提高1,4-丁二醇純度的技術(shù)分析

王夢(mèng)沙

(河南能源化工集團(tuán) 鶴壁煤化工有限公司，河南 鶴壁 458000)

1,4-丁二醇(BDO)在化學(xué)產(chǎn)品的研發(fā)制造過(guò)程中的應(yīng)用十分普遍。由于各個(gè)區(qū)域的產(chǎn)能大于下游的需求量，使得BDO的產(chǎn)能大量過(guò)剩。要想確保企業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)，務(wù)必增強(qiáng)BDO純度技術(shù)的使用，運(yùn)用更優(yōu)秀的現(xiàn)代化提純技術(shù)。需要重視的是，由于目前我國(guó)的BDO提純技術(shù)時(shí)還存在缺陷，要想生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，務(wù)必對(duì)BDO提純技術(shù)展開(kāi)探討分析。

1 BDO概述

1,4-丁二醇(BDO)為不揮發(fā)性的油狀物，會(huì)在小于 25 ℃ 時(shí)凝結(jié)，具有強(qiáng)烈的毒性，一旦沾到損傷的皮膚，最開(kāi)始會(huì)產(chǎn)生麻醉的感覺(jué)，造成肝或腎出現(xiàn)特殊的病理變化，接著會(huì)因?yàn)橹袠猩窠?jīng)被麻痹導(dǎo)致死亡。因此需要將制造設(shè)備密封起來(lái)，避免泄漏。施工人員也必須將防護(hù)設(shè)備穿戴整齊，并且通過(guò)鋁、不銹鋼、鍍鋅鐵制品等按照易燃有毒物品的特性進(jìn)行運(yùn)輸儲(chǔ)存。其在密封的包裝以及隔熱的情況下可以任意儲(chǔ)存，在自然條件下，不會(huì)發(fā)生爆炸與自燃，但具可燃性。

2 企業(yè)BDO產(chǎn)品純度低的原因

2.1 精餾實(shí)效性低

我國(guó)部分企業(yè)的BDO產(chǎn)品的純度較低，主要原因是因?yàn)榫s的實(shí)效性不夠高造成的。在BDO的生產(chǎn)過(guò)程中，精餾是最關(guān)鍵的生產(chǎn)流程之一，主要是把BDO產(chǎn)品放置在精餾設(shè)備當(dāng)中實(shí)施分離。用來(lái)精餾的設(shè)備的關(guān)鍵組成要素為：其一是外部構(gòu)造，涵蓋了硬板、外殼等；其二是內(nèi)部通流設(shè)備，涵蓋產(chǎn)品的流經(jīng)出入口等；其三是分配儀器，涵蓋了液體、氣體分離器。要想增強(qiáng)精餾的成效，就應(yīng)該確保填料具備均衡性，這樣不但可以使溫度更加平衡，還可以讓氣液材料更加均衡。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分化工企業(yè)不關(guān)注填料的關(guān)鍵作用，并未控制填料的密度。當(dāng)填料縫隙持續(xù)增大，液體就會(huì)從其中滲透出來(lái)，干擾精餾效果。

在精餾過(guò)程中，整個(gè)環(huán)境會(huì)給BDO的精餾質(zhì)量造成極大的影響，所以化工企業(yè)務(wù)必優(yōu)化精餾環(huán)境，讓溫度、壓力值一直維持在平穩(wěn)的范圍內(nèi)。通常而言，要是精餾的壓力超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，就會(huì)給BDO產(chǎn)品的質(zhì)量造成消極影響，極大的壓力會(huì)使得BDO材料的離子處于重構(gòu)狀態(tài)：氣體中體積較大的離子占比降低，體積較小的離子占比增大，而液體中體積較大的離子比重提高，體積較小的離子比重降低，揮發(fā)度會(huì)隨著離子含量產(chǎn)生很大的改變。壓力增大時(shí)，BDO產(chǎn)品的氣相與液相組分發(fā)生改變，揮發(fā)度顯著上升；而壓力減小，BDO產(chǎn)品的揮發(fā)度也會(huì)隨之減弱。與此發(fā)生相同改變的還有精餾溫度，也會(huì)影響到精餾的結(jié)果。溫度的改變?cè)娇?，就?huì)增加其變化幅度從而妨礙精餾效果。從該角度可知，化工企業(yè)在BDO產(chǎn)品精餾期間，務(wù)必控制精餾的壓力與溫度，然而部分化工企業(yè)在具體的精餾期間，并未監(jiān)控精餾的動(dòng)態(tài)環(huán)境，造成精餾效果不佳。

