蔡凱
摘要:本文首先闡述了乙二醇精餾流程簡述,接著分析了影響乙二醇精餾的因素,最后對提升乙二醇產品質量的控制方法進行了探討。希望能夠為相關人員提供有益的參考和借鑒。
關鍵詞:影響;煤制乙二醇;產品品質;因素;應對措施
目前我國乙二醇生產的執行標準是中華人民共和國國家標準GB/T4649-2018《工業用乙二醇》。該國標中指出聚酯級乙二醇的紫外透光率在波長220nm、275nm、350nm處需不低于75%、92%、99%;純度不低于99.9%;醛含量不高于8mg/kg(以甲醛計)。目前,煤制乙二醇技術日趨成熟,市場競爭越發激烈,為了企業的發展,在保證生產成本在可控范圍內時,更重要的是要保證產品質量。影響乙二醇產品質量的因素存在于生產的每一個階段,要努力保證每個裝置連續穩定的運行,積極根據實際生產情況,采取相應措施,保證產品質量。
1乙二醇精餾流程簡述
乙二醇精餾采用7塔精餾,有效的對粗甲醇和粗乙二醇進行了提純。來自粗乙二醇中間罐的粗乙二醇進入脫甲醇塔,回流采出精甲醇,塔釜含有乙二醇的脫甲醇塔塔釜液送至脫水塔,在塔頂脫去水分及乙醇等輕組分,采出雜醇油,塔釜液送至脫醇塔。在脫醇塔頂將1,2-BDO、1,2-丙二醇等脫除,采出輕餾分,塔釜液送至乙二醇產品塔繼續精餾。在乙二醇產品塔側線采出精乙二醇至精乙二醇中間罐,塔頂采出合格的乙二醇至合格品罐,塔釜產品以混合醇的形式采出。脫水塔塔頂采出液送至乙醇回收塔,將乙醇進行回收,塔釜液以多元醇的形式采出。該精餾系統除甲醇回收塔為常壓精餾,其余均為負壓精餾,通過真空泵降低塔壓,抽出的不凝氣送至尾氣洗滌塔,通過加入新鮮水,將尾氣進行洗滌,使其達到排放標準。
2影響乙二醇精餾的因素
2.1進料組分
乙二醇合成反應在催化劑的不同時期,反應程度不同,生成的粗品中乙二醇含量不同,而MG、乙醇、1,2-BDO等雜質含量的多少直接影響精餾的操作及產品的質量。為防止產生的副產品含量超指標,合成工序應根據實際工況調節汽包壓力、氫酯比、系統循環量等。
2.2進料量
精餾粗乙二醇的進料量增加,精餾塔負荷增大,若精餾系統長期滿負荷或超負荷下運行,精餾塔分離能力降低,產品的質量逐漸下降。
2.3精餾塔的溫度
精餾塔的溫度直接影響到產品的分離提純,塔釜溫度過低可導致分離不徹底,產品輕組分含量超標;塔釜溫度過高,可導致副反應的增多,產生大分子物質,嚴重時可能造成結焦,堵塞管道,影響設備的運行。
2.4精餾塔的壓力
乙二醇精餾采用負壓精餾,該方法能更好的增大組分間的相對揮發度,有效的將物質分離。若系統壓力波動,精餾操作不穩定,難度增加,影響分離效果,為此一定要保證真空系統的穩定。
2.5回流比
回流是精餾連續穩定操作的必要條件,適當采用較高的回流比進行操作,可得到純度較高的乙二醇。但回流比越高,再沸器的蒸汽用量越大,塔釜低沸點組分越少,生產成本隨之增加;反之,回流比越低,塔釜輕組分含量增多,影響產品質量。
2.6副產品的采出
在乙二醇合成反應過程中,會產生大量的雜質,如乙醇、丁二醇、丙二醇等,這些雜質的存在直接會影響產品的紫外透光率,為此要密切關注各塔的分析數據,及時從脫水塔、脫醇塔、乙二醇回收塔采出雜醇油、輕餾分及重餾分,降低產品中的微量雜質,提高產品質量。
2.7醛含量
精餾系統中的醛類物質可能來源于乙二醇合成工序,也可能是乙二醇在高溫下分解產生,另外甲醇在有氧高溫的條件下也可能產生甲醛,這些醛類物質的存在直接影響到產品的質量,實際生產中要最大程度的減少生產醛類物質,并盡可能的將這些物質除去。
3提升乙二醇產品質量的控制方法
3.1嚴格控制醛含量
乙二醇中的醛含量增多主要是由于設備密閉性不好,在設備及管件的連接處存在漏點,導致少量空氣進入系統,生成醛類、酮類等物質。為此在精餾系統開車前一定要進行氣密性試驗,查找漏點,并消除;利用機會檢修,查看真空系統設備磨損情況,并進行修復。
3.2定期洗塔
精餾系統在長時間運行后會產生大量的雜質,這些雜質會不同程度的集聚于填料、塔內壁等部位,直接影響產品的分離效果。為此可向精餾塔加脫鹽水,在微正壓的條件下,通入蒸汽,將水煮沸,脫鹽水受熱蒸發,蒸汽經換熱器換熱冷卻后重新返回塔內。通過該操作可有效的提高產品的質量。
3.3樹脂法
將乙二醇產品塔側線采出的精乙二醇送至乙二醇提質單元,該單元設置1#、2#精制罐,能脫去乙二醇中的醛類物質,有效提升了乙二醇的紫外透光率。
3.4液相加氫法
液相加氫法是將從乙二醇產品塔及乙二醇回收塔回流采出的合格乙二醇送至加氫裝置,通入氫氣后,在催化劑的作用下,乙二醇中含有不飽和鍵的微量雜質與氫氣發生加成反應,生成對產品紫外無影響的物質,從而提高產品的紫外透光率。
3.5加堿
通過加堿裝置從脫甲醇塔向精餾系統中加入一定量的堿液。該堿液與粗乙二醇中的有機酸、酯等反應生成對產品無影響的物質,另外還可通過調節塔內溶液的pH,防止設備內件腐蝕,影響精餾分離效果。
3.6操作要嚴格按照工藝指標執行
精餾負荷、溫度、壓力等各個條件如果發生變化,都將直接影響產品質量,為此要嚴格控制各項工藝指標,操作過程要連續平穩,避免出現超溫、超壓、超負荷等現象,造成大幅度的波動,使精餾平衡受到破壞,導致產品質量降低。
結束語:
乙二醇,又名甘醇,是重要的化工有機原料,主要用于制造聚酯、防凍劑、化妝品、炸藥等。近年來,國內市場對乙二醇的需求持快速增長趨勢,在我國油氣資源缺少、煤炭資源豐富的條件下,煤質乙二醇迎來了增速迅猛的階段。由于煤質乙二醇工藝路線較長、催化反應受各種因素影響,導致產物中雜質較多,嚴重影響產品質量。乙二醇生產中可通過控制精餾溫度、壓力、精餾負荷,采用液相加氫、樹脂等方法,提高產品質量。
參考文獻:
[1]我國煤制乙二醇現狀及面臨的問題[J].王艷麗.江西化工.2020(05)
[2]影響合成氣制乙二醇質量關鍵指標的因素及控制方法[J].王永勝.化肥設計.2019(04)