monoetylenglykol (MEG, ethylenglykol, EG) se průmyslově vyrábí dvěma dominantními způsoby: hydratací ethylenoxidu (EO) (globální mainstream) a z uhlí-na-MEG (DMO) (hlavní čínská alternativa).
Více než 90 % celosvětové produkce MEG pochází z procesu hydratace EO, zatímco technologie DMO na bázi uhlí představuje více než 40 % celkové kapacity Číny.
výrobní proces mono ethylenglykolu
1. Trasa hlavního proudu: Hydratace etylenoxidem (EO).
Cesta hydratace EO je celosvětově hlavním procesem výroby MEG.
Vychází z ethylenu (z nafty, ethanu nebo MTO) a převádí jej na ethylenoxid (EO) a poté na MEG prostřednictvím hydratace.
Krok 1: Oxidace ethylenu na EO
Ethylen (C₂H₄) reaguje s kyslíkem na katalyzátoru na bázi stříbra-.
Reakční podmínky jsou 150–240 stupňů a 1,5–2,0 MPa.
Konverze na jeden průchod je 10–15 % a selektivita EO je 80–85 %.
Mezi vedlejší produkty patří CO₂, voda a stopové aldehydy.
Krok 2: Hydratace EO na surový MEG
EO se přeměňuje na MEG prostřednictvím hydratačních reakcí.
Používají se dva komerční procesy:
A. Tradiční ne-katalytická hydratace (globální standard)
Podmínky jsou 150–200 stupňů a 2,0–2,5 MPa.
Poměr vody-k-EO je 22–25:1 (molární).
Selektivita monoethylenglykolu (cas 107-21-1) je 89–92 %.
Hlavním produktem je MEG, zatímco DEG a TEG tvoří asi 10–12 % vedlejších produktů.
Výstupem je 13–15% vodný roztok MEG.
B. Katalytická hydratace (proces-úspory energie)
Tento proces využívá iontoměničové -katalyzátory nebo nanesené amonné soli.
Podmínky jsou 80–110 stupňů a 1,0–1,5 MPa.
Poměr vody-k-EO je snížen na 1–6:1.
Konverze EO je větší nebo rovna 97 % a selektivita MEG je 94–98 %.
Spotřeba páry je snížena přibližně o 20 % ve srovnání s ne-katalytickou cestou.
Krok 3: Čištění a rafinace
Surový monoetylenglykol meg se koncentruje odpařováním s 3–6 efektem.
Voda se odstraní na přibližně 85% koncentraci MEG.
Konečné čištění využívá vakuovou destilaci při 10–20 kPa ve více kolonách.
Čistota konečného produktu je větší nebo rovna 99,9 % (vlákno/průmyslový MEG).
Mezi vedlejší produkty patří DEG (~10 %), TEG (~1 %) a polyglykoly (zbytek).
2. Čínská alternativa: Uhlí-k-MEG (trasa DMO)
Cesta z uhlí-do-MEG je proces založený na-syntézním plynu vyvinutý v Číně.
Je široce používán kvůli struktuře zdrojů Číny „bohaté uhlí, chudá ropa“.
Krok 1: Zplyňování uhlí na syngas
Uhlí se přeměňuje na syntézní plyn (CO + H2).
Syntézní plyn je čištěn na obsah CO větší nebo rovný 99 %.
Krok 2: Karbonylace na dimethyloxalát (DMO)
CO reaguje s methylnitritem (MN) na palladiovém katalyzátoru.
Vznikne dimethyloxalát (DMO, C4H604).
NOx se recykluje k regeneraci methylnitritu.
Krok 3: Hydrogenace DMO na surový MEG
DMO se hydrogenuje na MEG pomocí katalyzátoru na bázi mědi-.
Reakční podmínky jsou 180–220 stupňů a 2,5–3,0 MPa.
Produkty zahrnují MEG a metanol a metanol se recykluje.
Krok 4: Destilace
Proces čištění je stejný jako cesta EO.
Konečná čistota mono ethylenglykolu (cas no 107-21-1) dosahuje vyšší nebo rovné 99,9 %.
3. Vznikající zelená cesta: EO/MEG na bázi CO₂-
Nové průmyslové procesy využívají technologii integrace CO₂.
Jedním příkladem je EO, který reaguje s C02 za vzniku ethylenkarbonátu (EC), který se poté převede na MEG.
Konverze EO je přibližně 100 %.
Selektivita mono ethylenglykolu je větší nebo rovna 99 %.
Mezi výhody patří o 30 % méně odpadních vod a o 15 % nižší emise uhlíku.
Klíčová výrobní data a srovnání
| Parametr | EO nekatalytické | EO katalytický | Coal-to-MEG (DMO) |
|---|---|---|---|
| Poměr voda:EO | 22–25:1 | 1–6:1 | N/A |
| MEG selektivita | 89–92% | 94–98% | 90–93% |
| Spotřeba energie | Vysoký (vysoký poměr vody) | -20 % páry | Mírný |
| Vstupní suroviny | Nafta/ethan | Nafta/ethan | Uhlí/syngas |
| Globální podíl | ~70% | ~20% | ~10% |
Závěr
Průmyslové výrobě MEG dominuje hydratace EO (vysoká zralost, velké měřítko), zatímco z uhlí na MEG (DMO) je čínská nákladově efektivní alternativa. Katalytická hydratace a cesty založené na CO₂ nabývají na síle pro nižší spotřebu energie a emise. Konečný produkt MEG trvale splňuje čistotu vyšší nebo rovnou 99,9 %.polyester, nemrznoucí směs a průmyslové aplikace.