一种低压催化加氢提高乙二醇产品UV值的控制方法

技术领域

本发明涉及乙二醇生产工艺技术领域，具体涉及一种低压催化加氢提高乙二醇产品UV值的控制方法。

背景技术

乙二醇(MEG)是EO下游一种很重要的有机化工原料,用于生产聚酯、合成纤维等。检验乙二醇产品质量其中一项重要指标是紫外透光率(简称UV值)。

根据国标《GB4649-2008》规定，聚酯级乙二醇指标见1.1表

表1.1聚酯级乙二醇指标

由于采用的原料多样化有石油乙烯法制乙二醇、煤制乙二醇、生物法制乙二醇及工艺路线不同，在生产乙二醇过程中同时生成微量杂质，受原料、操作条件的改变，造成聚酯级乙二醇其中一项重要指标UV值波动较大，产品质量不稳定，影响聚酯产品的色泽、纤维强度等指标。

在目前市面上在已知的石油乙烯法制乙二醇现有生产工艺包中，Shell、SD、UCC三家公司的乙烯氧化技术中并没有加氢反应釜单元设备，由于缺少加氢反应设备，目前普遍采用后期加脱醛树脂罐技术。

脱醛树脂罐技术是把采出产品先进入一个脱醛系统，脱出杂质后在进入产品中间罐，分析结果合格后再进入产品储罐。但是存在如下缺点：

1).脱醛树脂价格贵，且使用一定周期后树脂吸附饱和后需要更换。

2).换下的树脂属于危化物必须在指定堆埋厂堆埋，堆埋费用高。

3).新的脱醛树脂装入脱醛罐中需要用乙二醇浸泡24小时，浸泡后的乙二醇含杂质较多，只能当废料处理，造成乙二醇损失。

在环氧乙烷(EO)生产过程中乙烯氧化生产EO的同时，乙烯的分子骨架容易被破坏，而发生深度氧化生成二氧化碳和水及EO异构化生成微量的乙醛和甲醛副产物。影响乙二醇产品质量，没有达到聚酯级标准，影响聚酯产品的色泽、纤维强度等指标。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种低压催化加氢提高乙二醇产品UV值的控制方法，用于提高乙二醇产品UV值，以克服上述现有技术的不足。

本发明提供的低压催化加氢提高乙二醇产品UV值的控制方法，包括：以下步骤：

步骤S1：催化剂的加入

步骤S11：物料的引入，同时打开连通干燥塔底部与催化剂配制罐之间物料管上的阀门，以及连通干燥塔侧面与催化剂配制罐之间压力平衡管线上的阀门，使物料进入催化剂配制罐，催化剂配制罐液位在50-60％时关闭上述两个阀门，其中，所述连通干燥塔侧面与催化剂配制罐之间压力平衡管线上的阀门作用是平衡干燥塔和催化剂配制罐压力平衡，有利于物料向下流动；

步骤S12：打开催化剂配制罐的加料孔人工加入催化剂，其中，乙二醇(含水2-3％)和催化剂之比大约在30:1；

步骤S13：打开催化剂配制罐加料孔，倒入催化剂，打开连接催化剂配制罐与催化剂送料泵之间管路上的阀门，启动送料泵，在打开连接催化剂配制罐的循环管上的循环阀，使乙二醇和催化剂在催化剂配制罐和循环管内充分混合循环，然后关闭循环阀门；

步骤S2：增加一个加氢反应釜，使乙二醇中的双键化合物，在镍催化剂的作用下和氢气发生加成反应，提高乙二醇产品的紫外透光率；

步骤S21：打开连接乙二醇加氢反应釜管路上的阀门，把混合充分的催化剂溶液送入到乙二醇加氢反应釜内；重复步骤S1的操作；

步骤S22：当加氢反应釜液位达50-60％时，关闭送料泵，停止加入催化剂，配置完毕；启动加氢反应釜搅拌器，保持催化剂与乙二醇搅拌均匀，防止催化剂沉底，影响催化剂效率；

