提高1,4-丁二醇纯度的技术分析

王梦沙

(河南能源化工集团 鹤壁煤化工有限公司，河南 鹤壁 458000)

1,4-丁二醇(BDO)在化学产品的研发制造过程中的应用十分普遍。由于各个区域的产能大于下游的需求量，使得BDO的产能大量过剩。要想确保企业产品的品质，务必增强BDO纯度技术的使用，运用更优秀的现代化提纯技术。需要重视的是，由于目前我国的BDO提纯技术时还存在缺陷，要想生产企业实现可持续发展，务必对BDO提纯技术展开探讨分析。

1 BDO概述

1,4-丁二醇(BDO)为不挥发性的油状物，会在小于 25 ℃ 时凝结，具有强烈的毒性，一旦沾到损伤的皮肤，最开始会产生麻醉的感觉，造成肝或肾出现特殊的病理变化，接着会因为中枢神经被麻痹导致死亡。因此需要将制造设备密封起来，避免泄漏。施工人员也必须将防护设备穿戴整齐，并且通过铝、不锈钢、镀锌铁制品等按照易燃有毒物品的特性进行运输储存。其在密封的包装以及隔热的情况下可以任意储存，在自然条件下，不会发生爆炸与自燃，但具可燃性。

2 企业BDO产品纯度低的原因

2.1 精馏实效性低

我国部分企业的BDO产品的纯度较低，主要原因是因为精馏的实效性不够高造成的。在BDO的生产过程中，精馏是最关键的生产流程之一，主要是把BDO产品放置在精馏设备当中实施分离。用来精馏的设备的关键组成要素为：其一是外部构造，涵盖了硬板、外壳等；其二是内部通流设备，涵盖产品的流经出入口等；其三是分配仪器，涵盖了液体、气体分离器。要想增强精馏的成效，就应该确保填料具备均衡性，这样不但可以使温度更加平衡，还可以让气液材料更加均衡。调查发现，部分化工企业不关注填料的关键作用，并未控制填料的密度。当填料缝隙持续增大，液体就会从其中渗透出来，干扰精馏效果。

在精馏过程中，整个环境会给BDO的精馏质量造成极大的影响，所以化工企业务必优化精馏环境，让温度、压力值一直维持在平稳的范围内。通常而言，要是精馏的压力超过标准值，就会给BDO产品的质量造成消极影响，极大的压力会使得BDO材料的离子处于重构状态：气体中体积较大的离子占比降低，体积较小的离子占比增大，而液体中体积较大的离子比重提高，体积较小的离子比重降低，挥发度会随着离子含量产生很大的改变。压力增大时，BDO产品的气相与液相组分发生改变，挥发度显著上升；而压力减小，BDO产品的挥发度也会随之减弱。与此发生相同改变的还有精馏温度，也会影响到精馏的结果。温度的改变越快，就会增加其变化幅度从而妨碍精馏效果。从该角度可知，化工企业在BDO产品精馏期间，务必控制精馏的压力与温度，然而部分化工企业在具体的精馏期间，并未监控精馏的动态环境，造成精馏效果不佳。

2.2 提纯效果较差

我国部分企业BDO产品纯度不够高主要原因还有提纯效果不够好。在制造BDO产品时，通常会形成大量的残渣，其数量越多，产品的质量就越差。残渣的排放数量与BDO产品的提纯效果存在正比例的关系。部分企业并未使用现代化的提纯手段排放BDO产品的残渣，极大地降低了BDO产品的纯度。

在对产品质量进行衡量时，温度是非常关键的指标，其波动会影响到产品的质量。在精馏过程中，只有控制在温度范围时，才可以确保BDO维持较高的纯度。对部分企业实时监控报表的查看得知：即使具体的操作温度在设计的范围当中，然而偶尔产生较大的波动，也会对纯度造成影响。

2.3 精馏效果差

1)填料不规整

在精馏期间，填料塔是非常关键的传热装置。化工厂使用的是规整填料的空分装置，它由外壳、塔填料、再分配仪器、喷淋设备等构成。在填料过程中，更高的密合度与规整性能够让精馏塔中的气液分离更平均，从而满足更佳的精馏性，并且纯度也更高。然而，在对现场进行勘查时观察到原填料的缝隙增加，使得在精馏期间常常会出现沟流、壁流的情况，导致气液分布不均匀，并且密合不均匀，从而影响精馏效果。

2)压力与温度产生波动

精馏期间务必确保压力平稳。由于全部的操作都在平稳的压力下实施的，压力波动会影响产品物料与质量当中的均衡性。要是操作压力过大，使得气相中的重组成分浓度减少，轻组成分的浓度增加。液相里的轻组成分变多，以至于气相与液相的质量比发生改变，组分当中的相对挥发度也随之变化。同理可知，在压力增大时也会发生相同的情况。温度在对产品质量进行衡量时也是非常关键的指标，其不稳定会对产品质量造成影响。在精馏期间，务必将温度限定在一定的范围之内，才可以确保BDO获得较高的纯度。在设计精馏塔时，温度范围为120～140 ℃。检测实时动态报表时可知：即使具体的操作温度在设计温度范围当中，可偶尔还会产生较大的波动，从而影响纯度的优化提升。

