CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ETYLEN GLYCOL

TIỂU LUẬN
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ETYLEN GLYCOL

GVHD: PGS.TS. Phạm Thanh Huyền
Sinh viên

MSSV

Lê Văn Tuấn

20134276

Nguyễn Huy Hoàng Hải

20131247

Phan Tiến Thăng

20133647


MỞ ĐẦU
Etylen glycol(EG) lần đầu tiên được điều chế vào năm 1859 bởi nhà hóa h ọc
người Pháp Charles-Adolphe Wurtz bằng cách tiến hành phản ứng giữa 1,2dibromoetan với CH3COOAg để tạo sản phẩm dietylen axetat este, sau đó s ử
dụng nước thủy phân este đó để tạo thành EG. Đến năm 1860 các nhà khoa h ọc
đã điều chế được EG bằng phản ứng thủy phân etylen oxit.
Trong ngành công nghiệp hóa chất ngày nay etylen glycol có vai trò quan
trọng. Etylen glycol là một hợp chất trung gian đ ể sản xu ất nhựa( nh ựa alkyl,
nhựa polyeste, sợi polyeste, màng poliester), chất ch ống đông, dung d ịch t ại
nhiệt, chất hút ẩm và nhiều ứng dụng khác. Chính vì vai trò quan tr ọng c ủa
etylen glycol mà đã có nhiều nhà công nghệ đưa ra các công ngh ệ s ản xu ất

etylen glycol để có thể sản xuất với số lượng lớn đáp ứng được nhu cầu sử dụng
cho xã hội.


CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ETYLEN GLYCOL
1.1. Tính chất vật lý[1]
Công thức cấu tạo của etylen glycol : HOCH2CH2OH. Tên IUPAC : etan - 1,2diol. Cấu trúc không gian:

Hình 1.1:Cấu tạo không gian của etylen glycol.
Ở điều kiện phòng etylen glycol là chất lỏng không màu, không mùi, có vị
ngọt, háo nước, tan hoàn toàn trong nhiều dung môi phân cực như nước, r ượu,
etylen oxit, axeton. Tuy nhiên nó lại ít tan trong các dung môi không phân c ực
như benzen, toluen, dicloetan. Etylen glycol là một chất đ ộc đối v ới người, đ ộng
vật cũng như môi trường.
Etylen glycol rất khó kết tinh. Khi làm lạnh etylen glycol tr ở thành chất l ỏng
có độ nhớt cao, khi làm quá lạnh nó sẽ đóng rắn tạo sản ph ẩm có tr ạng thái
giống thủy tinh.
Ứng dụng phổ biến nhất của etylen glycol là làm chất ch ống đông, do nó có
khả năng hạ điểm đông đặc khi được trộn với nước. Đây là một trong những
tính chất vật lý vô cùng quan trọng của etylen glycol.
Một số tính chất vật lý của EG và dẫn xuất:
Tên chất

Diethylene glycol

Trietylen glycol

Tetraethylene glycol

Công thức

Monoethylene
glycol
HOCH2CH2OH

H(OCH2CH2 ) 2OH

H(OCH2CH2 ) 3OH

H(OCH2CH2 ) 4OH

KL phân tử

62.7

106.12

150.17

244.8

287.4

Nhiệt độ điểm sôi
(tại 101,3kpa), oC

197.6

194.23

KL riêng tại
20oC,g/cm 3

1.1130

1.1160

1.1230

1.1147

Tỷ trọng

1.4318

1.4470

1.4560

1.4598

Nhiệt hóa
hơi(101.3kpa)kJ/mol
Độ nhớt tại
20 0C,Ns/m

52.24

52.26

61.04

62.63

19.83

36.0

49.0

61.9

Sức căng bề
mặt,N/m2

4.84(20 oC)

4.85(20 oC)

4.22(25 oC)

Nhiệt độ bắt cháy,
( oC)

410

390

370

Điểm chớp cháy,
( oC)

119

141

177

Giới hạn nổ dưới,
o/ thể tích
0

3.2

0.7

0.9

191

1.2. Tính chất hóa học[1]
1.2.1. Các phản ứng thế của nhóm -OH
1.2.1.1. Phản ứng với natri kim loại
Ở điều kiện 50oC etylen glycol có thể phản ứng với natri tạo ra natri etylen
glycolat và dinatri etylen glycolat

Na,50oC
CH2OH-CH2OH

CH2OH-CH2ONa

NaOCH2-CH2ONa - 1/2 H2

1.2.1.2. Phản ứng tạo phức với Cu(OH)2
Etylen glycol có thể phản ứng với Cu(OH) 2 tạo phức không màu Đồng(II)
etylen glycolat:.

