乙二醇精餾加堿改造實施探討

2021-11-12 09:46:34宋俊

山西化工 2021年5期

宋俊

(陽煤集團壽陽化工有限責任公司，山西壽陽 045400)

引言

截至2020年年底，國內乙二醇產能達到1 583萬t/a，下游聚酯需求支撐不足，另有進口沖擊，公共事件影響下的出口受阻，乙二醇供給側整體過剩，導致乙二醇價格持續下探，多套裝置停工或轉產避險。隨著新增煉化一體化項目的建成投產，市場競爭勢必更加激烈，這對乙二醇的產品質量提出了更高要求[1-2]。對于煤制乙二醇行業來講，如何繼續提高煤制乙二醇的紫外透光率、提高煤制乙二醇的市場競爭力是行業長期重要的研究方向。

1 裝置簡介

本企業采用煤制合成氣→CO氣相催化偶聯合成草酸二甲酯(DMO)→DMO加氫制乙二醇路線。

乙二醇精餾裝置是分離提純乙二醇并回收甲醇。主產品分聚酯級乙二醇和工業品乙二醇，副產品有雜醇油、輕質醇、重質醇。

粗醇經過C1塔回收甲醇，在C2塔中脫除水和部分低沸點的一元醇和小分子酯類，在C3塔中分離出輕于乙二醇的二醇類和酯類等，從C4塔側采聚酯級乙二醇，在C5塔頂進一步回收部分工業級乙二醇，其流程簡圖見圖1。

2 改造原因

有研究表明[1-2]，影響煤制乙二醇220 nm紫外透光率的雜質主要是乙二醇中的酯類物質(如乙醇酸甲酯和甲酸甲酯)、醇類在較高溫度和有氧情況下生成的低級羧酸和醛類以及在精餾過程中酯交換反應產生的酯類等(如乙醇酸乙二醇酯和甲酸乙二醇酯等)。其在220 nm處有較強的吸收，直接影響了乙二醇的產品質量。

圖1 乙二醇精餾裝置

而隨著加氫催化劑使用時間的延長，產品的轉化率和催化劑的選擇性降低，增多的雜質組分如微量的草酸二甲酯、乙醇酸甲酯、甲酸甲酯等進入精餾系統并積累，導致乙二醇產品的紫外透光率下降，而且這些副產物也會造成填料及設備的酸性腐蝕。

企業為保證良好的產品紫外透光率，不定期會利用前工序檢修降負機會對C3和C4進行水汽洗塔操作以去除長期積累的副產雜質。但洗塔操作在有效清除雜質以提升品質的同時也帶來額外的水汽消耗和增加污水處理難度的問題。

考慮雜質主要為酯類，而酯類在堿性條件下可以發生水解反應，生成的醇類和羧酸鹽可通過精餾系統副產回用或采出。綜合以上原因決定向精餾系統中引入堿處理。

3 改造方案

3.1 確定加堿位置

考慮到堿解反應的產物甲醇可以通過C1塔回收以減少甲醇消耗，所以將加堿的位置確定在C1塔，而且，粗乙二醇中的雜質在C1塔底聚集，在此處加入稀堿可以使反應更加充分。

3.2 確定加堿濃度

粗醇進料量：36 t/h;雜質組分分析：乙醇酸甲酯(相對分子質量：90)0.02%，草酸二甲酯(相對分子質量：118)0.001%;16%稀堿相對密度1.175。確定堿的投入量：20 L/h。

3.3 改造的實施

2020年8月，對乙二醇精餾系統進行了加堿改造。

新增設備材料：2 m3的稀堿配置罐(帶磁翻板液位計)，1臺隔膜式計量泵，5臺DN15不銹鋼截止閥，若干管件、管道。

裝置區外的脫鹽水和32%的堿液以1：1比例在稀堿罐中配置成16%的稀堿液，通過計量泵經C1塔釜泵回流線送至C1塔釜。改造后工藝流程圖見圖2。

圖2 改造后工藝流程圖

4 改造效果

乙二醇精餾加堿改造于2020年9月份投用，對加堿前、后的乙二醇產品質量數據進行整理，整理結果見表1。

表1 加堿前后乙二醇產品質量的數據對比

由表1可以看出，在對脫甲醇塔塔釜進行加堿后，乙二醇產品中的乙二醇含量增加了0.04%，220 nm紫外透光率增加了6.85，250 nm紫外透光率增加了0.10%，275 nm紫外透光率增加了0.27%，350 nm紫外透光率增加了0.01%。而且，從洗塔次數來看，加堿改造后乙二醇的洗塔次數從每季度一次減少到每半年一次。