步骤S3：将氢气送入加氢反应釜内，打开加氢反应釜的氢气控制阀，通入氢气，压力控制在0.6-10MPag，其中通入的氢气是过量气体，多余氢气通过回收管路返回到氢气压缩机入口；根据控制加氢反应釜压力进行控制氢气流量；

步骤S4：乙二醇进料采用底部喷射方式，乙二醇从干燥塔经送料泵加压后进入加氢反应釜，进料方式采用底部喷射方式进料，通过底部喷射方式进料，能够吹动底部催化剂，使物料和催化剂充分混合，并且防止催化剂积存在底部，保证催化剂处于旋转流动状态；

步骤S5：物料的采出，利用加氢反应釜内设计的双排圆筒体过滤器交叉替换采出，并配氢气反吹管线，把吸附在双排圆筒体过滤器上的催化剂吹进反应釜内，时间可设定15-30秒之间或再延长时间；进而保证物料正常采出；

步骤S51：圆筒式过滤器采用两排结构，每排并联多个圆筒式过滤器，通过多个圆筒式过滤器把催化剂截留在滤网外部；在压力作用下乙二醇穿过滤网缝隙到达圆筒式过滤器内部，然后汇入采出主管送出，固体催化剂颗粒被截留在过滤介质表面；

步骤S52：在步骤S51中，当催化剂吸附在圆筒式过滤器的表面过多时，过滤器压差会升高；利用圆筒式过滤器的反冲洗器和差压控制器切换控制氢气反吹除时间和速度；其中，当圆筒式过滤器的压差达到设定值时，差压变送器将电信号传送到圆筒式过滤器的控制器，主物料采出管线上的阀门关闭，氢气压力控制阀门打开，外部氢气压力高于加氢反应釜内部压力，由圆筒式过滤器内部向外吹扫，把吸附在圆筒式过滤器缝隙中的催化剂吹除干净，当滤网清洗干净后，压差降到最小值，系统返回到初始过滤状态，系统恢复正常运行，以上完成一次反吹过滤循环；

步骤S53：乙二醇从每个单独圆筒式过滤器缝隙外部进入到圆筒式过滤器内部，然后再汇总到采出物料主管后靠压差在进入下一个乙二醇精馏塔中；因乙二醇精制塔是负压操作，由流量控制阀控制采出流量，乙二醇进入乙二醇精制塔，进行下一步精馏操作。

作为优选，在步骤S2中，所述加氢反应釜的搅拌器作用是防止催化剂积存在底部，因催化剂比重较大，没有搅拌器置，催化剂长期在反应加氢釜内会慢慢积存在反应器底部，失去催化剂的作用。

作为优选，在步骤S5中，所述催化剂的吹除时间设定在15-30秒之间。

作为优选，在步骤S5中，所述圆筒式过滤器的滤网采用螺旋形滤网，目数在130μ-200μm滤网。

作为优选，在步骤S5中，采用两排圆筒式过滤器，当其中一排过滤器进行反吹清洗过程时，另一排采出过滤器正常采出物料，不影响物料正常出料。

作为优选，在步骤1中，所述催化剂采用镍催化剂，所述镍铝合金氢氧化钠溶液处理，在这一过程中，大部分的铝会和氢氧化钠反应而溶解掉，留下了很干燥的活化后的雷尼镍，具有大小不一的微孔，由于雷尼镍表面上是细小的灰色粉末，但从微观角度上，粉末中的每个微小颗粒都是一个立体多孔结构，这种多孔结构使得它的表面积大大增加，极大的表面积带来的是很高的催化活性。

作为优选，所述镍铝合金2Ni-Al+2NaOH+2H2O＝2Ni+2NaAlO2+3H2；雷尼镍主要用于不饱和化合物，不饱和化合物包括：烯烃，炔烃，腈，二烯烃，芳香烃，含羰基的物质，乃至具有不饱和键的高分子的氢化反应。

