מונו אתילן גליקול (MEG) מיוצר בעיקר באמצעות תהליך הידרציה אתילן אוקסיד (EO), שבו אתילן מתחמצן תחילה לאתילן אוקסיד ולאחר מכן מגיב עם מים בתנאים מבוקרים לייצור MEG, בדרך כלל לצד כמויות קטנות של דיאתילן גליקול (DEG) וטריאתילן גליקול (TEG).
שלב היווצרות אתילן אוקסיד
ייצור מונואתילן גליקול מתחיל בחמצון של אתילן באמצעות זרז מבוסס כסף-, כאשר מפעלים תעשייתיים משיגים בדרך כלל סלקטיביות של תחמוצת אתילן של כ-70-80% בכל מעבר, עם חמצן כמחמצן. שלב זה הוא אקסותרמי ביותר ומייצג את ההמרה של הליבה במעלה הזרם במתחמים פטרוכימיים, שכן אתילן עצמו מופק מפיצוח קיטור של פחמימנים בטמפרטורות מעל 800 מעלות. היעילות של שלב זה משפיעה ישירות על תפוקת MEG במורד הזרם ועל כלכלת הייצור הכוללת.
תהליך הידרציה של תחמוצת אתילן
אז אתילן אוקסיד הופך ל-MEG באמצעות הידרציה עם מים, כאשר תהליכים קונבנציונליים פועלים עם יחס מולרי של מים-ל-EO העולה לעתים קרובות על 20:1 כדי לדכא על ידי-היווצרות המוצר. בנתיבים תעשייתיים סטנדרטיים,MEG גליקולהסלקטיביות היא כ-85-90%, כלומר עד 10-15% מהפלט יוצר גליקולים כבדים יותר כגון DEG ו-TEG. לעומת זאת, מערכות קטליטיות מתקדמות כמו תהליך OMEGA יכולות להגביר את סלקטיביות MEG למעל 99%, להפחית משמעותית את עלויות ההפרדה ולשפר את יעילות האטום.
לפי-יצירת מוצר ובקרת תהליכים
במהלך הידרציה, תגובות משניות מתרחשות כאשר אתילן אוקסיד מגיב עם-מולקולות MEG שכבר נוצרו, ומייצר DEG ו-TEG בתור תוצרי לוואי-. תגובות לוואי אלו הופכות למשמעותיות יותר בטמפרטורות גבוהות, בדרך כלל מעל 180 מעלות, הדורשות בקרת תהליך קפדנית על טמפרטורה, לחץ ופעילות זרז. בהשוואה להידרציה קונבנציונלית, מערכות אופטימליות יכולות להפחית את היווצרות DEG/TEG ביותר מ-80%, לשפר את טוהר המוצר ולהפחית את הדרישה לאנרגיית זיקוק במורד הזרם.
שלב הטיהור וההפרדה
תערובות גליקול גולמי מטוהרות באמצעות זיקוק רב-שלבי, כאשר MEG מופרד על סמךנקודת רתיחהשל בערך 197.3 מעלות. עמודות זיקוק תעשייתיות פועלות בלחץ מופחת כדי לשפר את יעילות האנרגיה ולמנוע פירוק תרמי של גליקולים. שלבי הטיהור הסופיים, כולל סינון וטיפול כימי, מבטיחים שרמות טוהר MEG מגיעות ליותר מ- או שווה ל-99.8% עבור יישומים בדרגת סיבים-, דבר שהוא קריטי לביצועים ועקביות של פילמור PET.
מסלול חלופי מפחם-ל-MEG
באזורים עשירים בפחם, ניתן לייצר מונו-אתילן גליקול (cas no 107-21-1) גם דרך מסלול הפחם-ל-MEG (CTMEG), אשר הופך פחם לגז סינון, ולאחר מכן מתנול, דימתיל אוקסלט (DEGMO), ולבסוף. בהשוואה לייצור המבוסס על אתילן, מסלולי CTMEG גמישים יותר בחומר הזנה, אך בדרך כלל מביאים לעוצמת פחמן גבוהה יותר, כאשר פליטות מחזור החיים מוערכות ב-20-40% גבוהות יותר מתהליכים רגילים מבוססי אתילן, אלא אם כן משולבים במערכות לכידת פחמן.
אנרגיה תעשייתית ויעילות תהליכית
ייצור מונואתילן גליקול (אתאן-1,2-דיול) הוא עתיר אנרגיה-, כאשר מפעלי אתילן אוקסיד וגליקול משולבים צורכים כ-20-25 GJ של אנרגיה לכל טון של MEG המיוצר. תהליכים מודרניים עם-בררנות גבוהה מפחיתים את הביקוש לאנרגיה על ידי מזעור עומסי ההפרדה במורד הזרם, בעוד שמערכות מסורתיות בעלות סלקטיביות נמוכה דורשות צריכת קיטור וחשמל גבוהים יותר באופן משמעותי עקב זיקוק נרחב של תוצרי לוואי. זה הופך את בחירת התהליך לגורם מפתח הן במבנה העלויות והן בביצועים הסביבתיים של ייצור MEG.
