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煤制乙二醇的内在质量及市场应用

[日期:2018-12-17] 来源:《中氮肥》2018年第6期  作者: [字体: ]

陈帅,李素贤

(安阳永金化工有限公司,河南 安阳455133

 

       [摘  要] 简介安阳永金化工有限公司200 kt/a煤制乙二醇装置工艺路线和运行情况,结合《工业用乙二醇》(GB/T 46492008)设定的12项质量指标,分析与探讨以煤制乙二醇为原料对下游聚酯产品质量的影响;通过对比安阳永金化工有限公司煤制乙二醇与石油制乙二醇的质量指标,得出煤制乙二醇质量可达到石油制乙二醇产品的质量水平的结论,并通过总结安阳永金化工有限公司煤制乙二醇在聚酯厂及300 kt/a瓶级聚酯项目等的市场应用经验,再次验证煤制乙二醇完全能达到GB/T 46492008优级品要求且品质稳定,可应用于大型聚酯生产装置,满足下游聚酯厂家的使用要求。

[关键词]  煤制乙二醇;石油制乙二醇;质量指标;市场应用;聚酯生产

[中图分类号]  TQ223.16+2[文献标志码]  B[文章编号]  1004-9932201806-0072-03

 

近年来,煤基合成气制乙二醇(煤制乙二醇)能否应用于聚酯生产,争论还非常大,行业内外议论纷纷、莫衷一是,煤制乙二醇产业界也是忧心忡忡。第一轮冲击波是乙二醇期货事件,2016年大连商品交易所专家给煤制乙二醇设定了“特征性的指标”,下游产业大佬作了拒绝使用煤制乙二醇的表态发言;第二轮冲击波是石油化工界专家的“附和性质疑”。本文根据安阳永金化工有限公司(以下简称安阳永金)乙二醇生产情况及市场应用情况,从理论到实际,理性地分析煤制乙二醇的内在质量及市场应用,供大家参考。

1  煤制乙二醇两段合成和产品精馏技术特点

安阳永金200 kt/a煤制乙二醇装置采用河南能源化工集团和通辽金煤化工有限公司共同拥有的“世界首创煤制乙二醇专利技术”,以煤基合成气为原料,通过羰化、加氢两步间接合成乙二醇。本工艺的特点为:第一步,将CO和亚硝酸甲酯气相催化合成草酸二甲酯,反应尾气中的NOO2及醇类物反应再生成亚硝酸酯予以回收(循环使用),合成系统采用“三并两串”6台羰化反应器(即3台并联羰化反应器后再串联3台并联的羰化反应器)和1台合成循环气离心压缩机组;第二步,将羰化工序来的草酸二甲酯预热后与H2一并送入加氢系统,加氢系统同样采用“三并两串”6台加氢反应器和1台加氢循环气离心压缩机组,在加氢反应器中,草酸二甲酯与H2反应生成粗乙二醇,加氢反应产品接收罐的气体经净化处理后返回加氢反应系统,废气则回收至前系统气柜;第三步,粗乙二醇进入乙二醇精馏系统,乙二醇精馏系统采用8塔精馏,分别经脱醇、脱酯、精馏、脱重、脱轻、回收等工序产出乙二醇产品,产品收率99.3%以上,所产乙二醇产品220 nm275 nm350 nm透光率分别达到90.0%96.0%100.9%,质量达到或优于《工业用乙二醇》(GB/T 46492008),产品优等品率100%

2  工业乙二醇国标解析

2.1  国标指标设定及对聚酯产品的影响

工业乙二醇国标的指标设定共12项,包括外观、乙二醇含量、色度、密度、沸程、水分、酸度、铁含量、灰分、二乙二醇含量、醛含量、紫外透光率,主要国标指标对下游聚酯产品的影响分析如下。

1)密度、馏程、含水率。乙二醇的密度和馏程直接反映其纯度,密度低于指标或初馏点过低,表明水含量超标。而水含量高会影响浆料配制中的摩尔比,进而影响缩聚反应真空系统的运行状况,不及时调整会影响聚酯产品的质量。

2)灰分。灰分过高,易使熔体在纺丝过程中断头,缩短过滤器寿命和堵塞喷丝板,增加维修成本;此外,灰分对聚酯产品的色相品质影响很大。

3)醛含量(以甲醛计)。影响乙二醇醛含量的杂质主要是一些醛、酮、羧酸类化合物及其衍生物,醛含量高会影响乙二醇加热后的色度。

4)铁含量。铁含量过高将影响聚酯产品的色相,因为像铁这类金属是熔体降解反应的催化剂,其存在会使副产物增多,对产品色相影响很大,尤其是造成切片的B值升高。

5)色度。乙二醇色度高,对PET色相影响很大,一般情况下应为无色透明液体。

6)透光率。乙二醇紫外透光率是灵敏反映乙二醇质量状况的综合性指标,如其不合格,将影响聚酯纤维的着色、纤维的强度、纤维的颜色等。煤制乙二醇工艺路线中,引入了原石化路线所没有的杂质,这些杂质的存在对乙二醇产品质量与UV值影响很大,尤其是220 nm275 nm透光率,进而对聚酯产品的质量影响较大。

2.2  聚酯行业对原料乙二醇的质量要求

聚酯行业部分企业除了要求原料乙二醇质量符合国标外,还采用了企业标准,比国标更为严格。如:浙江双兔新材料有限公司分析验收项目增设了加热沸腾回流色度项目(加热沸腾回流4 h色度≤20号)和氯化物含量检测项目(氯化物含量≤0.5×10-6);旭川化学有限公司乙二醇水分验收指标≤0.05%(国标为水分≤0.1%),耐热着色度≤20号。

3  煤制乙二醇与石油制乙二醇的质量指标对比

严格意义上来讲,世界上任何一种物质都不可能达到绝对纯净的程度,不论是煤制乙二醇,还是石油制乙二醇,均是如此。

安阳永金拥有专业的技术分析团队和业内先进的分析仪器,为提升乙二醇产品品质,对各项技术指标逐一进行分析与研究,以避免乙二醇产品指标的变化对下游聚酯产品生产造成影响。安阳永金煤制乙二醇产品质量指标分析方法遵照GB/T 46492008,主要分析项目包括外观、纯度、色度、密度、沸程、水分、酸度、铁含量、灰分、醛含量、二乙二醇含量、透光率等。

1为安阳永金煤制乙二醇质量指标与某石油制乙二醇质量指标的对比。可以看出,按照GB/T 46492008进行检验,2种乙二醇产品的质量分数均在99.9%以上,煤制乙二醇的其他各项指标也均可达到石油制乙二醇的质量水平。由于煤制乙二醇和石油制乙二醇生产工艺的不同,其乙二醇产品中杂质也有所不同:煤制乙二醇工艺路线中,引入了原石化路线所没有的杂质,在Cu/SiO2催化加氢时,产物中除了乙二醇(EG)和加氢中间产物乙醇酸甲酯(MG)外,还存在大量的其他副产物,主要有乙醇、1,2-丁二醇(BG)、甲酸甲酯(MF)、二甲醚(DME)、甲氧基乙酸甲酯(MMA)、乙二醇单甲醚(EGME)、1,2-丙二醇(1,2-PEG)等,但二乙二醇分析结果是未检出;石油制乙二醇副产物有微量的重组分二乙二醇和三乙二醇。

更多内容详见《中氮肥》2018年第6

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