3 提高BDO纯度的技术

3.1 提升精馏质量

要想避免出现BDO产品纯度低现象，需要提升精馏质量。化工企业需要进行这些操作：其一，需要更换化填料。在精馏之前，企业应该先分析精馏塔，按照具体的运作状态采用恰当的填料。在填料选择完成之后，应检测填料的质量。要是BDO产品具有较好的气液分离性，就能够把填料投入继续使用。其二，运用网络信息技术，对精馏环境展开动态分析。把传感装置安装在精馏环境当中，再与控制线路连接起来。传感装置能够感应到精馏的压力与温度，并把实时的数据传输给控制中心。只要参数丧失平衡性，传感装置就会发出警报声，控制系统就能立马采取应急措施。

3.2 优化提纯效果

企业要想提高BDO产品的纯度，就要优化企业的提纯效果。大多数的企业并未运用现代化的新型提纯技术处理BDO产品形成的残渣，从而影响BDO产品的质量。在我国经济社会的持续的情况下，科学技术水平也得到了发展，现代化的提纯工艺技术随之产生，在此背景下，企业需要将大量的技术资金投入进去，优化提纯技术，管理残渣的有序排放。

具体而言，企业需要完善以下部分：其一，企业需要将优秀的提纯工艺引入进来，并招聘更专业的操作人员优化提纯技术。通常每吨BDO产品最少都会产生 50 kg 的高沸物排放量。其二，企业需要保证施工计划的安全可靠，并按照方案中的内容对提纯设备进行调整。其三，企业需要采用先进的精馏塔提纯BDO产品，让残渣的排放量可以满足每吨 55 kg 的排放量。其四，企业需要将排放出来的残渣实施回收再利用，从而有效的提高资源利用效率，达到可持续发展的目的。

3.3 提高残渣提纯效果

3.3.1 工艺设计

对于工艺设计中不合理的现象(残渣排放量较少)，可以在 50 kg/t 基础上的增大其数量，并合理的将残渣中的BDO进行回收，增强其提纯效果。所以，在技术论证下实施提纯与排放措施，安装残渣提纯装置，增加阀门的开闭度，增加其排放量至 55 kg/t。利用所排放出来的残渣实施BDO提纯，再将其再次提纯后的BDO运输到塔中实施精馏，合理的提高了残渣的排放量，并且增强了BDO产品的品质。对排放残渣当中的BDO进行合理的提纯，避免BDO产品出现过多的损失，可以增加装置的产量。在修订完工艺指标之后，使得排放量增加后一致维持在 55 kg/t 左右。

3.3.2 更换填料

对于填料塔当中填料不规则的现象，可以通过和填料生产厂家的沟通，并与精馏塔的具体情况相结合，及时有效的将填料进行更换，让新填料和塔体能够密切的关联。填料较高的密合度以及整齐的装填度能够将精馏塔中的气液分离的更加平均，并满足较好的精馏成效，提高产品的纯度。

4 发展建议

在最近几年当中，许多套刚修建或者改扩建的设备进行产量投入，使得BDO生产水平取得了飞速的进步。预估我国BDO生产能力大于280.0万t/a时的年总需求量仅为大概70.0万t。产能极大的增加，加剧了市场的竞争。该行业的供大于求使得供应量过剩，从而进入了微利润的时代。

炔醛法仍然是我国BDO行业的重点生产技术，后期需要进一步优化目前的生产技术，从而减少生产费用投入，降低给环境造成的影响。正丁烷/顺酐法尽管是将来BDO 生产技术的前进方向，可是因为我国在原料上的正丁烷储备不充分，并且制造成本较高，同时最近几年对正丁烷/顺酐法设备的维护运用率较低，从而妨碍该生产技术在我国的推广。所以，相关的生产厂家需要合理完善的对正丁烷供应的风险进行考虑，不得盲目前进。在当前设备的基础上进一步完善，实施技术优化，达到顺酐溶液无需分离，通过精制流程就能取得BDO，以减少生产费用，加大市场竞争力。

增加对BDO新应用的开发研究力度，达到生产一体化的目的，主要的开发聚集在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)与热塑性聚酯弹性体橡胶(TPEE) 等环节中，以扩大应用范围与提高国内产品需求量。国家有关单位需要增强规划引导，调节结构力度，合理使用节能环保等相应的技术原则严格管控准入门槛，优化技术改造，将落后的产能淘汰，防止BDO的重复建设而导致资源浪费。并且需要行业协会带领企业更加自强自律，禁止价格战等恶性竞争，推动产业不断健康发展。

5 结语

总的来说，我国的经济社会持续进步，使得化学工业也逐渐步入了飞速发展的过程中，在对化学产品进行生产时，BDO十分普遍。就当前而言，BDO的需求量较高，也在国家各种政策的带领下带动了该行业的发展，其价格也逐渐上升，在将来的行业当中的增长速度将会降低。由于目前BDO在我国的化工产业中不具备较高的生产纯度，在一定程度上影响了化工产业的前进。要想提升我国化工企业在国际上的地位，务必运用合理有效的提高措施，保障BDO产品的质量。