CH2OH

CH2

O

H

O

CH2


2

+ Cu(OH)2

CH2OH

Cu
CH 2

O

H

+ 2H 2O
O

CH2

1.2.1.3. Phản ứng với H3BO3

1.2.1.4. Phản ứng với axit tạo este vô cơ và hữu cơ

1.2.1.5. Phản ứng đề hydrat hóa
Do có 2 nhóm –OH trong phân tử nên ta có thể tách nước của etylen glycol
tạo axetandehit:

1.2.2. Phản ứng hay sử dụng trong công nghiệp[1]
1.2.2.1. Phản ứng oxy hóa
Etylen glycol dễ dàng bị oxy hóa bởi các tác nhân oxy hóa như O 2, HNO3, … cho
ta một loạt các sản phẩm HOCH 2CHO, HOCH2COOH, HOOCCOOH, HCOCOOH,
CHOCHO, HCOOH.

1.2.2.2. Phản ứng tạo 1,3-dioxolan
Đây là phản ứng giữa etylen glycol với orthofomat hoăc dialkyl cacbonat:


1.2.2.3. Phản ứng tạo 1,4-dioxolan
Etylen glycol có thể thực hiện phản ứng dehydrat hóa để tạo 1,4-dioxolan
với tác nhân là axit sunfuric:

1.2.2.4. Phản ứng tạo ete và este
Do có 2 nhóm –OH trong phân tử nên etylen glycol có thể thực hiện phản ứng
alkyl hóa tạo ete hoặc thực hiện phản ứng axyl hóa tạo este. S ản ph ẩm c ủa các
phản ứng này có thể là các mono- hoặc di- ete và este tùy và t ỷ l ệ các ch ất tham
gia phản ứng cũng như điều kiện công nghệ.
Phản ứng giữa etylen glycol và axit terephtalic tạo polyeste có ứng dụng quan
trọng trong công nghiệp và đời sống.


1.2.2.5. Phản ứng epoxy hóa
Etylen glycol có thể phản ứng với etylen oxit để tạo thành các di-, tri-, tetra-,
và poly etylen glycol:

Tuy nhiên ngày nay phản ứng ít được ứng dụng trong công nghiệp.
1.2.2.6. Phản ứng phân hủy nhiệt với kiềm
Etylen glycol là một chất tương đối bền ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên khi tăng
nhiệt độ lên 250oC nó bắt đầu hoạt động mạnh hơn:

Đây là phản ứng tỏa nhiệt với ∆H=-90 đến -160 kJ/kg
1.3. Ứng dụng[1]
Mono-etylen glycol có các tính chất như làm hạ điểm đông đặc trong h ỗn
hợp với nước, hút ẩm, bền hóa học, phản ứng với etylen oxit cũng nh ư các axit
khác. Vì thế nó được sử dụng trong các ứng dụng:
1.3.1. Chất trung gian để sản xuất nhựa
Nhựa alkyl: quá trình este hóa của mono-etylen glycol với polyhydic axit t ạo
ra polyeste. Sau đó polyeste này được biến đổi với cồn hoặc dầu làm khô đ ể dùn
làm nguyên liệu cho ngành sơn. Phản ứng gi ữa mono-etylen glycol và axit hydric

