宋 俊，白一霈

（壽陽化工有限責(zé)任公司，山西 壽陽 045400）

0 引言

壽陽化工有限責(zé)任公司一期年產(chǎn)20 萬t 乙二醇項(xiàng)目，采用煤制合成氣經(jīng)草酸二甲酯制乙二醇技術(shù)路線。

目前市場上的煤制乙二醇產(chǎn)品面臨雜質(zhì)較多，成分復(fù)雜，分離成本高的現(xiàn)實(shí)問題。為維持企業(yè)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高煤制乙二醇的市場競爭力，通過對精餾裝置采出的精乙二醇直接催化液相加氫以獲得聚酯級乙二醇為目的，討論液相加氫技術(shù)在煤制乙二醇行業(yè)上的應(yīng)用。

1 改造背景

壽陽化工乙二醇精餾裝置側(cè)采出的精乙二醇現(xiàn)通過樹脂精制單元來提高終端產(chǎn)品質(zhì)量，樹脂精制單元運(yùn)行過程中曾經(jīng)或目前存在以下問題：①催化劑末期，通過1#樹脂后，220 nm 紫外透光率降1%～2%，通過2#樹脂后，與1#樹脂出口相比，220 nm 紫外透光率下降2%～8%，影響產(chǎn)品質(zhì)量；②1#樹脂需要定期再生，操作工勞動量大，且再生采用堿液，產(chǎn)生大量含鹽廢水，環(huán)保壓力大；③樹脂使用壽命約為1～1.5 a，更換成本高，廢樹脂處理帶來環(huán)保壓力和成本。針對以上問題，實(shí)施以下改造方案。

2 原理及方案

2.1 工藝原理

煤制乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量，受工藝參數(shù)變化、原料組分變化或催化劑壽命等影響，其副反應(yīng)較多，尤其在催化劑末期，乙二醇產(chǎn)品中醛、酮、酯和羧酸類化合物等雜質(zhì)濃度增加。這些微量有機(jī)物含有C=C 和C=O 雙鍵及其共軛結(jié)構(gòu)基團(tuán)，可使乙二醇在200～400 nm 紫外區(qū)有較大的吸收，表現(xiàn)出紫外透光率的顯著下降。

乙二醇液相加氫工藝原理是乙二醇在液相加氫催化劑下進(jìn)行催化加氫，使乙二醇中對紫外有吸收的不飽和鍵－C=C－、－C=O、－C=C－C=O 與H2發(fā)生加成反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷ψ贤鉄o吸收的飽和鍵，從而提高乙二醇產(chǎn)品的紫外透光率，同時(shí)降低乙二醇產(chǎn)品的醛含量，達(dá)到提高乙二醇產(chǎn)品品質(zhì)的效果。

主要反應(yīng)式如圖1 所示。

圖1 主要反應(yīng)方程式Fig.1 Principal reaction equation

2.2 液相加氫流程

液相加氫流程如圖2 所示。

圖2 液相加氫流程Fig.2 Flow of liquid phase hydrogenation

由圖2 可見，乙二醇進(jìn)入緩沖罐1，經(jīng)給料泵2 送往預(yù)熱器3 加熱后，與氫氣在管道混合器內(nèi)混合，進(jìn)入液相加氫反應(yīng)器5。在催化劑的作用下，乙二醇中C=O 雜質(zhì)和氫氣進(jìn)行反應(yīng)，將產(chǎn)品里影響乙二醇紫外透光率的微量物質(zhì)轉(zhuǎn)化、去除。反應(yīng)后的氣液兩相物料在反應(yīng)器的下部空間進(jìn)行氣液分離，氣相從氣液分離空間的上部在壓力調(diào)節(jié)閥排出至閃蒸槽6，液相乙二醇從反應(yīng)器底部在液位調(diào)節(jié)閥排入閃蒸槽6，出料泵送往精餾系統(tǒng)，提高聚酯級乙二醇優(yōu)等率。

