液相加氢工艺在煤制乙二醇装置中的应用

赵博 刘畅

摘要：目前，科技在不断发展，社会在不断进步，煤基合成气法制乙二醇工艺反应过程中，生成多种副产物，其中的不饱和物质对乙二醇产品紫外透光率造成很大的影响。通过技术改造增设液相加氢装置，对脱重塔顶及产品精馏塔顶采出的乙二醇进行加氢处理。根据实际运行数据，液相加氢前后乙二醇220nm紫外透光率平均提升了1.77倍，275nm紫外透光率平均提升了2.47倍，液相加氢装置运行效果明显。介绍了煤制乙二醇液相加氢技术改造工艺流程，对液相加氢催化剂装填、装置开、停车进行了阐述，介绍了工厂运行经验及各种注意事项，可为国内乙二醇生产厂家产品提质增效提供一些参考和借鉴。

关键词：液相加氢;煤制乙二醇;产品质量

引言

乙二醇是重要的化工原料，其主要用途是制造聚酯树脂和防冻剂，随着我国聚酯产业和汽车保有量的迅猛发展，带动了乙二醇需求大幅攀升。目前，我国乙二醇主要由中石油、中石化等公司生产，产能只有200万t/a左右，自2002年以来进口依存度一直在70%以上。我国乙二醇仍以石油法生产为主，利用煤作为原料生产乙二醇可以部分缓解国内乙二醇严重依赖进口的问题，为能源选择多样化创造条件。

一、乙二醇的基本概述

乙二醇是在石油化工领域的重要基础原料，主要作用是用来对炸药、防冻剂、化妆品、醇酸树脂、聚酯树脂、增塑剂等化工产品进行生产，除了这些产品之外，乙二醇也可以用来做电容器介质、色谱分析试剂等特殊要求的工作。对于乙二醇而言，它的制备工艺主要是依靠非石油法和石油乙烯法，从字面上即可看出，后者对于石油的依赖性是非常强的，并且在制备过程中能耗情况极高;而“非石油法”，也就是通过煤合成气催化加氢的技术来对乙二醇进行合成，具有废弃物排放量少、能耗低、成本低等独特优点，对于我国煤资源相对丰富、但少油、缺气的能源现状而言是比较好的选择。

二、我国煤制乙二醇现状

目前，制作提取乙二醇的基本途径有两个，分别为：石油制法与非石油制法，而这两种方式间最大的区别就在于会不会用到石油。在运用石油制法的过程中，采用的最重要的原料为氧气与乙烯，通过各种相应的化学反应最终将氧气与乙烯合成乙二醇。总结来讲，采用石油制法制作提取乙二醇的方式并没有太高的技术含量，但是其制作的效率会比较高，所以这种制作途径无论在国内还是国外都极受欢迎，目前已发展的非常成熟。但是如果想将这种方式在我们国家进行大范围的应用还是非常困难的，就我国的实际状态来讲，石油含量低是最大的缺陷。在我们国家进行工业生产时所采用的石油，大都是从国外进口而来，如果制作乙二醇所用的石油也依靠进口的话，就会产生更高的成本，进而无法利用其为企业带来更好的运营状态和收益，使得市场中长久存在乙二醇短缺的情况。因此，不管是从成本方面来看，还是从市场保有量来讲，石油制法均不是一个长久的、最佳的方式。

三、液相加氢工艺在煤制乙二醇装置中的应用

3.1系统开车

新装催化剂首次开车前应对R401催化剂床层的黑色催化剂粉末进行清洗。从正常进料流程进料，排放至地下废液槽。从R401出料取样点取样，乙二醇色度小于5为合格。清洗合格后保持R401催化剂满液位保护状态。（1）开启T407顶和T405顶出料阀向R401缓慢进液，控制R401压力在0.30～0.35MPa，并维持压力稳定。（2）开启R401出口自调节阀向V418进液建立液位，待液位达到40%后，开启P429向粗乙二醇储槽进料。（3）投用E430加热蒸汽，R401床层缓慢升温，最后将温度控制在70～80℃。（4）逐渐开大氢气进料阀，控制床层温度在90～100℃。（5）待V418压力达到10kPa，开启放空阀至火炬，并维持压力稳定。（6）分析P429指标正常后，出料由粗乙二醇储槽改进T404。