cacboxylic hoặc các anhydrit đặc biệt như: anhydrit phthalic tạo ra nh ựa alkyl,
đây là nguyên liệu sản xuất cao su tổng hợp, keo dán ho ặc các lo ại s ơn ph ủ b ề
mặt.
Các loại nhựa polyeste( dạng sợi, màng polyeste và nhựa polyetylen
terephthalic (PET).
Nhựa polyeste dùng trong sản xuất tàu thuyền, nguyên liệu ngành xây d ựng,
thân máy bay, xe hơi, dệt và bao bì.
Sợi polyeste thường được dùng trong các ngành dệt như quần áo và thảm.
Màng polyeste thường được dùng trong bao bì và màng co trong hàng hóa
tiêu dùng, sản xuất băng video đĩa vi tính.
Nhựa PET dùng để sản xuất chai đựng nước uống, thùng chứa và bao bì thực
phẩm.
1.3.2. Chất chống đông
Chất chống đông làm mát dùng trong động cơ xe máy, máy bay và đường
băng.
Dung dich tải nhiệt( các bình nén khí, gia nhiệt, thông gió, máy lạnh).
Chất chống đông và làm mát động cơ xe hơi.
Dùng trong các công thức pha chế hệ nước như keo dán, sơn latex, các nh ựa
tương tự như nhựa đường.
1.3.3. Chất hút ẩm
Dùng làm chất hút ẩm trong công nghiệp thuốc lá và x ử lý các nút b ần, h ồ
dán, keo dán, giấy, thuộc da.
1.3.4. Các ứng dụng khác
Sản xuất chất ức chế ăn mòn và chất chống đông dùng cho máy móc được
làm lạnh bằng nước và các nhà máy làm lạnh
Khi trộn với nước và các chất kìm hãm được dùng trong ch ất sinh hàn. Ưu
điểm của nó là không ăn mòn.
Dung môi hòa tan thuốc nhuộm trong ngành dệt và thuộc da.
Mono-etylen glycol có thể hòa tan tốt thuốc nhuộm nên nó được dùng trong
quá trình nhuộm màu và hoàn thiện gỗ.

Làm nguyên liệu nguyên liệu ban đầu trong sản xuất polyol bắt nguồn từ
etylen oxit, các polyol này được dùng làm chất bôi trơn.
1.4. Quy mô sản xuất và giá thành sản phẩm[1],[2]
Etylen glycol là một trong những sản phẩm thương mại của nền công nghiệp
hóa học. Tính kinh tế quan trọng của etylen glycol nằm ở hai ứng dụng đó là kh ả
năng hạ điểm đông đặc và chế tạo các sản phẩm tơ sợi. Ngày nay các ph ương
pháp sản xuất etylen glycol chủ yếu đi từ etylen oxit chính vì vậy mà các phân
xưởng etylen glycol khi xây dựng thường được đặt cạnh phân xưởng sản xu ất
etylen oxit. Với tầm quan trọng cũng như lợi ích kinh tế mà etylen glycol mang
lại đã có rất nhiều các nhà công nghệ tiến hành s ản xuất etylen glycol đ ể đưa ra
thị trường. Thị phần tiêu thụ etylen glycol của các nhà công nghệ l ớn trên th ế
giới được thể hiện ở biểu đồ sau:

Hình 1.4.1:Thị phần etylen glycol trên thế giới.
Dữ liệu kinh tế của quá trình sản xuất etylen glycol bằng phương pháp
hydrat hóa etylen oxit được đưa ra trong bảng 1.4.1
Bảng 1.4.1: Dữ liệu kinh tế của quá trình sản xuất etylen glycol bằng phương
pháp hydrat hóa etylen oxit (điều kiện tại Pháp, giữa năm 1986)
Công suất nhà máy (tấn/năm)
Đầu tư vào dây chuyền sản xuất (triệu USD)
Lượng tiêu thụ trên 1 tấn etylen glycol

100 000
12


Nguyên liệu thô
Etylen oxit (tấn)

Sản phẩm phụ
Dietylen glycol (kg)
Trietylen glycol (kg)
Các thông số khác
Hơi nước (tấn)
Lượng điện (kWh)
Nước làm mát (m3)
Nước xử lý (m3)
Hóa chất khác (USD)
Nhân công (Số người vận hành/ca)

0.81
100
5
5.3
30
520
5
0.5
4

Các chỉ tiêu thương mại của các glycol chính sản xuất từ etylen oxit được tóm
tắt ở bảng 1.4.2.
Các thông số về sản xuất, công suất, tiêu thụ etylen glycol ở Tây Âu, Mỹ, Nh ật
Bản năm 1984 được đưa ra ở bảng 1.4.3

Bảng 1.4.2. Các chỉ tiêu thương mại trung bình của mono-, di- và trietylen glycol
Loại glycol
Cấp độ
d2020

