淺談脫醇塔煮塔對(duì)乙二醇產(chǎn)品質(zhì)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(jiǎn)稱紅四方）30 萬t/a 合成氣制乙二醇，分為東區(qū)和西區(qū)兩個(gè)部分。東區(qū)為氣頭，是以水煤漿氣化，分離出CO 和H2。西區(qū)主要是乙二醇生產(chǎn)，東區(qū)送來的CO 用來作為乙二醇羰化反應(yīng)所需要的氣體原料；H2用來作為加氫反應(yīng)所需要的原料氣。自2018年10月開車以來，紅四方以行業(yè)領(lǐng)先的進(jìn)度完成了原始開車，并以極短的時(shí)間生產(chǎn)出來聚酯級(jí)乙二醇產(chǎn)品。產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量均達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。為其余在建乙二醇項(xiàng)目起到了良好的帶頭作用。在近一年的生產(chǎn)時(shí)間里，持續(xù)不斷的對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化提升，以期望提高煤制合成氣的使用效率。

1.國內(nèi)外乙二醇生產(chǎn)方式對(duì)比

國外乙二醇生產(chǎn)主要是以原油為主，由1938年美國UCC 公司研發(fā)石油制乙二醇法，這套生產(chǎn)方法現(xiàn)階段仍然是乙二醇生產(chǎn)的主要途徑：乙烯在銀的催化作用下氧化，得到中間產(chǎn)物環(huán)氧乙烷，再由環(huán)氧乙烷水合生成乙二醇。石油生產(chǎn)乙二醇優(yōu)點(diǎn)在于雜質(zhì)較少，生產(chǎn)出來的乙二醇紫外透光率高。紫外透光率（簡(jiǎn)稱UV 值），是反應(yīng)乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量的綜合性指標(biāo)，能有效、快速、直接的反應(yīng)出當(dāng)前乙二醇生產(chǎn)運(yùn)行狀況的優(yōu)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(qiáng)度等。UV 值好壞主要通過3 個(gè)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(jià)格為石油制乙二醇提供了極大的優(yōu)勢(shì)。

我國是一個(gè)多煤少油的國家，石油制乙二醇從制造成本來說已經(jīng)大大超出生產(chǎn)價(jià)值，利用煤制合成氣方法來生產(chǎn)乙二醇，有效緩解了我國乙二醇進(jìn)口的需求，也讓傳統(tǒng)的煤化工迎來了新的生機(jī)，煤化工轉(zhuǎn)型，取得了新的突破。但是煤制合成氣制乙二醇，在經(jīng)過羰化催化反應(yīng)、加氫催化反應(yīng)后，產(chǎn)生了一些難以處理的雜質(zhì)，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(zhì)處如果處理不符合國家標(biāo)準(zhǔn)，將影響下游紡織企業(yè)使用。表1GB/T4649-2008[2]為國標(biāo)中對(duì)聚酯級(jí)、一等品、合格品乙二醇質(zhì)量要求，現(xiàn)階段市面使用的乙二醇主要為聚酯級(jí)和合格品。

表1 GB/T4649-2008

2.紅四方使用煤制乙二醇生產(chǎn)現(xiàn)狀

近一年的生產(chǎn)過程中，紅四方在羰化生產(chǎn)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(diǎn)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(jí)乙二醇、重餾分。經(jīng)過不斷摸索精餾系統(tǒng)中各組分產(chǎn)品的采出的影響，進(jìn)出料位置的反復(fù)調(diào)整，在滿負(fù)荷生產(chǎn)的情況下，已經(jīng)使優(yōu)等品率超過93%，超出設(shè)計(jì)優(yōu)等品率3 個(gè)百分點(diǎn)。初步完成了達(dá)產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)的目標(biāo)，并為下一步提升，夯實(shí)了基礎(chǔ)。

3.公司乙二醇裝置運(yùn)行優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：①工藝指標(biāo)分為公司級(jí)指標(biāo)和車間級(jí)指標(biāo)，由各級(jí)單位嚴(yán)格把控；②設(shè)備監(jiān)管到位，儀表、電器、維保人員定時(shí)巡檢，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行；③定期召開專題會(huì)議、事故分析會(huì)議，加強(qiáng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

