浅谈煤制乙二醇品质提升方法
2018-04-03新疆天智辰业石河子市832000
(新疆天智辰业,石河子市,832000) 邝 勇
乙二醇是一种重要的有机化工原料,目前70%左右的乙二醇用于与对苯二甲酸(PTA)反应生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),即聚酯树脂;PET可作为聚酯纤维和聚酯塑料的原料。乙二醇还可以与邻苯二甲酸、顺丁烯二酸和反丁二酸等多元酸反应生成相应的聚合物,统称醇酸树脂,其次乙二醇还可直接用作防冻剂和配制发动机的冷却剂,乙二醇的二硝酸酯可用作炸药,同时也是生产增塑剂、油漆、胶粘剂、表面活性剂、炸药及电容器电解液等产品不可缺少的物质。
我国是一个“贫油、少气、多煤”的一个国家,进年来随着乙二醇的需求持续上涨,以草酸酯路线为代表的煤制乙二醇技术逐渐成熟,部分煤制乙二醇产品品质未能达到聚酯级别(紫外透光率等不达标),如何确保煤制乙二醇整体品质成为焦点。
1 聚酯级乙二醇关键指标
1.1 乙二醇纯度
是产品是否合格的重要指标,是直接影响聚醋生产过程中的消耗物质,乙二醇纯度是乙二醇品质的根本保证。
1.2 醛含量
醛含量是衡量乙二醇品质的核心,醛中含有的双键及引起支链反应而使产品热稳定性差、黄色指数上升,且醛含量直接影响产品的紫外。
1.3 紫外透光率
包括220nm,275nm,350nm三个指标,国际上普遍通过该指标衡量乙二醇产品的质量,是乙二醇品质的关键。UV值偏低的乙二醇产品在聚醋生产过程中会对聚醋催化剂产生影响,导致聚醋树脂发灰,自度下降及产生杂质等。
2 煤制乙二醇关键技术难点
2.1 影响煤制乙二醇纯度的因素
煤制乙二醇的提纯的关键在于粗EG中,杂质较多。杂质的相似度较高,沸点极为接近分离较为困难。采用常规精馏难以达到分离提纯的目的。
2.2 影响煤制乙二醇醛含量的因素
煤制乙二醇的醛含量来源可以分为两个方面,一方面来源于乙二醇合成。另一方面乙二醇精制过程中温度较高,也因发生分解产生醛类物质,这些醛类物质对乙二醇产品的质量产生直接影响。另外甲醇在高温有氧情况下易氧化为甲醛,甲酸等杂质,这样甲醛与甲醇在酸性催化剂作用下生成甲缩醛。[7]随着对乙二醇产品质量要求的不断提高,尽量减少生产过程中醛类物质的生成和最大限度地脱除产生的醛类物质,己成为乙二醇生产过程中的重要课题。
2.3 影响煤制乙二醇紫外透光率的因素
草酸二甲酯催化加氢制得煤基乙二醇过程中,产生的种类较多的微量杂质,杂质草酸酯、酸、醛、酮、醚、1,2-丁二醇会使煤基乙二醇在220nm,275nm处的紫外透光率下降,350nm处的紫外透光率没有明显影响。
精馏过程中也因发生分解产生醛类物质,甲醇在高温有氧情况下易氧化为甲醛,甲酸等杂质,这样甲醛与甲醇在酸性催化剂作用下生成甲缩醛。
精馏系统长时间运行导致系统精馏系统结焦,产品紫外下降。
3 煤制乙二醇的品质提升方法
3.1 煤制乙二醇纯度提升的方法
为了解决粗乙二醇中杂质复杂,易形成共沸物,影响紫外透光率的问题,采用6塔负压精馏,可以有效的提高各组分的相对挥发度。并对主要的脱醇塔及脱水塔采用合理补精乙二醇的方法提纯乙二醇的质量,最终预期使产品纯度达到99.9%以上水平。
根据不同时期粗品中的杂质的不同,乙二醇产品塔采用分塔盘进料及分塔盘侧采技术,提高乙二醇产品纯度。产品塔设置三处不同的进料位置,调整改变进料位置及三段分流量进料,并对塔内部分的填料数量进行了增加,在实际生产中可以根据实际运行进行负荷和进出料位置的调整。
3.2 煤制乙二醇醛含量控制的方法
煤制乙二醇的醛含量上升主要是由于塔自身的密闭性引起的。由于乙二醇精制过程常常需要在负压的情况下精馏,若少量空气进入精馏系统则会导致醛的生成。对于开车前应严格对系统进行气密性实验。保证精馏系统的泄漏量在可控范围之内。
使用脱醛树脂对煤制乙二醇产品进行脱醛处理。另外有文献报道煤制乙二醇产品液相加氢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。具体的技术方案采用催化加氢的方式来提升产品的紫外透光率,降低醛含量,然后通过减压精馏的方式除去杂质。
3.3 提高紫外透光率的方法
使用多塔精馏,将杂质尽可能分离出去,采用负压精馏尽可能的降低乙二醇精馏的操作温度。对精馏系统运行3个月左右进行定期清洗,清除精馏系统中的固体杂质,清洗完成后并对系统进行再次试压查漏保证系统的密闭性。
在乙二醇产品塔塔釜增加精密过滤器,可以有效的滤除杂质。保证精馏系统运行中尽可能少的产生新的物质。
增加树脂塔可以有效的提高乙二醇的紫外透光率。目前有研究报道除树脂塔外。活性炭对提高煤制乙二醇的紫外透光率有较好的作用。[8]
4 其他保证煤制乙二醇品质的建议
目前工业乙二醇标准仅仅只有《工业用乙二醇GB 4649-93》一个标准,而该标准的制定是依照石油法生产的乙二醇而制定的。煤制乙二醇在我国得到快速的发展,而煤制乙二醇由于工艺路线的不同其杂质势必与石油法不同。要使得煤制乙二醇整体品质的到应有的保证急需拟定煤制乙二醇的国家标准。
5 结语
目前,煤制乙二醇得到快速发展,这和我国能源结构的基本国情是分不开的。通过近年的发展煤制乙二醇的品质稳步提升,技术突飞猛进。煤制乙二醇在紫外透光率、乙二醇纯度和醛含量的几项重要指标已完全可以达到甚至优于国家标准。