Monoetylen glycol

Hóa chất
1.11511.1156
Khoảng chưng 193-201.5
(oC)
Dietylen glycol 5000
(ppm) max
Độ axit (ppm) 50
max
(axit
axetic)
Sắt
(ppm) max
Nước (ppm) 2000
max
Cặn
không 45
bay hơi (ppm)
max
Màu (Pt/Co) 10
max

Trietylen glycol

Polyme hóa
1.11511.1156
196-200

Dietylen
glycol
1.11701.2000
242-250

800

-

-

50

50

100

700

-

-

800

2000

1000

45

50

100

5

15

25

1.124-1.126
278-300


Bảng 1.4.3. Sản xuất và tiêu thụ etylen glycol năm 1984
Khu vực
Ứng dụng (% sản phẩm)
Chất chống đông
Nhựa polyetylen terephtalat
Nhựa polyeste không no và nhựa
alkyd
Khác
Tổng
Sản xuất (triệu tấn/năm)
Công suất (triệu tấn/năm)
Tiêu thụ (triệu tấn/năm)

Tây Âu

Mỹ

Nhật Bản

33
48
19

47
36
7

13
64
6

100
865
1330
855

10
100
2190
2620
1975

17
100
430

620
545

Tùy vào từng giai đoạn biến động của thi trường mà giá thành của etylen
glycol cũng thay đổi theo. Sau đây là một số bi ểu đồ thể hiện giá thành của
etylen glycol sản xuất tại một số quốc gia trên thế giới:

Hình 1.4.2:Sự biến động giá thành etylen glycol của một s ố qu ốc gia trên th ế
giới.


Hình 1.4.3:Biểu đồ chi phí sản xuất và giá bán tiềm năng của một s ố quốc gia.
1.5. Nguyên liệu sản xuất
Nguyên liệu chính để sản xuất etylen glycol là etylen oxit. Etylen oxit đ ược
sản xuất chủ yếu từ etylen. Nguồn cung cấp etylen chính là từ quá trình cracking
hơi nước phân đoạn naphta của dầu thô và khí tự nhiên.
1.5.1. Tính chất vật lý của etylen oxit[1]
Etylen oxit là chất khí ở 25°C, không màu, không mùi nhưng có v ị ng ọt, d ễ
cháy ở nhiệt độ thường. Dễ hòa tan trong nước và các dung môi hữu cơ.
Độ nhớt của chất lỏng etylen oxit ở 0 ° C thấp hơn so v ới nước khoảng 5,5
lần.
Là 1 chất độc hại, có thể gây ngộ độc, kích ứng da và có th ể gây ung th ư.
Nguyhiểm khi sử dụng và tiếp xúc trực tiếp
Dễ gây cháy nổ, dung dịch 4% trong nước có thể cháy.
Các thông số vật lý của etylen oxit


1.5.2. Tính chất hóa học cảu etylen oxit[1]
a. Phản ứng tự phân hủy:
Tự phân hủy ở khoảng 400oC tạo sản phẩm chính CO, CH4 cùng C2H6, C2H4,

H2, C, CH3CHO.
Vì tính chất này mà việc bảo quản và vận chuyển phải được ti ến hành đ ặc
biệt
-Thiết bị bằng thép không gỉ.
-Thiết bị chứa phải bơm vào N2
b. Phản ứng với hợp chất chứa Hydro linh động


c. Phản ứng với nước
Etylen oxit phản ứng với nước trong điều kiện có xúc tác H+
Tạo EG là hợp chất có quan trọng nhất . Sản phẩm của phản ứng phụ thuộc
tỷ lệ EO/H2O
(CH2CH2)O + H2O → HO–CH2CH2–OH
2 (CH2CH2)O + H2O → HO–CH2CH2–O–CH2CH2–OH
3 (CH2CH2)O + H2O → HO–CH2CH2–O–CH2CH2–O–CH2CH2–OH
n (CH2CH2)O + H2O → HO–(CH2CH2–O–)nH
d. Phản ứng tạo Ethylene Glycol Ether (EGE):
(CH2CH2)O + ROH → HOCH2CH2OR
(CH2CH2)O + HOCH2CH2OR → HOCH2CH2OCH2CH2OR
(CH2CH2)O+HOCH2CH2OCH2CH2OR→HOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OR
e. Phản ứng tạo Ethanolamine:
CH2CH2O

