淺談乙二醇銻生產(chǎn)工藝

劉益凡，譚顯鉑，趙工業(yè)

（錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司，湖南冷水江 417500）

乙二醇銻是有機(jī)金屬化合物，其分子式為Sb2（OCH2CH2O）3，系白色結(jié)晶狀粉末，在空氣中極易潮變。因此，生產(chǎn)、包裝和儲(chǔ)存乙二醇銻時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格密封，操作速度要迅速，盡量縮短乙二醇銻在空氣中停留的時(shí)間。

乙二醇銻主要用作聚酯催化劑，是利用銻離子加快催化反應(yīng)的進(jìn)行，縮短聚酯生成時(shí)間，提高生產(chǎn)效率［1］。與其它催化劑相比較，乙二醇銻不僅催化性能優(yōu)良，性價(jià)比高，而且由于乙二醇銻無(wú)毒，生產(chǎn)出來(lái)的聚酯產(chǎn)品用作食品包裝，既安全又無(wú)環(huán)境污染。因此，用乙二醇銻代替醋酸銻作聚酯催化劑，市場(chǎng)前景廣闊。

2006年，錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司自行研制年產(chǎn)200 t乙二醇銻生產(chǎn)線，試產(chǎn)成功。由于產(chǎn)品供不應(yīng)求，幾經(jīng)擴(kuò)產(chǎn)：2008年擴(kuò)產(chǎn)至500 t/a，2011年擴(kuò)產(chǎn)至1 200 t/a，2014年又?jǐn)U產(chǎn)至2 000 t/a。擴(kuò)產(chǎn)期間，不斷完善工藝流程，優(yōu)化操作，建成了工藝技術(shù)完善、操作水平優(yōu)良的年產(chǎn)2 000 t乙二醇銻生產(chǎn)工藝。

1 工藝原理和工藝流程

1.1 工藝原理

將乙二醇和三氧化二銻按一定的液固比例加入到反應(yīng)釜中并加熱攪拌，控制一定溫度和真空度，在回流狀態(tài)下發(fā)生醇化反應(yīng)［2］：

反應(yīng)可逆向進(jìn)行，即乙二醇銻會(huì)水解，因此，必須及時(shí)排出反應(yīng)生成水，使反應(yīng)徹底完成，生成乙二醇銻，再經(jīng)結(jié)晶、過(guò)濾、干燥、包裝成乙二醇銻產(chǎn)品出廠。

1.2 工藝流程

乙二醇銻生產(chǎn)工藝流程圖如圖1所示。

圖1 乙二醇銻生產(chǎn)工藝流程

1.3 生產(chǎn)原料

主要原料為三氧化二銻和乙二醇。

用作生產(chǎn)乙二醇銻的三氧化二銻，應(yīng)符合以下質(zhì)量要求：

ωSb2O3≥99.50%、ωPbO≤0.05%、ωAs2O3≤0.05%、ωFe2O3≤0.003%、ωCuO≤0.002%、ωSe≤0.001%。

乙二醇應(yīng)達(dá)到以下要求：ωHOCH2CH2OH≥99.5%、ωH2O≤0.4%。

2 主要技術(shù)條件和技術(shù)參數(shù)

2.1 醇化反應(yīng)及過(guò)濾

2.1.1 醇化反應(yīng)

乙二醇與三氧化二銻的反應(yīng)是一個(gè)可逆的醇化反應(yīng)過(guò)程，生成的乙二醇銻會(huì)水解，為促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)釜內(nèi)應(yīng)保持一定的真空度和溫度，及時(shí)蒸餾排出反應(yīng)生成水，使反應(yīng)完成［3］，因此，參數(shù)設(shè)定為：

1.反應(yīng)溫度：140～150℃、導(dǎo)熱油溫度：170～180℃、真空度：-0.95 MPa±、內(nèi)回流塔溫度：60～80℃。

2.液固比：（8～10）∶1。液固比是一個(gè)重要的配料指標(biāo)，液固比太低，反應(yīng)釜底沉積一層白色不溶物，系金屬氧化物沒(méi)反應(yīng)完全。液固比太高，反應(yīng)后，乙二醇剩余多，造成含乙二醇銻的母液濃度太低，對(duì)結(jié)晶造成影響，延長(zhǎng)結(jié)晶時(shí)間，故液固比控制在8∶1較為合適。

2.1.2 過(guò)濾（一次過(guò)濾）

一次過(guò)濾的目的是除去反應(yīng)液中雜質(zhì)異物。醇化反應(yīng)完成后，反應(yīng)液中含有一定量的雜質(zhì)異物，經(jīng)鋪設(shè)特殊過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，濾液至結(jié)晶罐結(jié)晶。

2.2 結(jié)晶

結(jié)晶溫度和結(jié)晶時(shí)間是影響結(jié)晶的主要因素，結(jié)晶時(shí)，采用變速攪拌的方式進(jìn)行攪拌，在不同的結(jié)晶溫度區(qū)間，采用不同的攪拌速度，有利于提高結(jié)晶效率，見(jiàn)表1。

表1 攪拌速度與結(jié)晶溫度的關(guān)系

結(jié)晶完物料溫度保持±30℃。

2.3 過(guò)濾（二次過(guò)濾）

二次過(guò)濾是實(shí)現(xiàn)結(jié)晶物料從母液中分離出來(lái)。采用離心過(guò)濾機(jī)過(guò)濾。

過(guò)濾介質(zhì)：全棉帆布；過(guò)濾溫度：≤30℃。

2.4 干燥

干燥器外壁為夾層，熱介質(zhì)在夾層循環(huán)流動(dòng)，把熱量傳給干燥器內(nèi)物料，及時(shí)抽走干燥器內(nèi)蒸發(fā)出來(lái)的揮發(fā)物。

熱介質(zhì)溫度：＞98℃、干燥溫度：±98℃。

真空度：-0.98 MPa±。

3 產(chǎn)品質(zhì)量及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

本工藝生產(chǎn)的乙二醇銻產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 乙二醇銻產(chǎn)品質(zhì)量 %

生產(chǎn)的乙二醇銻近幾年主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

4 結(jié) 語(yǔ)

1.本工藝生產(chǎn)乙二醇銻，其它條件固定、液固比為（8～10）∶1時(shí)，醇化反應(yīng)完全，產(chǎn)品質(zhì)量好。

2.結(jié)晶過(guò)程中，加一定量的晶種，延長(zhǎng)結(jié)晶時(shí)間，降低結(jié)晶溫度，有利于提高結(jié)晶效率。

3.采用震動(dòng)流動(dòng)干燥機(jī)并用熱水作加熱介質(zhì)，不僅滿足本工藝要求，熱源充足易獲取，而且干燥能力大，生產(chǎn)效率高。

4.本工藝生產(chǎn)的乙二醇銻，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有待進(jìn)一步優(yōu)化。