影響煤制乙二醇紫外透光率因素實驗分析

白一霈，宋 俊

（壽陽化工有限責(zé)任公司，山西 壽陽 045400）

0 引 言

壽陽化工有限責(zé)任公司一期年產(chǎn)20 萬t 乙二醇項目，是以煤為原料制備乙二醇的“煤制乙二醇技術(shù)路線”，項目工藝先進(jìn)，安全環(huán)保，采用國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先的高化學(xué)乙二醇合成技術(shù)，具有成本低、能耗低、排放低和水耗低等優(yōu)勢。

乙二醇是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用來生產(chǎn)聚酯纖維、塑料、增塑劑、油漆、表面活性劑、炸藥和防凍劑等，用途十分廣泛。

乙二醇紫外透光率，是衡量乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量一項重要指標(biāo)，GB/T4649-2018《工業(yè)用乙二醇》中對聚酯級乙二醇紫外透光率的規(guī)定是在波長220、275 和350 nm，對應(yīng)的紫外透光率要分別≥72%、92%和99%，如果外賣乙二醇產(chǎn)品紫外不合格，將影響乙二醇產(chǎn)品的色相和白度。因此，在實際工藝生產(chǎn)中，要分析總結(jié)導(dǎo)致乙二醇產(chǎn)品紫外衰減的因素，及各因素對乙二醇產(chǎn)品紫外透光率的衰減影響程度，提出提高乙二醇產(chǎn)品紫外透光率或減緩乙二醇產(chǎn)品紫外透光率的衰減的方法，確保乙二醇產(chǎn)品在生產(chǎn)和運(yùn)輸中產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于其他煤制乙二醇企業(yè)，提高壽陽化工在同行企業(yè)中知名度及競爭力。

1 影響煤制乙二醇紫外透光率物理因素實驗

實驗原料從乙二醇產(chǎn)品塔側(cè)采樣位置取乙二醇產(chǎn)品800 mL，平均分成A、B、C 和D 4 份試樣各200 mL。

A 類試樣操作：充氮?dú)夤呐荨?/p>

B 類試樣操作：陽光照射。

C 類試樣操作：空氣中靜置。

D 類試樣操作：充空氣鼓泡。

A、B、C、D 4 個試樣同時實驗，實驗時長2 d。影響乙二醇產(chǎn)品紫外透光率物料因素實驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 影響乙二醇產(chǎn)品紫外透光率物料因素實驗數(shù)據(jù)Table 1 Experimental data of material factors affecting uv transmittance of ethylene glycol products

由表1 可知，乙二醇產(chǎn)品衰減程度按由慢到快順序排序A＜B＜C＜D，即乙二醇產(chǎn)品在氮?dú)猸h(huán)境中，紫外透光率衰減最慢，在空氣鼓泡環(huán)境中，紫外透光率衰減最快。

2 影響煤制乙二醇紫外透光率化學(xué)因素實驗

影響乙二醇紫外透光率的根本原因是受工藝參數(shù)變化、原料組分變化或催化劑壽命等影響，其副反應(yīng)較多，尤其在催化劑末期，乙二醇產(chǎn)品中醛、酮、酯和羧酸類化合物等雜質(zhì)濃度增加。這些微量有機(jī)物含有C=C 和C=O 雙鍵及其共軛結(jié)構(gòu)基團(tuán)，使乙二醇產(chǎn)品紫外透光率下降。

化學(xué)方法提高乙二醇產(chǎn)品紫外透光率實質(zhì)是使乙二醇中對紫外有吸收的不飽和鍵—C=C—、—C=O、—C=C—C=O 轉(zhuǎn)變?yōu)閷ψ贤鉄o吸收的飽和鍵，目前壽陽化工采取的化學(xué)方法有以下3 種。