2.2 提純效果較差

我國(guó)部分企業(yè)BDO產(chǎn)品純度不夠高主要原因還有提純效果不夠好。在制造BDO產(chǎn)品時(shí)，通常會(huì)形成大量的殘?jiān)?，其?shù)量越多，產(chǎn)品的質(zhì)量就越差。殘?jiān)呐欧艛?shù)量與BDO產(chǎn)品的提純效果存在正比例的關(guān)系。部分企業(yè)并未使用現(xiàn)代化的提純手段排放BDO產(chǎn)品的殘?jiān)?，極大地降低了BDO產(chǎn)品的純度。

在對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行衡量時(shí)，溫度是非常關(guān)鍵的指標(biāo)，其波動(dòng)會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。在精餾過(guò)程中，只有控制在溫度范圍時(shí)，才可以確保BDO維持較高的純度。對(duì)部分企業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)表的查看得知：即使具體的操作溫度在設(shè)計(jì)的范圍當(dāng)中，然而偶爾產(chǎn)生較大的波動(dòng)，也會(huì)對(duì)純度造成影響。

2.3 精餾效果差

1)填料不規(guī)整

在精餾期間，填料塔是非常關(guān)鍵的傳熱裝置?；S使用的是規(guī)整填料的空分裝置，它由外殼、塔填料、再分配儀器、噴淋設(shè)備等構(gòu)成。在填料過(guò)程中，更高的密合度與規(guī)整性能夠讓精餾塔中的氣液分離更平均，從而滿足更佳的精餾性，并且純度也更高。然而，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查時(shí)觀察到原填料的縫隙增加，使得在精餾期間常常會(huì)出現(xiàn)溝流、壁流的情況，導(dǎo)致氣液分布不均勻，并且密合不均勻，從而影響精餾效果。

2)壓力與溫度產(chǎn)生波動(dòng)

精餾期間務(wù)必確保壓力平穩(wěn)。由于全部的操作都在平穩(wěn)的壓力下實(shí)施的，壓力波動(dòng)會(huì)影響產(chǎn)品物料與質(zhì)量當(dāng)中的均衡性。要是操作壓力過(guò)大，使得氣相中的重組成分濃度減少，輕組成分的濃度增加。液相里的輕組成分變多，以至于氣相與液相的質(zhì)量比發(fā)生改變，組分當(dāng)中的相對(duì)揮發(fā)度也隨之變化。同理可知，在壓力增大時(shí)也會(huì)發(fā)生相同的情況。溫度在對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行衡量時(shí)也是非常關(guān)鍵的指標(biāo)，其不穩(wěn)定會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。在精餾期間，務(wù)必將溫度限定在一定的范圍之內(nèi)，才可以確保BDO獲得較高的純度。在設(shè)計(jì)精餾塔時(shí)，溫度范圍為120～140 ℃。檢測(cè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)報(bào)表時(shí)可知：即使具體的操作溫度在設(shè)計(jì)溫度范圍當(dāng)中，可偶爾還會(huì)產(chǎn)生較大的波動(dòng)，從而影響純度的優(yōu)化提升。

3 提高BDO純度的技術(shù)