本发明的优点及积极效果是：

1、本发明增加一个带有搅拌式加氢反应釜，使乙二醇中的双键化合物，在镍催化剂的作用下和氢气发生加成反应，提高乙二醇产品的紫外透光率。通过乙二醇装置的实际运行分析测试，乙二醇溶液中的杂质在镍催化剂的作用下和氢气发生了反应，乙二醇溶液中的微量杂质不饱和键含羰基或共轭双键的化合物，—c＝c—,—c＝o,—c＝c—c＝＝o与H2发生加成反应，转化成对紫外线无吸收的饱和键，产品质量得到了极大的提高，工艺条件温度、压力、液位容易控制，没有产生不良的的副反应，且不影响原工艺运行条件。

2、本发明中乙二醇从干燥塔经泵加压后进入加氢反应釜，进料方式采用底部喷射方式进料，优点1是吹动底部催化剂，使物料和催化剂充分混合，优点2是防止催化剂积存在底部，保证催化剂处于旋转流动状态。

3、本发明针对催化剂积存在底部，因催化剂比重较大，催化剂长期在反应加氢釜内会慢慢积存在反应器底部，失去催化剂的作用的问题，采用带有搅拌器的反应加氢釜以及底部进料喷射的方式进行解决。

4、本发明的乙二醇采出过滤器采用双排螺旋式圆筒体过滤器，采用圆筒式过滤器的优点是表面积大。圆筒过滤器采用双排，每排并联多个过滤器，把催化剂截留在滤网外部。在压力作用下乙二醇穿过缝隙到达过滤器内部，然后汇入采出主管送出。固体催化剂颗粒被截留在过滤介质表面。当催化剂吸附在过滤器表面过多时，过滤器压差会升高。反冲洗机构和差压控制器可自动切换控制氢气反吹除时间和速度。当压差达到设定值时，差压变送器将电信号传送到控制器，主物料采出管线上的阀门关闭，氢气压力控制阀门打开，外部氢气压力高于塔釜内部压力，由过滤器内部向外吹扫，把吸附在过滤器缝隙中的催化剂吹除干净，当滤网清洗干净后，压差降到最小值，系统返回到初始过滤状态，系统恢复正常运行，以上完成一次反吹过滤循环。乙二醇从每个单独过滤器缝隙外部进入到过滤器内部，然后再汇总到采出物料主管后靠压差在进入下一个乙二醇精馏塔中。因乙二醇精制塔是负压操作，由流量控制阀控制采出流量，乙二醇可以轻松进入乙二醇精制塔，进行下一步精馏操作。催化剂的吹除时间可设定15-30秒之间或根据实际情况延长或缩短。调节仪表控制系统即可。圆筒过过滤器采用高强度骨架和支撑，螺旋形滤网，高效，精确过滤，确保只有乙二醇才能进入过滤网内部系统，采用规格130μ-200μ滤网。(根据催化剂粒度而定)。采用两排过滤器，当其中一排过滤器进行反吹清洗过程时，另一排采出过滤器正常采出物料，不影响物料正常出料。两排过滤器可同时采出物料，也可切换采出物料。

4、本发明的采用少量催化剂，后期可长期使用，符合连续化生产，没有危化物堆埋，节约堆埋费用。并且催化剂可以回收，经加工后再利用。附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的整体流程图。

图2为根据本发明实施例的圆筒体过滤器的结构图。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

实施例1

图1-2示出了根据本发明实施例的整体结构示意图。

如图1-2所示，本发明实施例提供的低压催化加氢提高乙二醇产品UV值的控制方法，包括：以下步骤：

步骤S1：催化剂的加入

步骤S11：物料的引入，同时打开连通干燥塔底部与催化剂配制罐之间物料管上的阀门，以及连通干燥塔侧面与催化剂配制罐之间压力平衡管线上的阀门，使物料进入催化剂配制罐，催化剂配制罐液位在50-60％时关闭上述两个阀门，其中，所述连通干燥塔侧面与催化剂配制罐之间压力平衡管线上的阀门作用是平衡干燥塔和催化剂配制罐压力平衡，有利于物料向下流动；