+NH3→ HOCH2CH2NH2

2(CH2CH2)O + NH3→ (HOCH2CH2)2NH
3(CH2CH2)O + NH3→ (HOCH2CH2)3N

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ETYLEN GLYCOL
2.1. Phương pháp hydrat hóa etylen oxit[1]

Phương pháp này dựa vào phản ứng thủy phân etylen oxit:
CH2 – CH2 + H2O → HOCH2 – CH2OH

ΔH0298 = -75 kJ/mol

O
Tỉ lệ của phản ứng được đưa ra bởi sự thể hiện dưới đây :
R1 = k.[EO].[H2O].[ROH]2
R1 : kmol/m3/s
K : k= A.exp[-E / RT]
A và E được xác định bởi :
A = 338(m3)3kmol-3s-1
E/R = 9525 (K) hoặc E = 18880 cal/gmol


Và nồng độ [ROH] được xác định bởi :
[ROH] = [H2O] + 2[EG] + 2[DEG] + 2[TEG] + ...
Giá trị của A có thể mắc sai số trong khoảng +- 10%, và giá trị của [ROH]
bằng tổng nồng độ của các gốc –OH tự do có mặt trong dung dịch
Cơ chế của phản ứng :

Dưới đây là sơ đồ quy trình công nghệ đơn giản nhất sản xuất EG

Hình 1.Sơ đồ thủy phân etylen oxyt sản xuất etylen glycol
a.Thiết bị phản ứng
b, c, d, e_ các tháp chưng luyện ,
f. thiết bị đun sôi đáy tháp
Phương pháp này đơn giản nhưng có một số nhược điểm sau:
-

Nguyên liệu Etylen oxit có độ chuyển hóa thấp 80%
Sản phẩm 10% chuyển thành các sản phẩm phụ
Sản phẩm đi vào thiết bị chưng cất chứa một lượng nước lớn nên tiêu tốn nhiều

năng lượng để chưng cất sản phẩm.
Việc tổng hợp chọn lọc của etylen glycol thông qua chất trung gian ethylene cacbonat
(1,3 – dioxlan-2-one) thì cho năng suất cao(98%).
Các nhà máy trong công nghiệp thực hiện quá trình chuyển hóa này
theo sơ đồ sau[2]


 Nguyên liệu etylen oxit đầu tiên được pha loãng bằng m ột lượng n ước
trong đó tỷ lệ mol H2O/oxit khoảng 20-25/1 để ưu tiên tạo thành monoetylen
glycol và giảm thiểu các đồng đẳng của nó, cụ thể là di- và trietylen glycol. H ỗn
hợp thu được đầu tiên được nâng nhiệt độ lên 150 oC bằng cách trao đổi nhiệt
với hơi ngưng tụ từ bậc cuối của dãy các thiết bị bay hơi được s ử dụng ở bước
sau và gia nhiệt bằng hơi nước, sau đó được dẫn vào thi ết b ị ph ản ứng. Quá
trình thực hiện ở áp suất 1,5.10 6 Pa, nhiệt độ trong khoảng 150 oC ở cửa vào và
200 – 210oC ở cửa ra, không có xúc tác, thời gian lưu 45ph – 1h. Ở đi ều ki ện này,
độ chọn lọc mol như sau: 88,5% với etylen glycol, 10,5% với dietylen glycol,
0,5% với trietylen glycol.
 Dung dịch nước chứa các glycol thô tạo thành sau đó được cô đặc trong
một dãy 4 thiết bị bay hơi vận hành ở áp suất giảm dần từ 0,6 – 0,01.10 6 Pa. Hơi
bốc ra từ mỗi thiết bị được dùng để gia nhiệt cho thiết bị kế ti ếp. Hơi ngưng tụ
từ thiết bị cuối sau khi được dùng để trao đổi nhiệt cho h ỗn h ợp đ ầu, đ ược
dùng làm nước công nghiệp. Hỗn hợp các glycol thu được từ quá trình này đ ược
đưa vào tháp dehydrat hóa cuối, chưng cất chân không (10 kPa, 10 – 15 đĩa), sau
đó được phân tách bằng một dãy 3 tháp cũng vận hành ở chân không. Các ch ất
tách được ở đỉnh các tháp lần lượt là monoetylen glycol (3 – 4 kPa, 15 – 20 đĩa),
dietylen glycol (3 kPa, 15 – 20 đĩa), trietylen glycol (1 kPa, 12 – 15 đĩa).