2.3 改造方案

原流程為精餾裝置側(cè)采的精乙二醇，泵送至樹脂精制單元進(jìn)行質(zhì)量提升后送往優(yōu)級品罐。精餾裝置頂采的工業(yè)級乙二醇一部分經(jīng)液相加氫后返回系統(tǒng)，另一部分采出去工業(yè)品儲罐。

改造新增的管線管件閥門及流程等如圖3 所示。

圖3 改造方案流程Fig.3 Flow of reconstruction scheme

由圖3 可見，原流程中的①③⑤號閥門關(guān)閉，②④號閥門保持開位，同時(shí)開啟新增的⑥⑦或⑧號閥門。精餾裝置頂采的工業(yè)級乙二醇通過②號閥直接采出去工業(yè)品儲罐。精餾裝置側(cè)采的精乙二醇，通過新增的⑥號閥送往液相加氫裝置，加氫后的產(chǎn)品經(jīng)④⑦號閥送至樹脂精制單元后送往優(yōu)級品儲罐，同時(shí)，如加氫后的產(chǎn)品分析數(shù)據(jù)達(dá)到優(yōu)級品品質(zhì)，可直接通過⑧號閥送至優(yōu)級品儲罐。

3 改造效果分析

3.1 改造前乙二醇產(chǎn)品過樹脂質(zhì)量提升單元

EG 催化劑末期，乙二醇產(chǎn)品過樹脂質(zhì)量提升后紫外變化值見表1。

表1 乙二醇產(chǎn)品通過質(zhì)量提升單元紫外透光率數(shù)據(jù)Table 1 Uv of ethylene glycol products through quality improvement unit

EG 催化劑在初期和穩(wěn)定期工況下，樹脂質(zhì)量提升對乙二醇產(chǎn)品紫外具有正作用提升能力，隨著催化劑使用至末期，粗品中雜質(zhì)較多，進(jìn)入樹脂質(zhì)量提升后，一定程度抑制樹脂質(zhì)量提升能力，在乙二醇產(chǎn)品220 nm 紫外透光率84%左右工況下、通過1#樹脂紫外透光率降低1%～2%，通過2#樹脂紫外透光率降低3%～4%，降低乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 改造后乙二醇產(chǎn)品過液相加氫裝置

EG 催化劑末期，乙二醇產(chǎn)品通過液相加氫后紫外及醛含量變化值見表2。

表2 乙二醇產(chǎn)品通過液相加氫紫外透光率及醛含量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 2 Experimental data of uv and aldehyde content of ethylene glycol products by liquid phase hydrogenation

EG 催化劑末期，隨著雜質(zhì)增多，乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量越差，紫外越差，在乙二醇產(chǎn)品通過樹脂質(zhì)量提升后，也無法保證產(chǎn)品質(zhì)量的工況下，選擇乙二醇產(chǎn)品通過液相加氫裝置，使乙二醇產(chǎn)品中-C=C-、-C=O、-C=C-C=O 等雜質(zhì)與H2進(jìn)行加氫反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為對紫外不吸收的飽和鍵物質(zhì)，提升產(chǎn)品質(zhì)量。在該工況下，乙二醇產(chǎn)品220 nm 紫外透光率78%左右，275 nm 紫外透光率90%左右，通過液相加氫后，220 nm 紫外透光率提高約5%～8%，275 nm 紫外透光率提高約5%～8%，同時(shí)降低產(chǎn)品醛含量，達(dá)到乙二醇國標(biāo)值范圍內(nèi)，確保催化劑末期乙二醇產(chǎn)品外賣，提高企業(yè)競爭力。

4 結(jié)語

綜上所述，壽陽化工有限責(zé)任公司通過乙二醇產(chǎn)品液相加氫實(shí)驗(yàn)，證明液相加氫對提高乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量有顯著效果，增加乙二醇產(chǎn)品液相加氫項(xiàng)目，可以延長樹脂使用壽命，減少含鹽廢水量，降低生產(chǎn)環(huán)保壓力，尤其在催化劑末期，乙二醇產(chǎn)品雜質(zhì)較多工況下，在樹脂質(zhì)量提升單元對乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量提升具抑制作用下，通過液相加氫裝置提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加企業(yè)效益，提高了煤制乙二醇的整體競爭力。