Ako sa v priemysle vyrába monoetylénglykol (MEG)?

monoetylénglykol (MEG, etylénglykol, EG) sa priemyselne vyrába dvomi dominantnými spôsobmi: hydratáciou etylénoxidu (EO) (globálny mainstream) a uhlia-na-MEG (DMO) (hlavná alternatíva Číny).

Viac ako 90 % celosvetovej produkcie MEG pochádza z procesu hydratácie EO, zatiaľ čo technológia DMO založená na uhlí- predstavuje viac ako 40 % celkovej kapacity Číny.

výrobný proces mono etylénglykolu

1. Trasa hlavného prúdu: Hydratácia etylénoxidom (EO).

Cesta hydratácie EO je globálnym hlavným procesom výroby MEG.

Vychádza z etylénu (z nafty, etánu alebo MTO) a premieňa ho na etylénoxid (EO), potom na MEG prostredníctvom hydratácie.

Krok 1: Oxidácia etylénu na EO
Etylén (C₂H4) reaguje s kyslíkom na katalyzátore na báze striebra-.
Reakčné podmienky sú 150–240 stupňov a 1,5–2,0 MPa.
Konverzia na jeden prechod je 10–15 % a selektivita EO je 80–85 %.
Medzi vedľajšie produkty patrí CO₂, voda a stopové aldehydy.

Krok 2: Hydratácia EO na surový MEG
EO sa premieňa na MEG prostredníctvom hydratačných reakcií.
Používajú sa dva komerčné procesy:

A. Tradičná ne-katalytická hydratácia (globálny štandard)
Podmienky sú 150–200 stupňov a 2,0–2,5 MPa.
Pomer vody-k-EO je 22 – 25:1 (molárny).
Selektivita monoetylénglykolu (cas​ 107-21-1) je 89–92 %.
Hlavným produktom je MEG, zatiaľ čo DEG a TEG tvoria asi 10–12 % vedľajších produktov.
Výstupom je 13–15 % vodný roztok MEG.

B. Katalytická hydratácia (proces-úspory energie)
Tento proces využíva iónomeničové-katalyzátory alebo nanesené amónne soli.
Podmienky sú 80–110 stupňov a 1,0–1,5 MPa.
Pomer vody-k-EO je znížený na 1 – 6:1.
Konverzia EO je väčšia alebo rovná 97 % a selektivita MEG je 94 – 98 %.
Spotreba pary je znížená približne o 20 % v porovnaní s ne-katalytickou cestou.

Krok 3: Čistenie a rafinácia
Surový monoetylénglykol meg​ sa koncentruje 3- až 6-násobným odparovaním.
Voda sa odstráni na približne 85 % koncentráciu MEG.
Konečné čistenie využíva vákuovú destiláciu pri 10–20 kPa vo viacerých kolónach.
Čistota konečného produktu je väčšia alebo rovná 99,9 % (vlákno/priemyselná kvalita MEG).
Medzi vedľajšie produkty patria DEG (~ 10 %), TEG (~ 1 %) a polyglykoly (zvyšok).

2. Čínska alternatíva: uhlie-k-MEG (trasa DMO)

Cesta z uhlia-do-MEG je proces založený na syntéze-plynu vyvinutý v Číne.
Je široko používaný kvôli štruktúre zdrojov Číny „bohaté uhlie, chudobná ropa“.

Krok 1: Splyňovanie uhlia na syngas
Uhlie sa premieňa na syntézny plyn (CO + H2).
Syntézny plyn sa čistí na obsah CO väčší alebo rovný 99 %.

Krok 2: Karbonylácia na dimetyloxalát (DMO)
CO reaguje s metylnitritom (MN) na paládiovom katalyzátore.
Takto vzniká dimetyloxalát (DMO, C4H604).
NOx sa recykluje na regeneráciu metylnitritu.

Krok 3: Hydrogenácia DMO na surový MEG
DMO sa hydrogenuje na MEG pomocou katalyzátora na báze medi-.
Reakčné podmienky sú 180–220 stupňov a 2,5–3,0 MPa.
Produkty zahŕňajú MEG a metanol a metanol sa recykluje.

Krok 4: Destilácia
Proces čistenia je rovnaký ako cesta EO.
Konečná čistota mono etylénglykolu (čas č. 107-21-1) dosahuje 99,9 % alebo viac.

3. Vznikajúca zelená cesta: EO/MEG na báze CO₂{1}}

Nové priemyselné procesy využívajú technológiu integrácie CO₂.

Jedným príkladom je EO reagujúci s C02 za vzniku etylénkarbonátu (EC), ktorý sa potom prevedie na MEG.

Konverzia EO je približne 100 %.

Selektivita monoetylénglykolu meg je väčšia alebo rovná 99 %.

Medzi výhody patrí o 30 % menej odpadovej vody a o 15 % nižšie emisie uhlíka.

Kľúčové výrobné údaje a porovnanie

Záver

Priemyselnej výrobe MEG dominuje hydratácia EO (vysoká zrelosť, veľký rozsah), zatiaľ čo uhlie na MEG (DMO) je nákladovo efektívnou alternatívou Číny. Katalytická hydratácia a cesty založené na CO₂ získavajú na sile pre nižšiu spotrebu energie a emisie. Konečný produkt MEG neustále spĺňa čistotu vyššiu alebo rovnú 99,9 %.polyester, nemrznúca zmes a priemyselné aplikácie.