3.1 提升精餾質(zhì)量

要想避免出現(xiàn)BDO產(chǎn)品純度低現(xiàn)象，需要提升精餾質(zhì)量?；て髽I(yè)需要進(jìn)行這些操作：其一，需要更換化填料。在精餾之前，企業(yè)應(yīng)該先分析精餾塔，按照具體的運(yùn)作狀態(tài)采用恰當(dāng)?shù)奶盍稀Ｔ谔盍线x擇完成之后，應(yīng)檢測(cè)填料的質(zhì)量。要是BDO產(chǎn)品具有較好的氣液分離性，就能夠把填料投入繼續(xù)使用。其二，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，對(duì)精餾環(huán)境展開(kāi)動(dòng)態(tài)分析。把傳感裝置安裝在精餾環(huán)境當(dāng)中，再與控制線路連接起來(lái)。傳感裝置能夠感應(yīng)到精餾的壓力與溫度，并把實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸給控制中心。只要參數(shù)喪失平衡性，傳感裝置就會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，控制系統(tǒng)就能立馬采取應(yīng)急措施。

3.2 優(yōu)化提純效果

企業(yè)要想提高BDO產(chǎn)品的純度，就要優(yōu)化企業(yè)的提純效果。大多數(shù)的企業(yè)并未運(yùn)用現(xiàn)代化的新型提純技術(shù)處理BDO產(chǎn)品形成的殘?jiān)?，從而影響B(tài)DO產(chǎn)品的質(zhì)量。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)的情況下，科學(xué)技術(shù)水平也得到了發(fā)展，現(xiàn)代化的提純工藝技術(shù)隨之產(chǎn)生，在此背景下，企業(yè)需要將大量的技術(shù)資金投入進(jìn)去，優(yōu)化提純技術(shù)，管理殘?jiān)挠行蚺欧拧?/p>

具體而言，企業(yè)需要完善以下部分：其一，企業(yè)需要將優(yōu)秀的提純工藝引入進(jìn)來(lái)，并招聘更專(zhuān)業(yè)的操作人員優(yōu)化提純技術(shù)。通常每噸BDO產(chǎn)品最少都會(huì)產(chǎn)生 50 kg 的高沸物排放量。其二，企業(yè)需要保證施工計(jì)劃的安全可靠，并按照方案中的內(nèi)容對(duì)提純?cè)O(shè)備進(jìn)行調(diào)整。其三，企業(yè)需要采用先進(jìn)的精餾塔提純BDO產(chǎn)品，讓殘?jiān)呐欧帕靠梢詽M足每噸 55 kg 的排放量。其四，企業(yè)需要將排放出來(lái)的殘?jiān)鼘?shí)施回收再利用，從而有效的提高資源利用效率，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。

3.3 提高殘?jiān)峒冃Ч?/h3>

3.3.1 工藝設(shè)計(jì)

對(duì)于工藝設(shè)計(jì)中不合理的現(xiàn)象(殘?jiān)欧帕枯^少)，可以在 50 kg/t 基礎(chǔ)上的增大其數(shù)量，并合理的將殘?jiān)械腂DO進(jìn)行回收，增強(qiáng)其提純效果。所以，在技術(shù)論證下實(shí)施提純與排放措施，安裝殘?jiān)峒冄b置，增加閥門(mén)的開(kāi)閉度，增加其排放量至 55 kg/t。利用所排放出來(lái)的殘?jiān)鼘?shí)施BDO提純，再將其再次提純后的BDO運(yùn)輸?shù)剿袑?shí)施精餾，合理的提高了殘?jiān)呐欧帕浚⑶以鰪?qiáng)了BDO產(chǎn)品的品質(zhì)。對(duì)排放殘?jiān)?dāng)中的BDO進(jìn)行合理的提純，避免BDO產(chǎn)品出現(xiàn)過(guò)多的損失，可以增加裝置的產(chǎn)量。在修訂完工藝指標(biāo)之后，使得排放量增加后一致維持在 55 kg/t 左右。