 Quá trình có thể sử dụng xúc tác hoặc không. Khi sử dụng xúc tác sẽ cho
độ chọn lọc sản phẩm mono-etylen glycol cao hơn tuy nhiên thiết bị phản ứng
sẽ phức tạp hơn cũng như phải cần thêm quá trình tách xúc tác kh ỏi s ản phẩm.


Hình 2.1.1: Quy trình công nghệ sản xuất etylen glycol đi từ Etylen oxit.
 Công nghệ sản xuất etylen glycol Shell OMEGA[3]
Dung dịch Ethylene oxit trong nước phản ứng với CO2 khi có mặt một xúc tác
dị thể để hình thành ethylene carbonate (1). Xúc tác sử dụng ở đây th ường là
muối amoni và muối photpho.Ethylen carbonate sau đó phản ứng v ới n ước t ạo
thành MEG và CO2 (3).Lượng CO2 tiêu thụ bằng không vì tất cả CO2 chuyển hóa
thành ethylene carbonat được giải phóng trở lại trong phản ứng thủy phân
ethylene carbonate. CO2 không chuyển hóa trong phản ứng tạo ethylene
carbonate được thu hồi (2) và tuần hoàn lại cùng với CO 2 giải phóng từ phản
ứng thủy phân ethylene carbonate. Sản phẩm từ phản ứng thủy phân được
chưng để tách nước dư (4). Trong tháp chưng tiếp theo, MEG tinh khi ết được thu
hồi (5) và lượng nhỏ sản phẩm phụ DEG được tách ra (6). Xúc tác dị thể sử dụng
trong quá trình tập trung ở dưới đáy tháp 5 và được tuần hoàn l ại thi ết b ị ph ản
ứng.Công nghệ này cho năng suất tạo MEG là hơn 99%.So v ới công ngh ệ s ản
xuất glycol sử dụng nhiệt, lương hơi nước tiêu thụ và nước thải là khá thấp,
cuối cùng là công nghệ không làm nhiễm bẩn hơi nước được tạo ra.


Hình 2.1.2.1: Quy trình công nghệ Shell OMEGA.
 Công nghệ sản xuất etylen glycol Dow’s Meteor của hãng Union
Carbide[3]
Trong công nghệ Meteor, hỗn hợp EO và nước được gia nhiệt và đưa trực tiếp
vào một thiết bị phản ứng đoạn nhiệt (1), có thể sử dụng xúc tác ho ặc
không.Một dòng nước dư được cung cấp để đạt được độ chọn lọc MEG cao.DEG
và TEG là các sản phẩm phụ. Trong trường hợp sử dụng xúc tác, độ ch ọn l ọc thu

MEG cao do đó giảm sản phẩm DEG xuống một nửa so v ới tr ường h ợp không s ử
dụng xúc tác. Thiết bị phản ứng được thiết đặc biệt để EO phản ứng h ết và t ối
thiểu sự xáo trộn từ đó tăng độ chọn lọc tạo MEG. Nước dư từ thi ết bị phản ứng
được tách hiệu quả bằng hệ thống thiết bị hóa hơi ( nồi cô đặc) (2). Dòng h ơi
trên đỉnh của nồi bay hơi cuối cùng sản xuất hơi nước áp suất th ấp, nó cung
thấp nguồn năng lượng cấp thấp cho các phân xưởng hóa h ọc khác ho ặc nh ững
phần khác trong công nghệ EO/MEG. Dòng glycols-nước nồng độ cao từ h ệ
thống nồi bay hơi đi vào water column (3). Tại đó phần nước còn lại và ph ần


nhẹ được tách ra từ dòng glycols thô. Dòng glycol thô đã hết nước được đ ưa vào
tháp chưng tách MEG. MEG phù hợp để sản xuất s ợi polyester và PET, đ ược thu
hồi. Dòng DEG+TEG đi ra từ đáy tháp có thể được thu hồi như s ản ph ẩm tinh
khiết bắng phân đoạn sau.

