淺談脫醇塔煮塔對乙二醇產品質量的提升

高 超 代忠景 侯亞中 劉 斌

中鹽安徽紅四方股份有限公司（以下簡稱紅四方）30 萬t/a 合成氣制乙二醇，分為東區和西區兩個部分。東區為氣頭，是以水煤漿氣化，分離出CO 和H2。西區主要是乙二醇生產，東區送來的CO 用來作為乙二醇羰化反應所需要的氣體原料；H2用來作為加氫反應所需要的原料氣。自2018年10月開車以來，紅四方以行業領先的進度完成了原始開車，并以極短的時間生產出來聚酯級乙二醇產品。產品質量、產量均達到行業領先水平。為其余在建乙二醇項目起到了良好的帶頭作用。在近一年的生產時間里，持續不斷的對產品產量、質量進行優化提升，以期望提高煤制合成氣的使用效率。

1.國內外乙二醇生產方式對比

國外乙二醇生產主要是以原油為主，由1938年美國UCC 公司研發石油制乙二醇法，這套生產方法現階段仍然是乙二醇生產的主要途徑：乙烯在銀的催化作用下氧化，得到中間產物環氧乙烷，再由環氧乙烷水合生成乙二醇。石油生產乙二醇優點在于雜質較少，生產出來的乙二醇紫外透光率高。紫外透光率（簡稱UV 值），是反應乙二醇產品質量的綜合性指標，能有效、快速、直接的反應出當前乙二醇生產運行狀況的優略。如果紫外透光率不合格，將影響聚酯纖維的著色、纖維的強度等。UV 值好壞主要通過3 個波段的納米紫外透光率來判斷：220nm、275nm、350nm。國外石油含量豐富，低廉的石油價格為石油制乙二醇提供了極大的優勢。

我國是一個多煤少油的國家，石油制乙二醇從制造成本來說已經大大超出生產價值，利用煤制合成氣方法來生產乙二醇，有效緩解了我國乙二醇進口的需求，也讓傳統的煤化工迎來了新的生機，煤化工轉型，取得了新的突破。但是煤制合成氣制乙二醇，在經過羰化催化反應、加氫催化反應后，產生了一些難以處理的雜質，如：MF（甲酸甲酯）、DME（二甲醚）、1,2BDO（1,2 丁二醇）、2,3BDO（2,3 丁二醇）、乙醇酸甲酯等[1]。這些雜質處如果處理不符合國家標準，將影響下游紡織企業使用。表1GB/T4649-2008[2]為國標中對聚酯級、一等品、合格品乙二醇質量要求，現階段市面使用的乙二醇主要為聚酯級和合格品。

表1 GB/T4649-2008

2.紅四方使用煤制乙二醇生產現狀

近一年的生產過程中，紅四方在羰化生產粗草酸二甲酯，再精餾得到精草酸二甲酯，加氫得到粗乙二醇。粗乙二醇按照各組分沸點不同，分為脫醇、脫水、精制等步驟精餾得到雜醇油、輕餾分、合格品乙二醇、聚酯級乙二醇、重餾分。經過不斷摸索精餾系統中各組分產品的采出的影響，進出料位置的反復調整，在滿負荷生產的情況下，已經使優等品率超過93%，超出設計優等品率3 個百分點。初步完成了達產、優產的目標，并為下一步提升，夯實了基礎。

3.公司乙二醇裝置運行優缺點

優點：①工藝指標分為公司級指標和車間級指標，由各級單位嚴格把控；②設備監管到位，儀表、電器、維保人員定時巡檢，保證設備穩定運行；③定期召開專題會議、事故分析會議，加強培訓學習。

缺點：紅四方乙二醇技術也是采用煤制合成氣制乙二醇，乙二醇精餾裝置在連續運行一段時間，精餾系統會出現ppb 級別雜質，嚴重影響聚酯級乙二醇質量。這些含量極低的雜質多為不飽和雙鍵物質，如醛，酯等。在開車初期，主要是利用脫醇塔頂部加大采出輕餾分來減少雜質的富集。但隨著精餾各塔運行時間增長，紫外透光率仍會逐漸變差。

4.紅四方針對乙二醇裝置紫外透光率下降采取應對措施

針對這一難題，紅四方乙二醇車間吸納工藝包廠家經驗并加入自身摸索，對脫醇塔進行煮塔操作。煮塔即為在脫醇塔內加入脫鹽水，用1.7MPa 蒸汽在微正壓狀態下煮沸，脫醇塔壓力控制在0.1MPa 以內，脫醇塔塔釜溫度105℃，脫醇塔塔頂溫度100℃，脫鹽水受熱蒸發以氣態上升，經過冷凝器循環水降溫，冷凝液回流進入脫醇塔的循環過程。紅四方乙二醇車間在對本次脫醇塔煮塔前后的效果進行總結并對煮塔前后相關參數變化做出對比，希望總結出一套對乙二醇生產質量提高具有方向性的指導參數。

圖1 脫醇塔煮塔紫外透光率變化曲線圖

其中250nm 作為紫外透光率參考部分，一同做到圖1中。由分析統計圖1可以看到，脫醇塔塔釜220nm，250nm，275nm，350nm 各個波段在煮塔前期紫外透光率較低，4 個波段紫外透過率均低于20%。隨著煮塔經行，8 小后，各波段紫外透光率變化不大；煮塔35 個小時后，各波段紫外透光率有較明顯提升，250nm，275nm，350nm 均達到60%左右；煮塔38 個小時，220nm 開始提升；煮塔64 個小時，各波段大幅度提升除220nm 外，其余波段均接近90%透光率；煮塔66 個小時，各波段透光率達到峰值全部超過90%。通過對脫醇塔66 個小時煮塔，已經將脫醇塔內累積的醛，酯等不飽和雙鍵類物質洗出。再次投用脫醇塔進行生產，將更加高效產出聚酯級乙二醇。

根據紅四方實際生產數據制作圖2、圖3，為了更加有對比性的展示出脫醇塔煮塔前、后對乙二醇精餾系統產品塔采出聚酯級乙二醇紫外透光率的影響。

圖2 脫醇塔煮塔前

通過圖2可以分析得出，在乙二醇精餾系統連續運行數月后，影響紫外透光率雜質變多，雖然已經調整了精餾系統各組分產品的采出量，但是各個波段紫外透光率仍然受到了不同程度影響，220nm 基本維持在70 ～80%之間，采出乙二醇在國標GB/T4649-2008不合格的邊緣；275nm 在80 ～90% 之間，已經不能直接采出合格的聚酯級乙二醇；350nm 主要為機械雜質類，所以隨著精餾時間的延長，并不會有較大波動。總結：乙二醇精餾系統影響紫外透光率雜質富集嚴重，必須煮塔，將雜質清洗干凈，才有可能保證乙二醇精餾正常運行。

通過圖3可以分析得出，在乙二醇精餾系統連續運行數月后，影響紫外透光率雜質變多的情況下，利用脫醇塔煮塔這一方法，能夠及其有效的提高采出聚酯級乙二醇的紫外透光率，并且能夠保證各個波段紫外透光率保持在一個較高的水平220nm ≥90%、275nm ≥95%、350nm ≥99%。

圖3 脫醇塔煮塔后

5.結束語

隨著煤制乙二醇工藝技術越來越成熟，不論是對工藝參數的調整還是對工藝管線的變更，都是為了更加有效的精制出合格的聚酯級乙二醇，追求更高的優等品率。紅四方在乙二醇精制的路上也會將摸索到一些關于提升產品產量、質量的方法與同行互相交流，相互提高，生產處高質量，高標準的產品。