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影响煤制乙二醇产品品质的因素及应对措施
摘要:乙二醇是我国化学工业的有机原料,其生产成本和产品质量对化学工业的整体整合水平有着非常直接的影响,也对整合产业的运作和发展有着重大的影响。但是,煤制乙二醇产品透光率是制约煤制乙二醇产品品质的重要因素,分析了影响乙二醇产品质量的因素和对策。
关键词:煤制乙二醇;品质;纯度;紫外透光率
在我国化学工业中,乙二醇与塑料、橡胶等的生产密切相关。作为有机化学原料,但石油仍被用作乙二醇的生产原料,资源短缺、油价高的大大增加了乙二醇的生产成本。此外,我国多年来一直在引进乙二醇生产技术,这大大限制了乙二醇的生产能力和规模,导致市场需求过大。
一、煤制乙二醇现状
1.市场情况。就供应而言,中国、北美和欧洲是煤制乙二醇的主要生产国。从需求方面来看,虽然中国发展最大、最最快的国家,乙二醇的需求逐年增长,但目前的乙二醇生产能力无法满足不断增长的市场需求,大约一半的乙二醇需求仍然依赖于以国外,中国本身在扩大乙二醇生产方面存在明显的问题。由于煤炭资源短缺,煤炭运输成本高,加之市场需求低,富煤地区缺乏配套设施,乙二醇消费市场往往对乙二醇产生严重影响。
2.生产技术。国内外煤制乙二醇生产工艺的时间差不大,但经过一个发展后差异更为明显。在国外生产乙二醇采用合成草酸酯和乙二醇技术,该技术虽然简单、响应迅速,可提高产品性能。但在中国,乙二醇主要是草酸酯合成的。许多公司和研究机构也在继续发展新的生产能力,并取得显着成果,但满足工业生产仍然是一项挑战。今后煤炭开采将取代石油生产,缩短生产时间,节约资源,环境保护。
二、影响SEG产品品质的因素
1.酯化合物。(1)碳酸(DMC)二甲酯。在SEG生产过程中,在羰基化耦联一氧化碳(CO)和亚硝酸甲酯反应期间发生副反应,生产DMC,DMO可以通过蒸馏除去草酸二甲酯。如果DMC在精蒸馏过程中没有完全去除,DMO进入DMO时,乙二醇时很难分离碳酸乙烯酯,不仅影响SEG纯度,而且影响SEG光率紫外线。随着含量的增加碳酸乙烯酯,更明显的是SEG产品的紫外透过率下降到220和275nm,紫外透过率下降到220nm。在生产过程中,发现如果DMO产品中的DMC含量为0,则SEG产品纯度可为99.93%(w)或更高。如果DMC含量超过0.5%(w)。SEG产品纯度可降至99.91%(w)。(2)二乙酯草酸。在DMO加氢过程中,少量乙醇是通过深层反应和氢反应产生的,而在DMO合成器中,当NO及CO反应亚硝酸乙酯时,就会生成草酸二乙酯。由于其含有双键结构,SEG对紫外线透光率影响更大,且当其含量达到0.1%(w)时,220nm紫外线的透光率减少到0.275nm减少到58.4nm因此,在乙二醇(草酸二甲酯)生产阶段,必须严格控制循环甲醇的乙醇含量至小于0.1(w),以最大限度地降低作为副反应产物的草酸二乙酯的产量。
2.醛基和羧基。目前,工业行业认为,紫外线透光率的主要原因不仅仅是上述外部,乙二醇的组合,还包括醛类和酸性化合物。羧酸、酯类的低水平类别对SEG 220nm产品的紫外紫外透光率影响很大。SEG产品275nm紫外透光率的主要因素环状二酮取代。
三、提高SEG产品品质的方法
1.如何提高SEG的纯度。从DMO中获得的所有乙二醇都含有大量复杂的杂质,由于挥发性物质的量低于乙二醇,所以一些杂质很难分离。这是因为它们容易形成常见共沸化合物,并影响SEG产品的纯度。蒸馏过程中,DMC由蒸馏塔在负压下分离。通过DMO精馏塔优化工艺参数,可提高99.8%以上DMO产品纯度。几乎为零DMC含量,DMC的加氢进料随着氢DMO的降低而降低。粗乙二醇中乙烯碳酸酯含量降低,SEG产品纯度保证接近乙二醇沸点,因此相对挥发性较低,且更低因此,在保证了DMO的转化速率和氢反应选择性后,DMO的氢反应温度应尽可能低,DMO氢反应期间1,2-丁二醇的产量应低,反应温度也应降低。
2.改进SEG紫外透光率方法。由于影响SEG的微杂质很难通过乙二醇蒸馏设备分离,少量醛、酮和酸很可能发生在高温乙二醇蒸馏环境中,影响紫外透光率,因此必须采用其他方法来去除这些微杂质,最常见的方法是物理和化学方。(1)物理方法。活性炭作为疏水性吸附剂之一,因其比面积大,被许多研究者广泛用于吸附SEG中的微量杂质,在220nm时增加SEG的紫外渗透率方面效果。活性炭对SEG的草酸二乙酯具有最佳吸附效果,活性炭改善SEG紫外透光率的原理主要有两个方面。首先,活性炭的复杂空隙和表面形状允许留下杂质;由于活性炭的吸附能力有限,吸附后的完全再生很困难,不可能通过吸附活性炭来增加SEG的紫外透光率。阴离子交换树脂,以离子交换树脂为吸附剂,增强产品的外透光率,增加乙二醇紫外透光率。(2)化学方法。提高SEG紫外透光率工业化的化学方法是加氢催化方法,主要由镍催化剂支撑,通过催化剂完成氢反应,消除SEG产品的杂质,从而增加镍/活性炭催化剂影响30%(w)。镍催化剂对MEG220nm产品的紫外渗透性有了很大提高,其稳定性在500小时实验室的试验中得到了证明。由于使用铝镍合金作为催化剂,并在碱性条件下催化工业乙二醇,220nm紫外透光率在催化氢处理后从40提高到81%。
在SEG中掺入少量醛、酮和酸化合物是紫外线透光率在SEG的决定性因素之一。将树脂吸附和催化加氢相结合,有效降低了SEG中醛的含量,改善了SEG的紫外透光率,得到了聚酯级SEG。
参考文献
[1]杨鹏.煤制乙二醇产业发展研究及展望[J].山东化工,2020,49(1):46-47.
[2]史颖波.煤制乙二醇产品品质的探索[J].聚酯工业,2020,27(6):17-19.
[3]林瑞.提高乙二醇紫外透过率的研究[D].南京:南京理工大学,2020.
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