（1） 精餾系統(tǒng)加堿工藝水解不飽和鍵。

（2） 合格品乙二醇在催化劑作用下加氫反應(yīng)。

（3） 樹脂質(zhì)量提升吸收、反應(yīng)轉(zhuǎn)化為飽和鍵。

通過以上3 種化學(xué)方法處理不飽和鍵，3 種化學(xué)方法處理后乙二醇產(chǎn)品紫外透光率衰減程度實驗如下。

實驗原料取A、B、C、D 4 個試樣，分別取200 mL。

A 原料是通過樹脂質(zhì)量提升后乙二醇產(chǎn)品，空氣鼓泡一周。

B 原料是通過液相加氫后乙二醇產(chǎn)品，空氣鼓泡一周。

C 原料是精餾系統(tǒng)加堿工況下側(cè)采乙二醇產(chǎn)品，空氣鼓泡一周。

D 原料是精餾系統(tǒng)未加堿工況下側(cè)采乙二醇產(chǎn)品，空氣鼓泡一周。

影響乙二醇產(chǎn)品紫外透光率化學(xué)因素實驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 影響乙二醇產(chǎn)品紫外透光率化學(xué)因素實驗數(shù)據(jù)Table 2 Experimental data of chemical factors affecting uv transmittance of ethylene glycol products

由表2 可知，A 通過樹脂質(zhì)量提升后乙二醇產(chǎn)品，空氣鼓泡一周后，220 nm 紫外透光率降約22%，275 nm 紫外透光率降約5%。

B 通過液相加氫后乙二醇產(chǎn)品，空氣鼓泡一周后，220 nm 紫外透光率降約12%，275 nm 紫外透光率未降。

C 精餾系統(tǒng)加堿工況下側(cè)采乙二醇產(chǎn)品，空氣鼓泡一周后，220 nm 紫外透光率降約13%，275 nm 紫外透光率降約2%。

D 精餾系統(tǒng)未加堿工況下側(cè)采乙二醇產(chǎn)品，空氣鼓泡一周后220 nm 紫外透光率降約22%，275 nm 紫外透光率降約2%。

整體而言，通過液相加氫后乙二醇產(chǎn)品紫外透光率衰減最慢，其次是通過精餾系統(tǒng)加堿后乙二醇產(chǎn)品，而通過樹脂質(zhì)量提升和精餾系統(tǒng)未加堿工況下乙二醇產(chǎn)品紫外衰減程度相近，同時也是衰減最快的。

3 工業(yè)生產(chǎn)降低乙二醇產(chǎn)品紫外透光率衰減措施

為保證乙二醇在生產(chǎn)中或外賣運(yùn)輸中質(zhì)量合格，工業(yè)化生產(chǎn)可以通過物理措施和化學(xué)措施提高乙二醇紫外透光率或降低乙二醇紫外透光率衰減。

3.1 物理措施

物理措施有以下3 條。

（1） 對乙二醇成品儲罐氮?dú)獗Ｗo(hù)、裝卸車充氮?dú)獗Ｗo(hù)、乙二醇產(chǎn)品裝車后對罐車充氮?dú)庵脫Q。

（2） 精餾系統(tǒng)開車前嚴(yán)格做正壓氣密試驗。

（3） 使用棕色玻璃品或鋁瓶取樣。

3.2 化學(xué)措施

化學(xué)措施有以下2 條。

（1） 通過控制精餾塔釜PH 在7~8，精餾系統(tǒng)加入適量堿液。

（2） 由于乙二醇產(chǎn)品樹脂提升后紫外衰減較大，可以考慮使用乙二醇產(chǎn)品液相加氫新技術(shù)，減少樹脂的使用。

4 結(jié) 語

影響煤制乙二醇產(chǎn)品紫外透光率因素有物理因素和化學(xué)因素，各因素對乙二醇產(chǎn)品紫外透光率衰減程度不同，工業(yè)化生產(chǎn)乙二醇過程中，采取適當(dāng)?shù)拇胧┙档透饕蛩貙σ叶籍a(chǎn)品紫外透光率的影響，提高乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力。