Hình 2.1.2.2: Quy trình công nghệ Dow’s Meteor.
 Ngoài ra còn có các quy trình công nghệ Shell MASTER, quy trình công
nghệ của hãng Scientific Design. Tuy nhiên các quy trình công ngh ệ này hoàn
toàn tương tự như quy trình công nghệ sản xuất etylen glycol chung ch ỉ có đi ều
hai quy trình công nghệ này tích hợp cả quy trình sản xuất etylen oxit.


Hình 2.1.2.3: Quy trình công nghệ tích hợp sản xuất etylen oxit và etylen glycol
của hãng SD.
 So sánh các công nghệ sản xuất etylen glycol:

Shell OMEGA

Dow’s Meteor

Nguyên liệu đầu

Etylen oxit, nước, CO2

Etylen oxit, nước

Xúc tác

Sử dụng hệ xúc tác muối Có thể sử dụng hoặc


amoni và muối photpho

không

sử

dụng

xúc

tác( axit sunfuric) tùy vào
sản phẩm mong muốn
chứa nhiều hay ít MEG.
Độ chọn lọc MEG

Cao

Thấp hơn

Thiết bị

Phức tạp hơn do có thêm Ít phức tạp hơn
thiết bị tách cũng tuần
hoàn CO2

2.2. Một số phương pháp sản xuất Etylen glycol khác[1]
2.2.1. Sản xuất Etylen glycol từ C1 :
Trong thời gian dài ,giá dầu thô càng ngày càng tăng,việc sản xuất
etylenglycol cần thiết phải có được những nguồn nguyên liệu rẻ hơn ,trong đó
thì tổng hợp từ CO và khí tổng hợp là những quá trình rất quan trọng.
Có thể phản ứng trực tiếp dưới t0=230 0C ,P=340Mpa, xúc tác Rh theo phản
ứng sau:
3H 2 + 2CO = HOCH2CH2OH
Tuy nhiên, dưới điều kiện khắc nghiệt như trên,công nghệ kèm theo sẽ tốn
kém cho chế tạo các thiết bị phản ứng phức tạp. Quá trình khác của DUPONT
xảy ra với điều kiện mềm hơn to = 1100C P=4000psi. Xúc tác sử dụng RhPPh3.
HCHO + CO +H2 = HOCH2CHO (glycol andehit)
Phản ứng tổng cộng:
HOCH2CHO + H2 = HOCH2CH2OH


Sơ đồ tổng quát cho các quá trình sản xuất Etylen glycol đi t ừ nguyên li ệu đ ầu là
CO

Các quá trình tương đối phức tạp điều kiện phản ứng khá khắc nghiệt,tuy
nhiên về lâu dài, đây là con đường sản xuất E.G rất đáng lưu tâm khi nh ững
nguồn nguyên liệu từ dầu thô càng ngày càng đắt.
2.2.2. Oxy hóa trực tiếp Etylen[1]
Quá trình oxy hoá trực tiếp etylen được đưa vào sản xu ất từ r ất s ớm,v ới tác

nhân ôxy hoá là oxy trong phân tử axit acetic,nhưng ph ương th ức này s ớm k ết
thúc sử dụng do vấn đề ăn mòn quá lớn.Hiệu suất của quá trình này l ớn h ơn là
sản xuất qua Etylen oxit,khoảng >90%.
Phản ứng xảy ra:


Việc phát triển hệ xúc tác được sử dụng trên cơ sở tổ hợp xúc tác Pd(II).Hỗn
hợp LiCl, PdCl 2 NaNO3trong môi trường axit axêtic và anhydrit axetic cho kết quả
khoảng 95% độ chọn lọc tạo thành mono 100 °C, 3.04 – glycol so v ới glycol
diaxetat. Điều kiện phản ứng 60 MPa.Trong quá trình phản ứng,Pd (II) b ị kh ử
xuống thành Pd(0).Sự ngưng tụ lại xúc tác đã mất hoạt tính sẽ đ ược ngăn ng ừa
bởi quá trình hoàn nguyên bằng ion nitrat,như vậy sẽ tạo một hệ xúc tác và hoàn
nguyên xúc tác hoàn chỉnh.
Cho CH 3CN hoà tan vào – NO2 – Nếu sử dụng hệ xúc tác PdCl axitacetic ,thì
sản phẩm cho hiệu suất tạo etylenglycol mono axetat khoảng 50%, etylenglycol
di axetat khoảng 7%.Nghiên cứu đồng vị phóng xạ cho thấy NO 2 cũng có chức
năng như một tác nhân oxy hoá.Vynyl acetat được tạo thành nh ư s ản ph ẩm ph ụ
khoảng 20%.Tuy nhiên hệ xúc tác nhanh chóng bị mất hoạt tính do s ự k ết tụ
của các hơp chất Paladi.
Nếu hệ CuOCOCH3 ¬ được đưa vào sử dụng trong công – CuCl2 – xúc tác PdCl2
nghiệp,thì quá trình phản ứng sẽ xảy ra ở điều kiện mềm hơn rất nhiều với
nhiệt độ khoảng 65 °C và áp suất là 0.5 MPa với độ chuyển hoá trên 95%.Trong
những năm gần đây, đã có nhiều nghiên cứu được đầu tư và tập trung cho h ệ
xúc tác Pd(II) cho phản ứng oxy hoá trực tiếp etylen thành etylen glycol,tuy
nhiên nó vẫn chưa thực sự được đưa vào sản xuất trong công nghiệp.