步骤S12：打开催化剂配制罐的加料孔人工加入催化剂，其中，乙二醇(含水2-3％)和催化剂之比大约在30:1；

步骤S13：打开催化剂配制罐加料孔，倒入催化剂，打开连接催化剂配制罐与催化剂送料泵之间管路上的阀门，启动催化剂送料泵，在打开连接催化剂配制罐的循环管上的循环阀，使乙二醇和催化剂在催化剂配制罐和循环管内充分混合循环，然后关闭循环阀门；

步骤S2：增加一个加氢反应釜，使乙二醇中的双键化合物，在镍催化剂的作用下和氢气发生加成反应，提高乙二醇产品的紫外透光率；

步骤S21：打开连接乙二醇加氢反应釜管路上的阀门，把混合充分的催化剂溶液送入到乙二醇加氢反应釜内；重复步骤S1的操作；

步骤S22：当加氢反应釜液位达50-60％时，关闭送料泵，停止加入催化剂，配置完毕；启动加氢反应釜搅拌器，保持催化剂与乙二醇搅拌均匀，防止催化剂沉底，影响催化剂效率；

步骤S3：将氢气送入加氢反应釜内，打开加氢反应釜的氢气控制阀，通入氢气，压力控制在0.6-10MPag，其中通入的氢气是过量气体，多余氢气通过回收管路返回到氢气压缩机入口；根据控制加氢反应釜压力进行控制氢气流量；

步骤S4：乙二醇进料采用底部喷射方式，乙二醇从干燥塔经送料泵加压后进入加氢反应釜，进料方式采用底部喷射方式进料，通过底部喷射方式进料，能够吹动底部催化剂，使物料和催化剂充分混合，并且防止催化剂积存在底部，保证催化剂处于旋转流动状态；

步骤S5：物料的采出，利用加氢反应釜内设计的双排圆筒体过滤器交叉替换采出，并配氢气反吹管线，把吸附在双排圆筒体过滤器上的催化剂吹进反应釜内，时间可设定15-30秒之间或再延长时间；进而保证物料正常采出；

步骤S51：圆筒式过滤器采用两排结构，每排并联多个圆筒式过滤器，通过多个圆筒式过滤器把催化剂截留在滤网外部；在压力作用下乙二醇穿过滤网缝隙到达圆筒式过滤器内部，然后汇入采出主管送出，固体催化剂颗粒被截留在过滤介质表面；

步骤S52：在步骤S51中，当催化剂吸附在圆筒式过滤器的表面过多时，过滤器压差会升高；利用圆筒式过滤器的反冲洗器和差压控制器切换控制氢气反吹除时间和速度；其中，当圆筒式过滤器的压差达到设定值时，差压变送器将电信号传送到圆筒式过滤器的控制器，主物料采出管线上的阀门关闭，氢气压力控制阀门打开，外部氢气压力高于加氢反应釜内部压力，由圆筒式过滤器内部向外吹扫，把吸附在圆筒式过滤器缝隙中的催化剂吹除干净，当滤网清洗干净后，压差降到最小值，系统返回到初始过滤状态，系统恢复正常运行，以上完成一次反吹过滤循环；

步骤S53：乙二醇从每个单独圆筒式过滤器缝隙外部进入到圆筒式过滤器内部，然后再汇总到采出物料主管后靠压差在进入下一个乙二醇精馏塔中；因乙二醇精制塔是负压操作，由流量控制阀控制采出流量，乙二醇进入乙二醇精制塔，进行下一步精馏操作。