缺點(diǎn)：紅四方乙二醇技術(shù)也是采用煤制合成氣制乙二醇，乙二醇精餾裝置在連續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，精餾系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)ppb 級(jí)別雜質(zhì)，嚴(yán)重影響聚酯級(jí)乙二醇質(zhì)量。這些含量極低的雜質(zhì)多為不飽和雙鍵物質(zhì)，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(zhì)的富集。但隨著精餾各塔運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，紫外透光率仍會(huì)逐漸變差。

4.紅四方針對(duì)乙二醇裝置紫外透光率下降采取應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)這一難題，紅四方乙二醇車間吸納工藝包廠家經(jīng)驗(yàn)并加入自身摸索，對(duì)脫醇塔進(jìn)行煮塔操作。煮塔即為在脫醇塔內(nèi)加入脫鹽水，用1.7MPa 蒸汽在微正壓狀態(tài)下煮沸，脫醇塔壓力控制在0.1MPa 以內(nèi)，脫醇塔塔釜溫度105℃，脫醇塔塔頂溫度100℃，脫鹽水受熱蒸發(fā)以氣態(tài)上升，經(jīng)過冷凝器循環(huán)水降溫，冷凝液回流進(jìn)入脫醇塔的循環(huán)過程。紅四方乙二醇車間在對(duì)本次脫醇塔煮塔前后的效果進(jìn)行總結(jié)并對(duì)煮塔前后相關(guān)參數(shù)變化做出對(duì)比，希望總結(jié)出一套對(duì)乙二醇生產(chǎn)質(zhì)量提高具有方向性的指導(dǎo)參數(shù)。

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(tǒng)計(jì)圖1可以看到，脫醇塔塔釜220nm，250nm，275nm，350nm 各個(gè)波段在煮塔前期紫外透光率較低，4 個(gè)波段紫外透過率均低于20%。隨著煮塔經(jīng)行，8 小后，各波段紫外透光率變化不大；煮塔35 個(gè)小時(shí)后，各波段紫外透光率有較明顯提升，250nm，275nm，350nm 均達(dá)到60%左右；煮塔38 個(gè)小時(shí)，220nm 開始提升；煮塔64 個(gè)小時(shí)，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(gè)小時(shí)，各波段透光率達(dá)到峰值全部超過90%。通過對(duì)脫醇塔66 個(gè)小時(shí)煮塔，已經(jīng)將脫醇塔內(nèi)累積的醛，酯等不飽和雙鍵類物質(zhì)洗出。再次投用脫醇塔進(jìn)行生產(chǎn)，將更加高效產(chǎn)出聚酯級(jí)乙二醇。

根據(jù)紅四方實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)制作圖2、圖3，為了更加有對(duì)比性的展示出脫醇塔煮塔前、后對(duì)乙二醇精餾系統(tǒng)產(chǎn)品塔采出聚酯級(jí)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(tǒng)連續(xù)運(yùn)行數(shù)月后，影響紫外透光率雜質(zhì)變多，雖然已經(jīng)調(diào)整了精餾系統(tǒng)各組分產(chǎn)品的采出量，但是各個(gè)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(biāo)GB/T4649-2008不合格的邊緣；275nm 在80 ～90% 之間，已經(jīng)不能直接采出合格的聚酯級(jí)乙二醇；350nm 主要為機(jī)械雜質(zhì)類，所以隨著精餾時(shí)間的延長(zhǎng)，并不會(huì)有較大波動(dòng)。總結(jié)：乙二醇精餾系統(tǒng)影響紫外透光率雜質(zhì)富集嚴(yán)重，必須煮塔，將雜質(zhì)清洗干凈，才有可能保證乙二醇精餾正常運(yùn)行。

通過圖3可以分析得出，在乙二醇精餾系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行數(shù)月后，影響紫外透光率雜質(zhì)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(jí)乙二醇的紫外透光率，并且能夠保證各個(gè)波段紫外透光率保持在一個(gè)較高的水平220nm ≥90%、275nm ≥95%、350nm ≥99%。

圖3 脫醇塔煮塔后

5.結(jié)束語

隨著煤制乙二醇工藝技術(shù)越來越成熟，不論是對(duì)工藝參數(shù)的調(diào)整還是對(duì)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(jí)乙二醇，追求更高的優(yōu)等品率。紅四方在乙二醇精制的路上也會(huì)將摸索到一些關(guān)于提升產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量的方法與同行互相交流，相互提高，生產(chǎn)處高質(zhì)量，高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。