Mono etilen glicol (MEG, etilen glicol, EG) este produs industrial prin două căi dominante: hidratarea oxidului de etilenă (EO) (mainstream global) și cărbune-la-MEG (DMO) (alternativa majoră a Chinei).
Peste 90% din producția globală de MEG provine din procesul de hidratare cu EO, în timp ce tehnologia DMO-pe bază de cărbune reprezintă peste 40% din capacitatea totală a Chinei.
proces de fabricare a monoetilenglicolului
1. Ruta principală: Hidratarea cu oxid de etilenă (EO).
Calea de hidratare a EO este procesul de bază global pentru producția de MEG.
Pornește de la etilenă (din naftă, etan sau MTO) și o transformă în oxid de etilenă (EO), apoi în MEG prin hidratare.
Pasul 1: Oxidarea etilenei la EO
Etilena (C₂H₄) reacționează cu oxigenul peste un catalizator pe bază de argint.
Condițiile de reacție sunt 150–240 grade și 1,5–2,0 MPa.
Conversia per trecere este de 10–15%, iar selectivitatea EO este de 80–85%.
Produsele secundare includ CO₂, apă și urme de aldehide.
Pasul 2: Hidratarea EO la MEG brut
EO este transformat în MEG prin reacții de hidratare.
Sunt utilizate două procese comerciale:
A. Hidratarea tradițională non-catalitică (Standard global)
Condițiile sunt 150–200 de grade și 2,0–2,5 MPa.
Raportul dintre apă- și-EO este de 22–25:1 (molar).
Selectivitatea monoetilenglicolului (cas 107-21-1) este de 89–92%.
Produsul principal este MEG, în timp ce DEG și TEG reprezintă aproximativ 10-12% produse secundare.
Produsul este o soluție apoasă 13-15% MEG.
B. Hidratarea catalitică (proces de-economisire a energiei)
Acest proces folosește rășină schimbătoare de ioni sau catalizatori de sare de amoniu suportați.
Condițiile sunt 80–110 grade și 1,0–1,5 MPa.
Raportul dintre apă- și-EO este redus la 1–6:1.
Conversia EO este Mai mare sau egală cu 97%, iar selectivitatea MEG este 94–98%.
Consumul de abur este redus cu aproximativ 20% în comparație cu calea ne-catalitică.
Pasul 3: Purificare și rafinare
Monoetilenglicolul brut este concentrat prin evaporare cu efect de 3-6.
Apa este îndepărtată până la o concentrație de aproximativ 85% MEG.
Purificarea finală folosește distilare în vid la 10-20 kPa în mai multe coloane.
Puritatea produsului final este mai mare sau egală cu 99,9% (fibră/grad industrial MEG).
Produsele secundare includ DEG (~10%), TEG (~1%) și poliglicoli (reziduuri).
2. Alternativa Chinei: Cărbune-la-MEG (Ruta DMO)
Ruta cărbune-la-MEG este un proces bazat pe-gaz de sinteză dezvoltat în China.
Este utilizat pe scară largă datorită structurii de resurse a Chinei „cărbune bogat, petrol sărac”.
Pasul 1: Gazificarea cărbunelui în gaz de sinteză
Cărbunele este transformat în gaz de sinteză (CO + H₂).
Gazul de sinteză este purificat la mai mare sau egal cu 99% CO.
Pasul 2: Carbonilarea la dimetil oxalat (DMO)
CO reacționează cu nitritul de metil (MN) peste un catalizator de paladiu.
Aceasta produce oxalat de dimetil (DMO, C₄H₆O₄).
NOx este reciclat pentru a regenera nitritul de metil.
Pasul 3: Hidrogenarea DMO la MEG brut
DMO este hidrogenat la MEG folosind un catalizator pe bază de cupru.
Condițiile de reacție sunt 180–220 de grade și 2,5–3,0 MPa.
Produsele includ MEG și metanol, iar metanolul este reciclat.
Pasul 4: Distilarea
Procesul de purificare este același cu ruta EO.
Puritatea finală a monoetilenglicolului (cas nr 107-21-1) atinge 99,9% sau egală.
3. Rută verde emergentă: EO/MEG pe bază de CO₂-
Noile procese industriale folosesc tehnologia de integrare a CO₂.
Un exemplu este EO care reacționează cu CO₂ pentru a forma carbonat de etilenă (EC), care este apoi transformat în MEG.
Conversia EO este de aproximativ 100%.
Selectivitatea mono etilenglicol meg este mai mare sau egală cu 99%.
Beneficiile includ cu 30% mai puține ape uzate și cu 15% mai puține emisii de carbon.
Date cheie de producție și comparație
| Parametru | EO necatalitic | EO catalitic | Cărbune la MEG (DMO) |
|---|---|---|---|
| Raport apă:EO | 22–25:1 | 1–6:1 | N/A |
| Selectivitatea MEG | 89–92% | 94–98% | 90–93% |
| Utilizarea energiei | Ridicat (raport mare de apă) | -20% abur | Moderat |
| Materiile prime | Nafta/etan | Nafta/etan | Cărbune/syngas |
| Cotă globală | ~70% | ~20% | ~10% |
Concluzie
Producția industrială de MEG este dominată de hidratarea EO (maturitate mare, la scară largă), în timp ce cărbune-la-MEG (DMO) este alternativa rentabilă a Chinei. Hidratarea catalitică și rutele bazate pe CO₂ câștigă acțiune pentru un consum de energie și emisii mai reduse. Produsul final MEG îndeplinește în mod constant o puritate mai mare sau egală cu 99,9% pentrupoliester, antigel și aplicații industriale.