本实施例在步骤S2中，所述加氢反应釜的搅拌器作用是防止催化剂积存在底部，因催化剂比重较大，没有搅拌器置，催化剂长期在反应加氢釜内会慢慢积存在反应器底部，失去催化剂的作用。

本实施例在步骤S5中，所述催化剂的吹除时间设定在15-30秒之间。

本实施例在步骤S5中，所述圆筒式过滤器的滤网采用螺旋形滤网，目数在130μ-200μm滤网。

本实施例在步骤S5中，采用两排圆筒式过滤器，当其中一排过滤器进行反吹清洗过程时，另一排采出过滤器正常采出物料，不影响物料正常出料。

本实施例在步骤1中，所述催化剂采用镍催化剂，所述镍铝合金用浓氢氧化钠溶液处理，在这一过程中，大部分的铝会和氢氧化钠反应而溶解掉，留下了很干燥的活化后的雷尼镍，具有大小不一的微孔，由于雷尼镍表面上是细小的灰色粉末，但从微观角度上，粉末中的每个微小颗粒都是一个立体多孔结构，这种多孔结构使得它的表面积大大增加，极大的表面积带来的是很高的催化活性。

本实施例中的镍铝合金2Ni-Al+2NaOH+2H2O＝2Ni+2NaAlO2+3H2；雷尼镍主要用于不饱和化合物，不饱和化合物包括：烯烃，炔烃，腈，二烯烃，芳香烃，含羰基的物质，乃至具有不饱和键的高分子的氢化反应。

实施例2

参阅图1、图2，本实施例中的步骤S1：进料由前部工序管线来的乙二醇水溶液，进入乙二醇干燥塔，通过再沸器加热脱除乙二醇大部分中的水，主要含水的轻组分和少量夹带的乙二醇从塔顶采出返回到工艺水回收系统。步骤S2:乙二醇干燥塔底浓缩后的乙二醇通过阀门5和管线，经干燥塔送料泵进入到乙二醇加氢反应釜。步骤S3:在乙二醇加氢反应釜内，在催化剂的作用下，乙二醇中的杂质与氢气发生加成反应，其中不饱和键转化成对紫外线无吸收的饱和键，从而达到提高产品UV值的效果。步骤S4:在乙二醇加氢反应釜内过量的氢气，通过压力调节阀9返回到氢气压缩机入口。步骤S5:反应后的乙二醇溶液在加氢反应釜靠压差通过双排过滤器采出后汇入物料总管，进入乙二醇精制塔进行下一步精馏在操作。步骤S6:加氢反应后的乙二醇溶液，通过物料采出过滤器连续不断的采出，汇总后进入乙二醇精制塔。步骤S7:催化剂配制及送料过程参见实施例1。

实施例3

低压催化加氢提高乙二醇产品UV值的控制方法得测试结果

标注：测试结果执行国家标准，《GB4649-2008》工业乙二醇标准。

分析测试：通过实施例1实际运行分析测试，乙二醇溶液中的杂质在催化剂的作用下和氢气发生了反应，乙二醇溶液中的微量杂质不饱和键含羰基或共轭双键的化合物，—c＝c—,—c＝o,—c＝c—c＝＝o与H2发生加成反应，转化成对紫外线无吸收的饱和键，产品质量得到了极大的提高，工艺条件温度、压力、液位容易控制，没有产生不良的的副反应，且不影响原工艺运行条件，产品的UV值得到提高。乙二醇产品的紫外透过率(UV值)：220nm>75％；275nm>92％；350nm≈100％；高于聚酯级指标。

结论：同比加脱醛树脂吸附技术，乙二醇加氢技术更有优越性，产品质量稳定，乙二醇产品指标UV值提高幅度较大，有利于大型化装置生产。实施例1中的装置长周期、稳定运行，乙二醇产品质量符合聚酯级指标。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。