電石爐氣制聚酯級乙二醇生產技術的研究及應用

（新疆天業(yè)（集團）有限公司，石河子市，832000） 秦明月 唐紅建 張永龍

中國是世界乙二醇最大消費國，由于技術受制于國外，中國乙二醇產能增長很慢。乙二醇的消費構成中，90%用于生產聚酯，其中大部分用于纖維，小部分用于片基、薄膜與瓶子，大約10%用于生產不飽和聚酯，防凍劑、粘合劑、油漆溶劑、耐寒潤滑油、表面活性劑、聚酯多元醇等。因此，近些年聚酯行業(yè)的迅速發(fā)展也是帶動乙二醇發(fā)展主要因素。

乙二醇工藝路線主要分為石油路線和非石油路線，石油路線主要采用環(huán)氧乙烷水解合成乙二醇產品，但由于我國是貧油富煤的能源特點，為減少對石油的依賴，研究煤制乙二醇對我國能源格局調整具有十分重要的意義，然而由于煤制乙二醇中存在一系列問題，造成目前國內企業(yè)生產的乙二醇均不能達到聚酯級要求，使用受到極大限制。針對國內乙二醇生產現狀，新疆天業(yè)（集團）有限公司在成功建成5萬噸/年電石爐尾氣制工業(yè)級乙二醇的基礎上，電石爐氣制乙二醇過程中分塔盤進料及分塔盤側采技術、脫醇塔微量、合理補精乙二醇技術及優(yōu)等乙二醇的脫醛技術的研發(fā)及工業(yè)化應用，解決微量雜質和醛的凈化問題，實現非石油路線生產出聚酯級乙二醇產品。

1 聚酯級乙二醇產品關鍵指標介紹

1.1 乙二醇純度

直接影響聚酯生產過程中的消耗及品質。

1.2 醛含量

易形成雙鍵及引起支鏈反應而使產品熱穩(wěn)定性差、黃色指數上升。

1.3 紫外透光率

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品的質量。UV值偏低的乙二醇產品在聚酯生產過程中會對聚酯催化劑產生影響，導致聚酯樹脂發(fā)灰，白度下降及產生雜質等。

2 電石爐氣制聚酯級乙二醇研究難點及技術方案

2.1 乙二醇精餾技術的研究及應用

2.1.1 研究難點

乙二醇合成粗產物主要為乙二醇和甲醇，還有眾多副產物（見表1）。乙二醇中雜質的增加給精餾系統(tǒng)凈化帶來了難度，由于乙二醇粗產品料液沸點高，需要真空操作，且料液中雜質容易和乙二醇形成共沸物，同時沸點升高，常規(guī)方法難以精餾。

表1 乙二醇加氫粗品中的雜質種類表

2.1.2 技術實施方案

根據不同時期粗品中的雜質的不同，本項目乙二醇關鍵提純設備產品塔采用分塔盤進料及分塔盤側采技術，提高乙二醇產品純度。由于加氫催化合成粗乙二醇中雜質含量復雜，而且隨著反應時間的延長，副反應會不斷增加，原本塔的進料位置已偏離原設計值，為此增加了分段分體積進料的技術，調整改變進料塔盤層數及三段分流量進料，并對塔內每段的填料數量進行了增加，同時采用計算機軟件計算和模擬了乙二醇的精餾過程，優(yōu)化了出料塔板的位置，選擇了適合的出料位置，在實際生產中可以根據實際運行進行負荷和出料位置的調整。

2.2 提高乙二醇紫外透光率的研究及應用

2.2.1 研究難點

粗乙二醇中雜質復雜，易形成共沸物，影響紫外透光率。

2.2.2 技術實施方案

為了解決粗乙二醇中雜質復雜，易形成共沸物，影響紫外透光率的問題；公司技術人員通過研發(fā)，采用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量，最終預期使產品純度達到99.9%以上水平（見圖1）。項目實施后遠遠低于目前的石油法中的雜質要求，220nm的紫外透光率能達到85%以上，遠遠高于國家規(guī)定的指標要求的目標。

圖1 脫醇塔微量、合理補精乙二醇技術工藝流

2.3 優(yōu)等乙二醇的脫醛技術的研究及應用

2.3.1 研究難點

乙二醇中醛含量嚴重影響乙二醇產品中275nm的紫外透光率，直接影響聚酯生產中的色度，是最關鍵的指標之一，為此除從上述精餾系統(tǒng)進行改造外，通過篩選國內樹脂品號及規(guī)格，選擇合適的用于電石爐氣制乙二醇的脫醛樹脂脫醛樹脂很關鍵，用于電石爐氣制乙二醇的脫醛工藝國內沒有研究的先例和實際運行的裝置。

2.3.2 技術實施方案

通過篩選國內樹脂品號及規(guī)格，選擇合適的用于電石爐氣制乙二醇的脫醛樹脂，用于乙二醇脫醛，最終實現乙二醇產品的聚酯等級。為了與脫醛樹脂相配套，本項目將自主研發(fā)新的脫醛工藝流程，實現自動化控制和出料產品穩(wěn)定。脫醛工藝主要設計思路如下。

乙二醇精餾生產的產品先進入相互即可串聯，又可并聯的樹脂塔中進行連續(xù)脫醛，樹脂主要作用為提高乙二醇紫外透光率，具有脫醛效果，失活后可通過再生，仍具備提高乙二醇紫外透光率效果。

3 實施效果

本項目已于2015年9月20日成功應用于公司5萬噸/年電石爐氣制工業(yè)級乙二醇項目中，已形成4.5萬噸/年聚酯級乙二醇生產規(guī)模，裝置運行以來安全平穩(wěn)，2015年12月新疆維吾爾自治區(qū)分析測試研究院檢測人員對項目中涉及到的乙二醇產品純度、乙二醇紫外透光率等主要技術指標進行了現場分析檢測，檢測結果表明：乙二醇產品質量優(yōu)于《GB/T 4649-2008工業(yè)用乙二醇》優(yōu)等品指標，產品質量達到聚酯級標準（見表2）。

表2 乙二醇產品主要指標檢測數據對比表

4 結語

通過對電石爐氣制聚酯級乙二醇生產技術進行研究及工業(yè)化應用，可充分利用廢棄的CO資源，實現了CO資源高值化綜合利用，延伸了循環(huán)經濟產業(yè)鏈，并且有效減少資源消耗，減輕環(huán)境污染。

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