3.2原料加热系统

原料加热系统按一套系列设置，两台原料输送泵一开一备;预热后粗乙二醇进入加氢反应器。来自界外的粗乙二醇首先进入原料缓冲罐，缓冲后用原料输送泵送至进料换热器。原料缓冲罐正常操作温度为40℃～85℃，采用氮封控制压力，通过分程调节维持罐内压力在0.1MPaG左右，压力低时向缓冲罐充氮气，压力高时向废气系统排气。罐底合格品乙二醇经原料输送泵后的压力在0.7MPaG左右，以保证加氢反应压力维持在0.6MPaG左右。进料换热器将乙二醇溶液加热至～85℃，热源为0.5MPaG饱和蒸汽。控制乙二醇脱丁二醇塔回流液、精制塔回流液、刮膜再沸器顶部物料混合后的温度在乙二醇液相加氢操作温度范围内。在正常运行时，上述物料不经过换热器换热，通过缓冲泵加压后直接进入加氢反应器。

3.3催化剂装填要求

（1）加氢催化剂装填时，弹簧装填高度距离下管口15～20mm，弹簧及销子装填检查无遗漏，再装瓷球;（2）列管逐根装填，每根列管瓷球装填200mL，装填后从下部检查瓷球装填无遗漏，测量空管高度为7920mm;（3）催化剂同样逐根装填，每管装填量为2.5袋，催化剂装填高度5m，催化剂装填后空管高度1800～2000mm，单台反应器装填催化剂17t。

3.4系统停车

（1）关闭氢气阀门、E430加热蒸汽阀、T405进料阀。

（2）保持T407进料阀，将R401催化剂床层温度降至常温，同时关小R401至V418进料阀，待R401液位漫过催化剂床层后停R401的进料。保证R401满液位，催化剂床层完全浸泡在乙二醇中。（3）根据V418液位停P429。（4）保持R401压力0.2MPa，严禁压力过低后空气进入R401催化剂床层。

3.5液相加氢反应系统

乙二醇液相加氢反应系统设置一台加氢反应器。来自界区的氢气经流量调节阀减压至0.55MPaG，与加热后的乙二醇混合后再从顶部进入液相加氢反应器R-3503。加氢反应器的压力通过调节进料氢气的流量来控制，加氢反应器的反应条件为0.5MPaG，80℃～110℃，乙二醇和氢气自上而下通过反应器催化剂床层。加氢反应开始后，随着氢气消耗，反应器气相中惰性组分的浓度逐渐升高，因此在开车初期需要定期分析反应器下段的气体组成。当氢气浓度小于90%时，打开反应器下段放空管线上的放空阀，并调节放空气体的流量，将未反应的氢气和惰性气体排放至火炬系统。为防止驰放气夹带乙二醇液体，也可以选择将放空气送至闪蒸罐V-3522。当装置稳定后，设置定值排放，用放空管线上的调节阀和流量计自动调节放空气体的流量。催化剂体积空速为2.5h-1。加氢反应器为滴流床反应器，乙二醇溶液与氢气并流向下，氢气为连续相，乙二醇溶液为分散相。加氢后的乙二醇溶液从反应器底出料，通过物料自身的压力和液位控制系统送至气液分离罐。

结语

降低系统中的不饱和物质是提升乙二醇產品透光率的关键。公司通过技术改造增设液相加氢装置，对部分关键物料进行加氢处理，从而保证了乙二醇产品收率一直稳定在99%左右。公司乙二醇产品应用在长丝、短纤、碳酸级/水瓶级瓶片聚酯高端客户，液相加氢装置为公司创造了很好的经济及社会效益。

参考文献：

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