CHƯƠNG 3: CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG VÀ BẢO QUẢN
3.1. Chỉ tiêu chất lượng của Etylen glycol[1]
Etylen Glycol thương phẩm phải đạt các chỉ tiêu về chất lượng như bảng dưới

3.2. Vấn đề tồn chứa và bảo quản[1]
Ở điều kiện thường, EG là chất lỏng và dễ vận chuy ển. Nhi ệt độ sôi cao và
nhiệt độ đông thấp nên có thể bảo quản trong điều ki ện rộng, th ường không
cần gia nhiệt hoặc cách li đặc biệt, không cần thi ết thông h ơi vì áp su ất h ơi
tương đối thấp. EG được bơm và đo dễ dàng trong các quá trình công nghi ệp.
Thông thường EG được tồn chứa bằng các phuy hoặc các bồn l ớn v ới các
điều kiện bảo quản tương đối mềm. Có thể vận chuyển bằng xe bồn và ch ở các
phuy, tàu lớn.
3.3. An toàn môi trường ( MSDS)[5]
3.3.1. MSDS của nguyên liệu Etylen oxit :
a. Ảnh hưởng tới sức khỏe khi tiếp xúc trực tiếp :
- Rất nguy hiểm khi hít phải hoặc nuốt phải.
- Nguy hiểm nếu tiếp xúc với mắt.
- Nguy hiểm nếu tiếp xúc với da.


b. Các phương pháp đảm bảo an toàn :
- Kiểm soát kỹ thuật : cung cấp các hệ thống thông hơi và đảm bảo rằng
các hệ thống vệ sinh nằm gần nơi làm việc.
- Bảo vệ cá nhân : sử dụng kính bảo hộ, quần áo phòng thí nghi ệm, mặt nạ
hô hấp.
3.3.2. MSDS của Etylen Glycol
a. Ảnh hưởng tới sức khỏe khi tiếp xúc trực tiếp :
-Nguy hiểm khi nuốt phải.
- Ít nguy hiểm khi hít phải, tiếp xúc với da, mắt.
- Nghiêm trọng hơn có thể dẫn đến tử vong.
- Có khả năng gây ung thư, đột biến, gây độc cho các cơ quan trong c ơ th ể
nếu tiếp xúc thường xuyên.
b. Các phương pháp đảm bảo an toàn :

- Kiểm soát kỹ thuật : cung cấp các hệ thống thông h ơi và đ ảm b ảo r ằng
các hệ thống vệ sinh nằm gần nơi làm việc.
- Bảo vệ cá nhân : sử dụng kính bảo hộ, quần áo phòng thí nghi ệm, mặt nạ
hô hấp, găng tay ( không thấm nước ).
- Giới hạn nhiễm độc : STEL: 120 (mg / m3) [Úc], TWA: 100 (mg / m3) từ
ACGIH (TLV) [Hoa Kỳ], Ceil: 125 (mg / m3) từ OSHA (PEL)[Hoa Kỳ], Ceil: 50
(ppm) của OSHA (PEL) [Hoa Kỳ], TWA: 52 STEL: 104 (mg / m3) [V ương qu ốc
Anh (UK)],
- Hít TWA: 10 (mg / m3) [Vương quốc Anh (UK)]