1，4-丁二醇儲存條件的優(yōu)化和分析

郭磊 花小紅

摘要：1，4-丁二醇（Butane-1，4-diol，簡稱BDO）作為一種重要的有機(jī)和精細(xì)化工原料，它被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、紡織、造紙、汽車和日用化工等領(lǐng)域。近年由于市場變化價(jià)格也有較大幅度攀升，對于BDO市場帶來好的效益。BDO在生產(chǎn)到儲存運(yùn)輸過程中有較高的要求，作為新建設(shè)成立的化工廠，在儲存中所遇到的問題需要結(jié)合具體實(shí)際來分析原因，本論文討論在BDO儲存初期由合格到不合格再到合格的探索之路。

關(guān)鍵詞：1，4-丁二醇色度水分儲存

Optimization and Analysis of Storage Conditions of Butane-1，4-diol

GUO Lei ?HUA Xiaohong

（Oilfield Gas Chemical Technology Co.， Ltd.， Yan'an，Shaanxi Province， 716000 China）

Abstract： As an important organic and fine chemical raw material， Butane-1，4-diol （BDO） is widely used in the fields of medicine， chemical industry， textile， papermaking， automobile and daily chemical industry. In recent years， due to market changes， prices have also increased significantly， which has brought good benefits to the BDO market. BDO has high requirements in the process of production， storage and transportation. As a newly established chemical plant， the problems encountered in storage need to be analyzed in combination with specific reality. This paper discusses the exploration path from qualified to unqualified and then to qualified in the initial stage of BDO storage.

Key Words：Butane-1，4-diol; Chroma; Water content; Storage

中圖分類號：TS176

1，4-丁二醇（Butane-1，4-diol，簡稱BDO）分子式為C4H10O2，外觀為無色或淡黃色油狀液體，是生產(chǎn)聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）工程塑料和PBT纖維的基本原料;PBT塑料是最有發(fā)展前途的五大工程塑料之一，具有廣闊的市場前景，可以生產(chǎn)四氫呋喃（THF）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、γ-丁內(nèi)脂（GBL）和聚氨酯樹脂（PU Resin）、涂料和增塑劑等，以及作為溶劑和電鍍行業(yè)的增亮劑等。

1 相關(guān)介紹

1，4-丁二醇凝固點(diǎn)20.1℃，合格品1，4-丁二醇99.40ω/%，密度1.015g/cm3，水分0.04ω/%，色度≤10APHA。1，4-丁二醇貯存溫度不低于20℃，以免結(jié)晶，應(yīng)充入干燥氮?dú)饷芊赓A存，鋼桶包裝應(yīng)在干燥、通風(fēng)的環(huán)境下貯存。1，4-丁二醇的理化特性要求了更高的貯存條件，任何雜質(zhì)都會對其產(chǎn)生影響，造成質(zhì)量不合格，進(jìn)而影響銷售，造成經(jīng)濟(jì)損失。

存儲，1，4-丁二醇使用的儲罐為3000m3固定頂儲罐，進(jìn)口、出口安裝緊急切斷閥，安裝有2組呼吸閥-0.3kPa～1.4kPa，緊急釋放閥1.8kPa，3組泡沫發(fā)生器等安全附件。使用外盤管熱水伴熱。熱水溫度85-98℃，儲罐正常運(yùn)行時(shí)采用干燥潔凈氮?dú)獬鋲罕Ｗo(hù)，氮?dú)夤芫€安裝自力式壓力調(diào)節(jié)閥，確保儲罐保持微正壓狀態(tài)[1]。

2 不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)

1，4-丁二醇的儲存因理化特性的特殊1，4-丁二醇儲罐接收物料后及時(shí)對儲罐產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析檢測，發(fā)現(xiàn)1，4-丁二醇水分和色度升高，超過合格品要求。貯存1，4-丁二醇儲罐類型為固定頂，采用熱水外盤管進(jìn)行加熱，并充入干燥氮?dú)獯_保儲罐壓力保持微正壓[2]。在經(jīng)過多次化驗(yàn)結(jié)果均不合格后，現(xiàn)場對物料貯存條件進(jìn)行檢查，經(jīng)過初步排查，儲罐進(jìn)口管線、出口管線、回流管線均正常無暴露點(diǎn)，儲罐安全設(shè)施呼吸閥工作正常、緊急泄放閥密封正常，氮?dú)庾粤κ秸{(diào)節(jié)閥正常啟停投用正常，氮?dú)夤芫€也無暴露點(diǎn)，儲罐其他預(yù)留口密封完好，均無暴露點(diǎn)，消防泡沫發(fā)生器密封完好，無暴露點(diǎn)。經(jīng)過對儲存條件的反復(fù)查看分析，可能存在以下兩點(diǎn)原因：

（1）1，4-丁二醇在儲罐中發(fā)生性質(zhì)變化;

（2）氮?dú)夤芫€中存在其他氣體串入影響物料質(zhì)量。

3 調(diào)研過程

針對分析出的兩種可能性，分兩步分別進(jìn)行調(diào)研和驗(yàn)證。

3.1 儲罐物料水分、色度分析

驗(yàn)證儲罐中存儲的部分1，4-丁二醇是否發(fā)生因性質(zhì)的變化導(dǎo)致物料水分、色度變化，為排除取樣器取樣物料存在唯一性，又分別從儲罐進(jìn)口或出口分別取樣對比化驗(yàn)數(shù)據(jù)，且在每天上午9時(shí)-11時(shí)間取樣，減少外部環(huán)境對化驗(yàn)結(jié)果的影響。化驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1、表2。

