يتم تصنيع جلايكول الإيثيلين الأحادي (MEG) بشكل أساسي من خلال عملية ترطيب أكسيد الإيثيلين (EO)، حيث تتم أكسدة الإيثيلين أولاً إلى أكسيد الإيثيلين ثم يتفاعل مع الماء تحت ظروف خاضعة للرقابة لإنتاج MEG، عادةً جنبًا إلى جنب مع كميات صغيرة من ثنائي إيثيلين جلايكول (DEG) وثلاثي إيثيلين جلايكول (TEG).
مرحلة تكوين أكسيد الإيثيلين
يبدأ إنتاج جلايكول مونو إيثيلين بأكسدة الإيثيلين باستخدام محفز قائم على الفضة، حيث تحقق المنشآت الصناعية عادةً انتقائية لأكسيد الإيثيلين تبلغ حوالي 70-80% لكل تمريرة، مع وجود الأكسجين كعامل مؤكسد. هذه الخطوة طاردة للحرارة للغاية وتمثل عملية التحويل الأولية في المجمعات البتروكيماوية، حيث أن الإيثيلين نفسه مشتق من التكسير البخاري للهيدروكربونات عند درجات حرارة أعلى من 800 درجة. تؤثر كفاءة هذه المرحلة بشكل مباشر على إنتاجية MEG النهائية واقتصاديات الإنتاج الإجمالية.
عملية ترطيب أكسيد الإيثيلين
يتم بعد ذلك تحويل أكسيد الإيثيلين إلى MEG من خلال الترطيب بالماء، حيث تعمل العمليات التقليدية مع نسبة مولية من الماء -إلى-EO غالبًا ما تتجاوز 20:1 للقمع بواسطة -تكوين المنتج. في الطرق الصناعية القياسية،إم إي جي جلايكولتبلغ الانتقائية حوالي 85-90%، مما يعني أن ما يصل إلى 10-15% من النتاج يشكل جلايكولات أثقل مثل DEG وTEG. على النقيض من ذلك، يمكن للأنظمة التحفيزية المتقدمة مثل عملية أوميغا أن تزيد من انتقائية MEG إلى أكثر من 99%، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الفصل ويحسن كفاءة الذرة.
بواسطة-تكوين المنتج والتحكم في العمليات
أثناء الترطيب، تحدث التفاعلات الثانوية عندما يتفاعل أكسيد الإيثيلين مع جزيئات MEG -المتكونة بالفعل، مما يؤدي إلى إنتاج DEG وTEG كمنتجات أساسية بواسطة-. تصبح هذه التفاعلات الجانبية أكثر أهمية عند درجات حرارة مرتفعة، عادةً ما تكون أعلى من 180 درجة، مما يتطلب تحكمًا صارمًا في العملية على درجة الحرارة والضغط ونشاط المحفز. بالمقارنة مع الترطيب التقليدي، يمكن للأنظمة المحسنة أن تقلل من تكوين DEG/TEG بأكثر من 80%، مما يحسن نقاء المنتج ويقلل الطلب على طاقة التقطير النهائي.
مرحلة التنقية والفصل
تتم تنقية مخاليط الجليكول الخام باستخدام-التقطير متعدد المراحل، حيث يتم فصل MEG بناءً علىنقطة الغليانحوالي 197.3 درجة. تعمل أعمدة التقطير الصناعية تحت ضغط منخفض لتحسين كفاءة استخدام الطاقة ومنع التدهور الحراري للجليكولات. تضمن خطوات التنقية النهائية، بما في ذلك الترشيح والمعالجة الكيميائية، أن تصل مستويات نقاء MEG إلى أكبر من أو تساوي 99.8% لتطبيقات درجة الألياف -، وهو أمر بالغ الأهمية لأداء بلمرة PET واتساقها.
طريق الفحم البديل-إلى-MEG
في المناطق الغنية بالفحم-، يمكن أيضًا إنتاج أحادي-إيثيلين جلايكول (cas رقم 107-21-1) عبر مسار الفحم-إلى-MEG (CTMEG)، الذي يحول الفحم إلى غاز تخليقي، ثم ميثانول، وثنائي ميثيل أوكسالات (DMO)، وأخيرًا MEG من خلال الهدرجة. بالمقارنة مع الإنتاج القائم على الإيثيلين-، تعد مسارات CTMEG أكثر مرونة في التعامل مع المواد الأولية ولكنها تؤدي عادةً إلى زيادة كثافة الكربون، مع تقديرات لانبعاثات دورة الحياة بنسبة 20-40% أعلى من العمليات التقليدية القائمة على الإيثيلين ما لم يتم دمجها مع أنظمة احتجاز الكربون.
الطاقة الصناعية وكفاءة العمليات
يعتمد إنتاج مونو إيثيلين جلايكول (الإيثان-1,2-ديول) على استهلاك الطاقة-بكثافة، حيث تستهلك مصانع أكسيد الإيثيلين والجليكول المتكاملة حوالي 20-25 جيجا جول من الطاقة لكل طن من MEG يتم إنتاجه. تعمل عمليات الانتقائية العالية- الحديثة على تقليل الطلب على الطاقة عن طريق تقليل أحمال الفصل النهائية، بينما تتطلب الأنظمة التقليدية منخفضة الانتقائية استخدامًا أعلى بكثير للبخار والكهرباء بسبب التقطير المكثف للمنتجات الثانوية. وهذا يجعل اختيار العملية عاملاً رئيسياً في كل من هيكل التكلفة والأداء البيئي لتصنيع MEG.
