تخمین بر اساس مقایسه انتشار انتشارات چرخه حیات منتشر شده{15}}تولید گلیکول مبتنی بر اتیلن در مقابل زغال سنگ؛ ارقام واقعی بسته به گیاه و منطقه متفاوت است.)

انرژی صنعتی و بهره وری فرآیند

تولید مونواتیلن گلیکول (اتان-1،2-دیول) انرژی- فشرده است، با گیاهان اتیلن اکسید و گلیکول یکپارچه که تقریباً 20 تا 25 GJ انرژی به ازای هر تن MEG تولید شده مصرف می‌کنند. فرآیندهای انتخابی{8}بالا مدرن با به حداقل رساندن بارهای جداسازی پایین دست، تقاضای انرژی را کاهش می‌دهند، در حالی که سیستم‌های سنتی کم گزینش به دلیل تقطیر گسترده محصولات جانبی، به میزان قابل توجهی بخار و برق بیشتری نیاز دارند. این باعث می شود که انتخاب فرآیند به یک عامل کلیدی در ساختار هزینه و عملکرد زیست محیطی تولید MEG تبدیل شود.

سوالات متداول

آیا MEG از نفت ساخته شده است یا گاز طبیعی؟
بیشتر MEG از اتیلن تولید می شود که از کراکینگ بخار مواد اولیه نفت- یا گاز طبیعی- (نفتا یا اتان) به دست می آید. سهم کمتری از زغال سنگ از طریق مسیر CTMEG، عمدتاً در مناطق غنی از زغال‌سنگ-مانند چین تولید می‌شود.

تفاوت بین MEG مبتنی بر-اتیلن و MEG{1}} مبتنی بر زغال سنگ (CTMEG) چیست؟
MEG مبتنی بر اتیلن معمولاً شدت کربن پایین‌تر و کیفیت ثابت‌تری را ارائه می‌کند، در حالی که CTMEG در مناطقی که دسترسی آسان به اتیلن پتروشیمی ندارند، انعطاف‌پذیری مواد اولیه را ارائه می‌دهد، اما معمولاً ردپای کربن بالاتری دارد مگر اینکه با جذب کربن همراه شود.

چرا تولید MEG DEG و TEG را به عنوان محصولات جانبی- ایجاد می کند؟
زیرا اکسید اتیلن می‌تواند در طول هیدراتاسیون با مولکول‌های MEG از قبل تشکیل‌شده واکنش بیشتری داده و گلیکول‌های سنگین‌تری (DEG، TEG) را به عنوان محصولات ثانویه تولید کند. فرآیندهای کاتالیزوری پیشرفته این واکنش جانبی را برای به حداکثر رساندن بازده MEG به حداقل می رساند.

MEG برای استفاده از درجه فیبر{0}}به چه سطح خلوصی نیاز دارد؟
گرید فیبر{0}}MEG معمولاً به خلوص بیشتر یا برابر با 99.8٪ با رنگ، آلدئید و محتوای آهن کاملاً کنترل شده نیاز دارد، زیرا ناخالصی ها می توانند بر پلیمریزاسیون PET و کیفیت الیاف تأثیر بگذارند.