對比儲罐內(nèi)成分進(jìn)行一個(gè)月的取樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，儲罐在接收物料后水分和色度有明顯變化儲罐A中BDO水分由0.07ω/%升至0.41ω/%，色度由18APHA升至36APHA，儲罐B中BDO水分由0.08ω/%升至0.37ω/%，色度由18APHA升至147APHA，在儲存過程中，儲罐儲存工藝條件一致，分別也進(jìn)行物料進(jìn)出作業(yè)，接收上游裝置產(chǎn)品，在經(jīng)過一段時(shí)間后儲罐貯存的1，4-丁二醇化驗(yàn)結(jié)果中水分和色度相對穩(wěn)定[3]。

取出少量不合格1，4-丁二醇于取樣瓶中，靜置一段時(shí)間，化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)色度下降，且前后對比差距明顯。

3.2 儲罐內(nèi)部氣體成分分析

針對由氮?dú)夤芫€串入其他其他這一可能性，對儲罐內(nèi)部氣體組分進(jìn)行取樣分析，同時(shí)對氮?dú)庵鞴芷渌M分進(jìn)行分析，兩組分析結(jié)果既可以清楚儲罐中組分變化，也可監(jiān)控氮?dú)庵鞴苤惺欠翊嬖谄渌渌氲那闆r。

對化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，儲罐內(nèi)氣體主要組成有氮?dú)狻⒀鯕猓⒘考淄椤⒁彝椤錃狻⒎?2-戊烯、異戊烯，且在同一時(shí)間的氮?dú)夤芫€中未發(fā)現(xiàn)，這部分氣體是否會對1，4-丁二醇性質(zhì)造成影響還需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[4]。

3.3 技改更換管線

1，4-丁二醇儲罐氮?dú)夤芫€設(shè)計(jì)工藝是與其他裝置共用一條由空分裝置外送的的氮?dú)夤芫€，而化驗(yàn)結(jié)果中出現(xiàn)的部分其他成分很大原因是在某一工藝瞬間串入1，4-丁二醇儲罐。因此，為盡可能使用純凈干燥的氮?dú)猓瑔为?dú)在空分裝置至罐區(qū)假設(shè)一條氮?dú)廨斔凸芫€，經(jīng)歷一個(gè)月的設(shè)計(jì)、材料配備、施工、安裝、試壓、吹掃后完成管道連接工作，正式投用獨(dú)立氮?dú)夤芫€。

另一項(xiàng)技改為將為儲罐自動補(bǔ)充氮?dú)獾淖粤κ秸{(diào)節(jié)閥由罐底改動位置移到罐頂，這樣既提高自力式調(diào)節(jié)閥反應(yīng)靈敏度也可以確保儲罐壓力為微正壓，外部空氣不易進(jìn)入儲罐對物料產(chǎn)生影響。

3.4 物料再次合格

經(jīng)過前期多次對1，4-丁二醇儲罐物料分析、罐內(nèi)氣體成分分析、氮?dú)夤芫€氣體成分分析、架設(shè)單獨(dú)氮?dú)夤芫€等措施和工藝改進(jìn)，最終在1，4-丁二醇儲罐再次接收BDO后化驗(yàn)結(jié)果顯示純度99.68ω/%，水分0.04ω/%，色度9 APHA再次達(dá)到合格品1，4-丁二醇級別。

不同1，4-丁二醇工藝包產(chǎn)出的產(chǎn)品需要更多時(shí)間對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行記錄，確保不會發(fā)生化驗(yàn)合格后在儲存過程中因不穩(wěn)定或者其他因素造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象發(fā)生[5]。

3.5 加熱實(shí)驗(yàn)

在同類化工廠進(jìn)行考察交流得知過高的溫度對1，4-丁二醇質(zhì)量造成影響，因此增加一組實(shí)驗(yàn)，在一截管道中灌入1，4-丁二醇（已經(jīng)過化驗(yàn)），用蒸汽進(jìn)行伴熱，實(shí)驗(yàn)過程中每天對物料進(jìn)行化驗(yàn)并整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖1：

經(jīng)過加熱的1，4-丁二醇色度由加熱器的13APHA升到25-23APHA左右，在確保管線密封良好的情況下，高溫可能存在對1，4-丁二醇質(zhì)量造成影響，在后續(xù)1，4-丁二醇儲存運(yùn)輸過程中應(yīng)該控制溫度。

3.6其他試驗(yàn)

取少量1，4-丁二醇于取樣瓶中，敞口放置，溫度控制在25攝氏度左右，經(jīng)過一段時(shí)間后色度不發(fā)生變化，水分增加。

取少量1，4-丁二醇于取樣瓶中，加入用于冷卻的循環(huán)水，放置一段時(shí)間后色度無明顯變化，水分增加。

合格品1，4-丁二醇置于空氣中。或者在現(xiàn)有輸送泵轉(zhuǎn)輸過程中對其色度都不會產(chǎn)生影響[6]。

4 結(jié)語

經(jīng)過對物料、氣體組分等的化驗(yàn)數(shù)據(jù)對比和改進(jìn)的部分工藝措施，最終1，4-丁二醇A/B儲罐均滿足物料儲存的條件，化驗(yàn)結(jié)果也均達(dá)到國標(biāo)要求。更穩(wěn)定的儲罐壓力控制和純凈干燥的氮?dú)庖约昂线m的伴熱系統(tǒng)控制有利于儲罐在投用初期確保物料不發(fā)生污染，質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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