Mono ethylene glycol (MEG) chủ yếu được sản xuất thông qua quá trình hydrat hóa ethylene oxit (EO), trong đó ethylene lần đầu tiên bị oxy hóa thành ethylene oxit và sau đó phản ứng với nước trong điều kiện được kiểm soát để tạo ra MEG, thường cùng với một lượng nhỏ diethylene glycol (DEG) và triethylene glycol (TEG).
Giai đoạn hình thành oxit ethylene
Quá trình sản xuất monoethylene glycol bắt đầu bằng quá trình oxy hóa ethylene bằng cách sử dụng chất xúc tác gốc bạc,-trong đó các nhà máy công nghiệp thường đạt được độ chọn lọc ethylene oxit khoảng 70–80% mỗi lần, với oxy là chất oxy hóa. Bước này tỏa nhiệt cao và thể hiện sự chuyển đổi ngược dòng cốt lõi trong các phức hợp hóa dầu, vì bản thân ethylene có nguồn gốc từ quá trình nứt hơi nước của hydrocarbon ở nhiệt độ trên 800 độ. Hiệu quả của giai đoạn này ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng MEG ở hạ nguồn và tính kinh tế sản xuất tổng thể.
Quá trình hydrat hóa oxit ethylene
Sau đó, ethylene oxit được chuyển đổi thành MEG thông qua quá trình hydrat hóa bằng nước, trong đó các quy trình thông thường hoạt động với tỷ lệ mol nước-đến-EO thường vượt quá 20:1 để ngăn chặn-sự hình thành sản phẩm. Trong các tuyến đường công nghiệp tiêu chuẩn,MEG glycolđộ chọn lọc xấp xỉ 85–90%, nghĩa là có tới 10–15% sản phẩm tạo thành các glycol nặng hơn như DEG và TEG. Ngược lại, các hệ thống xúc tác tiên tiến như quy trình OMEGA có thể tăng độ chọn lọc MEG lên trên 99%, giảm đáng kể chi phí phân tách và cải thiện hiệu suất nguyên tử.
Bởi-Hình thành sản phẩm và kiểm soát quy trình
Trong quá trình hydrat hóa, các phản ứng thứ cấp xảy ra khi ethylene oxit phản ứng với các phân tử MEG đã-được hình thành, tạo ra DEG và TEG làm các sản phẩm phụ-chính. Những phản ứng phụ này trở nên quan trọng hơn ở nhiệt độ cao, thường là trên 180 độ, đòi hỏi quá trình kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, áp suất và hoạt động của chất xúc tác. So với quá trình hydrat hóa thông thường, các hệ thống được tối ưu hóa có thể giảm hơn 80% sự hình thành DEG/TEG, cải thiện độ tinh khiết của sản phẩm và giảm nhu cầu năng lượng chưng cất ở cuối dòng.
Giai đoạn thanh lọc và tách
Hỗn hợp glycol thô được tinh chế bằng cách chưng cất nhiều{0}}giai đoạn, trong đó MEG được tách dựa trênđiểm sôikhoảng 197,3 độ. Cột chưng cất công nghiệp hoạt động dưới áp suất giảm để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và ngăn chặn sự phân hủy nhiệt của glycol. Các bước tinh chế cuối cùng, bao gồm lọc và xử lý hóa học, đảm bảo mức độ tinh khiết MEG đạt Lớn hơn hoặc bằng 99,8% đối với các ứng dụng cấp chất xơ-, điều này rất quan trọng đối với hiệu suất trùng hợp và tính nhất quán của PET.
Tuyến than thay thế-đến-MEG
Ở những vùng{0}}giàu than, Mono-ethylene glycol (cas no 107-21-1) cũng có thể được sản xuất thông qua con đường-than-MEG (CTMEG), chuyển than thành khí tổng hợp, sau đó là metanol, dimethyl oxalate (DMO) và cuối cùng là MEG thông qua quá trình hydro hóa. So với sản xuất dựa trên ethylene{10}}, các lộ trình CTMEG linh hoạt hơn về nguyên liệu nhưng thường dẫn đến cường độ carbon cao hơn, với lượng khí thải trong vòng đời ước tính cao hơn 20–40% so với các quy trình dựa trên ethylene thông thường trừ khi được tích hợp với hệ thống thu giữ carbon.
Năng lượng công nghiệp và hiệu quả quy trình
Sản xuất monoethylene glycol (Ethane{2}}1,2-diol) tiêu tốn nhiều năng lượng-, với các nhà máy ethylene oxit và glycol tích hợp tiêu thụ khoảng 20–25 GJ năng lượng trên mỗi tấn MEG được sản xuất. Các quy trình có độ chọn lọc cao-hiện đại giúp giảm nhu cầu năng lượng bằng cách giảm thiểu tải phân tách ở hạ lưu, trong khi các hệ thống có độ chọn lọc thấp truyền thống yêu cầu sử dụng hơi nước và điện cao hơn đáng kể do quá trình chưng cất nhiều sản phẩm phụ. Điều này làm cho việc lựa chọn quy trình trở thành yếu tố then chốt trong cả cơ cấu chi phí và hiệu quả môi trường của quá trình sản xuất MEG.
