(新疆天智辰業(yè),石河子市,832000) 鄺 勇
乙二醇是一種重要的有機化工原料,目前70%左右的乙二醇用于與對苯二甲酸(PTA)反應(yīng)生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),即聚酯樹脂;PET可作為聚酯纖維和聚酯塑料的原料。乙二醇還可以與鄰苯二甲酸、順丁烯二酸和反丁二酸等多元酸反應(yīng)生成相應(yīng)的聚合物,統(tǒng)稱醇酸樹脂,其次乙二醇還可直接用作防凍劑和配制發(fā)動機的冷卻劑,乙二醇的二硝酸酯可用作炸藥,同時也是生產(chǎn)增塑劑、油漆、膠粘劑、表面活性劑、炸藥及電容器電解液等產(chǎn)品不可缺少的物質(zhì)。
我國是一個“貧油、少氣、多煤”的一個國家,進年來隨著乙二醇的需求持續(xù)上漲,以草酸酯路線為代表的煤制乙二醇技術(shù)逐漸成熟,部分煤制乙二醇產(chǎn)品品質(zhì)未能達到聚酯級別(紫外透光率等不達標),如何確保煤制乙二醇整體品質(zhì)成為焦點。
是產(chǎn)品是否合格的重要指標,是直接影響聚醋生產(chǎn)過程中的消耗物質(zhì),乙二醇純度是乙二醇品質(zhì)的根本保證。
醛含量是衡量乙二醇品質(zhì)的核心,醛中含有的雙鍵及引起支鏈反應(yīng)而使產(chǎn)品熱穩(wěn)定性差、黃色指數(shù)上升,且醛含量直接影響產(chǎn)品的紫外。
包括220nm,275nm,350nm三個指標,國際上普遍通過該指標衡量乙二醇產(chǎn)品的質(zhì)量,是乙二醇品質(zhì)的關(guān)鍵。UV值偏低的乙二醇產(chǎn)品在聚醋生產(chǎn)過程中會對聚醋催化劑產(chǎn)生影響,導(dǎo)致聚醋樹脂發(fā)灰,自度下降及產(chǎn)生雜質(zhì)等。
煤制乙二醇的提純的關(guān)鍵在于粗EG中,雜質(zhì)較多。雜質(zhì)的相似度較高,沸點極為接近分離較為困難。采用常規(guī)精餾難以達到分離提純的目的。
煤制乙二醇的醛含量來源可以分為兩個方面,一方面來源于乙二醇合成。另一方面乙二醇精制過程中溫度較高,也因發(fā)生分解產(chǎn)生醛類物質(zhì),這些醛類物質(zhì)對乙二醇產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。另外甲醇在高溫有氧情況下易氧化為甲醛,甲酸等雜質(zhì),這樣甲醛與甲醇在酸性催化劑作用下生成甲縮醛。[7]隨著對乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高,盡量減少生產(chǎn)過程中醛類物質(zhì)的生成和最大限度地脫除產(chǎn)生的醛類物質(zhì),己成為乙二醇生產(chǎn)過程中的重要課題。
草酸二甲酯催化加氫制得煤基乙二醇過程中,產(chǎn)生的種類較多的微量雜質(zhì),雜質(zhì)草酸酯、酸、醛、酮、醚、1,2-丁二醇會使煤基乙二醇在220nm,275nm處的紫外透光率下降,350nm處的紫外透光率沒有明顯影響。
精餾過程中也因發(fā)生分解產(chǎn)生醛類物質(zhì),甲醇在高溫有氧情況下易氧化為甲醛,甲酸等雜質(zhì),這樣甲醛與甲醇在酸性催化劑作用下生成甲縮醛。
精餾系統(tǒng)長時間運行導(dǎo)致系統(tǒng)精餾系統(tǒng)結(jié)焦,產(chǎn)品紫外下降。
為了解決粗乙二醇中雜質(zhì)復(fù)雜,易形成共沸物,影響紫外透光率的問題,采用6塔負壓精餾,可以有效的提高各組分的相對揮發(fā)度。并對主要的脫醇塔及脫水塔采用合理補精乙二醇的方法提純乙二醇的質(zhì)量,最終預(yù)期使產(chǎn)品純度達到99.9%以上水平。
根據(jù)不同時期粗品中的雜質(zhì)的不同,乙二醇產(chǎn)品塔采用分塔盤進料及分塔盤側(cè)采技術(shù),提高乙二醇產(chǎn)品純度。產(chǎn)品塔設(shè)置三處不同的進料位置,調(diào)整改變進料位置及三段分流量進料,并對塔內(nèi)部分的填料數(shù)量進行了增加,在實際生產(chǎn)中可以根據(jù)實際運行進行負荷和進出料位置的調(diào)整。
煤制乙二醇的醛含量上升主要是由于塔自身的密閉性引起的。由于乙二醇精制過程常常需要在負壓的情況下精餾,若少量空氣進入精餾系統(tǒng)則會導(dǎo)致醛的生成。對于開車前應(yīng)嚴格對系統(tǒng)進行氣密性實驗。保證精餾系統(tǒng)的泄漏量在可控范圍之內(nèi)。
使用脫醛樹脂對煤制乙二醇產(chǎn)品進行脫醛處理。另外有文獻報道煤制乙二醇產(chǎn)品液相加氫可以有效地降低乙二醇的醛含量,提高乙二醇的紫外透光率。具體的技術(shù)方案采用催化加氫的方式來提升產(chǎn)品的紫外透光率,降低醛含量,然后通過減壓精餾的方式除去雜質(zhì)。
使用多塔精餾,將雜質(zhì)盡可能分離出去,采用負壓精餾盡可能的降低乙二醇精餾的操作溫度。對精餾系統(tǒng)運行3個月左右進行定期清洗,清除精餾系統(tǒng)中的固體雜質(zhì),清洗完成后并對系統(tǒng)進行再次試壓查漏保證系統(tǒng)的密閉性。
在乙二醇產(chǎn)品塔塔釜增加精密過濾器,可以有效的濾除雜質(zhì)。保證精餾系統(tǒng)運行中盡可能少的產(chǎn)生新的物質(zhì)。
增加樹脂塔可以有效的提高乙二醇的紫外透光率。目前有研究報道除樹脂塔外?;钚蕴繉μ岣呙褐埔叶嫉淖贤馔腹饴视休^好的作用。[8]
目前工業(yè)乙二醇標準僅僅只有《工業(yè)用乙二醇GB 4649-93》一個標準,而該標準的制定是依照石油法生產(chǎn)的乙二醇而制定的。煤制乙二醇在我國得到快速的發(fā)展,而煤制乙二醇由于工藝路線的不同其雜質(zhì)勢必與石油法不同。要使得煤制乙二醇整體品質(zhì)的到應(yīng)有的保證急需擬定煤制乙二醇的國家標準。
目前,煤制乙二醇得到快速發(fā)展,這和我國能源結(jié)構(gòu)的基本國情是分不開的。通過近年的發(fā)展煤制乙二醇的品質(zhì)穩(wěn)步提升,技術(shù)突飛猛進。煤制乙二醇在紫外透光率、乙二醇純度和醛含量的幾項重要指標已完全可以達到甚至優(yōu)于國家標準。