3.3.2 更換填料

對(duì)于填料塔當(dāng)中填料不規(guī)則的現(xiàn)象，可以通過(guò)和填料生產(chǎn)廠家的溝通，并與精餾塔的具體情況相結(jié)合，及時(shí)有效的將填料進(jìn)行更換，讓新填料和塔體能夠密切的關(guān)聯(lián)。填料較高的密合度以及整齊的裝填度能夠?qū)⒕s塔中的氣液分離的更加平均，并滿足較好的精餾成效，提高產(chǎn)品的純度。

4 發(fā)展建議

在最近幾年當(dāng)中，許多套剛修建或者改擴(kuò)建的設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)量投入，使得BDO生產(chǎn)水平取得了飛速的進(jìn)步。預(yù)估我國(guó)BDO生產(chǎn)能力大于280.0萬(wàn)t/a時(shí)的年總需求量?jī)H為大概70.0萬(wàn)t。產(chǎn)能極大的增加，加劇了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。該行業(yè)的供大于求使得供應(yīng)量過(guò)剩，從而進(jìn)入了微利潤(rùn)的時(shí)代。

炔醛法仍然是我國(guó)BDO行業(yè)的重點(diǎn)生產(chǎn)技術(shù)，后期需要進(jìn)一步優(yōu)化目前的生產(chǎn)技術(shù)，從而減少生產(chǎn)費(fèi)用投入，降低給環(huán)境造成的影響。正丁烷/順酐法盡管是將來(lái)BDO 生產(chǎn)技術(shù)的前進(jìn)方向，可是因?yàn)槲覈?guó)在原料上的正丁烷儲(chǔ)備不充分，并且制造成本較高，同時(shí)最近幾年對(duì)正丁烷/順酐法設(shè)備的維護(hù)運(yùn)用率較低，從而妨礙該生產(chǎn)技術(shù)在我國(guó)的推廣。所以，相關(guān)的生產(chǎn)廠家需要合理完善的對(duì)正丁烷供應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行考慮，不得盲目前進(jìn)。在當(dāng)前設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善，實(shí)施技術(shù)優(yōu)化，達(dá)到順酐溶液無(wú)需分離，通過(guò)精制流程就能取得BDO，以減少生產(chǎn)費(fèi)用，加大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

增加對(duì)BDO新應(yīng)用的開(kāi)發(fā)研究力度，達(dá)到生產(chǎn)一體化的目的，主要的開(kāi)發(fā)聚集在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)與熱塑性聚酯彈性體橡膠(TPEE) 等環(huán)節(jié)中，以擴(kuò)大應(yīng)用范圍與提高國(guó)內(nèi)產(chǎn)品需求量。國(guó)家有關(guān)單位需要增強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)力度，合理使用節(jié)能環(huán)保等相應(yīng)的技術(shù)原則嚴(yán)格管控準(zhǔn)入門(mén)檻，優(yōu)化技術(shù)改造，將落后的產(chǎn)能淘汰，防止BDO的重復(fù)建設(shè)而導(dǎo)致資源浪費(fèi)。并且需要行業(yè)協(xié)會(huì)帶領(lǐng)企業(yè)更加自強(qiáng)自律，禁止價(jià)格戰(zhàn)等惡性競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)不斷健康發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)進(jìn)步，使得化學(xué)工業(yè)也逐漸步入了飛速發(fā)展的過(guò)程中，在對(duì)化學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，BDO十分普遍。就當(dāng)前而言，BDO的需求量較高，也在國(guó)家各種政策的帶領(lǐng)下帶動(dòng)了該行業(yè)的發(fā)展，其價(jià)格也逐漸上升，在將來(lái)的行業(yè)當(dāng)中的增長(zhǎng)速度將會(huì)降低。由于目前BDO在我國(guó)的化工產(chǎn)業(yè)中不具備較高的生產(chǎn)純度，在一定程度上影響了化工產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)。要想提升我國(guó)化工企業(yè)在國(guó)際上的地位，務(wù)必運(yùn)用合理有效的提高措施，保障BDO產(chǎn)品的質(zhì)量。