混合二元酸工艺产品质量研究与优化

王 磊

（唐山中浩化工有限公司，河北 唐山 063000）

0 引 言

混合二元酸主要为己二酸生产的副产品，国内几家己二酸生产企业中对二元酸的回收途径各异。

目前，生产工艺主要分为连续生产和半连续生产2 种。半连续生产方法在产能较低的一些老旧企业中仍在沿用，配备独立的二元酸生产装置和操作人员，生产成本较高。

多数己二酸生产企业采用连续生产的技术路径制得混合二元酸产品，即混合二元酸回收液经两级连续蒸发后，直接结片得混合二元酸产品。但连续法工艺自身存在诸多弊端。

连续法工艺制得的混合二元酸产品质量标准较低，如蒸发效果欠佳；产品指标水分与硝酸根含量较高，且颜色呈淡绿色；对下游厂家产品色度影响较大。

本文重点优化工艺路线，提高回收液蒸发效果，保证杂质分离，进一步提升混合二元酸产品质量，从而实现销售自由，保证市场占有率，推动企业高质量发展。

1 混合二元酸连续生产工艺弊端

混合二元酸连续生产工艺在长期运转中体现出蒸发效果欠佳，回收液以固定流量串联逐一进入蒸发器进行真空蒸发，通过前后蒸发器的压差形成串联形式。蒸发器类型及处理能力不同，混合二元酸回收液蒸发停留时间短，蒸发器下料温度无法达到170 ℃，进而造成水分含量高，无法达到成品结片条件，造成二元酸装置负荷受限，只能混合二元酸返回收液储罐，造成罐内二元酸浓度升高，形成连锁反应。

同时，受限2#蒸发器负荷能力，提高进料量，会使蒸发器下料温度降低，无法达到结片温度，造成因混合二元酸罐液位超高导致己二酸生产装置降负荷甚至整体停车的风险。

2 混合二元酸连续生产工艺优化

2.1 提高蒸发效果增加回收液停留时间

在两级蒸发器之间增加物料缓冲罐，配备离心泵送至后蒸发器有三个优点，一是可控制前蒸发器下料温度，若未达到蒸发效果可直接返回至前系统，重新蒸发；二是可调节后蒸发器进料流量，保证回收液在后蒸发器的停留时间；三是可新增并联一台后蒸发器，保证蒸发效果，均分进料量，保证下料温度，确保物料达到熔融状态，达到混合二元酸产品结片条件。经过改造，可提高二元酸装置处理能力10%以上。

混合二元酸连续工艺方框图如图1 所示。

图1 混合二元酸连续工艺方框图Fig.1 Block diagram of continuous process of mixed dibasic acid

2.2 蒸发缓冲罐增加内盘管，并负压控制

蒸发缓冲罐位于储存后蒸发器的物料，通过泵送至结片机。为了进一步提高蒸发效果，可在缓冲罐内增加内盘管，中压蒸汽加热，并增加气相负压调节控制，确保蒸发缓冲罐内物料温度达175 ℃以上。且蒸发罐必须定期清洗，除去挂壁污垢，保证混合二元酸无杂质。

蒸发缓冲罐技术改造示意图如图2 所示。

图2 蒸发缓冲罐技术改造示意图Fig.2 Schematic diagram of technical transformation of evaporation buffer tank

2.3 蒸发器材质选用钛材

高温高压设备，一般都会选用304 L 不锈钢材质，通过生产经验的累积，回收液含硝酸为5%左右。高温硝酸对材质都会有不同程度的腐蚀且腐蚀明显，易发生安全事故，蒸发器材质应更换为钛材TA2，以减少硝酸对设备的腐蚀程度，延长蒸发器使用寿命。

3 混合二元酸产品颜色探究

混合二元酸正常颜色为灰褐色，具体含量为：戊二酸55%左右、丁二酸25%左右、己二酸13%左右，混合二元酸占比达90%以上，此外还有少量硝酸与水。影响混合二元酸颜色指标的主要原因：①混合二元酸中催化剂（铜、钒离子） 含量高。催化剂若回收效果不佳，也会随混合二元酸产出，经过分析实验证明，一旦催化剂含量指标高，将直接影响混合二元酸颜色，呈淡绿色；②后蒸发器下料温度及蒸发缓冲罐内温度不宜过高（不超过190 ℃），一旦超温，将造成物料蒸发过度，混合二元酸成品颜色呈灰褐色。直接影响下游企业产品色度质量。

经过论证分析实验，可主要从以下3 方面进行处理，保证混合二元酸质量与颜色。

（1） 保证催化剂回收效果，装置回收催化剂主要利用阳离子吸附树脂经吸附、脱附将铜、钒离子进一步返回系统，主要取决于树脂的效率和反应器的形式，一方面可减少催化剂进入混合二元酸产品中，还可增加催化剂回收率，降低催化剂的单耗，树脂反应器作用不可小视。

（2） 严格保证指标运行，后蒸发器下料及蒸发缓冲罐温度不得超过190 ℃，且应注意负压环境不得过大，防止物料蒸发过度，产生黑渣，且物料颜色变深。

（3） 保证蒸发器负压正常，确保蒸发效果，将硝酸和水蒸出，提高混合二元酸产品纯度指标。

4 结 语

随着己二酸下游PBAT、尼龙企业的兴起，表现出己二酸需求上涨，随之混合二元酸的产量也会增加，面对激烈的市场经济，质量和产量优势明显，只有不断地对混合二元酸产品质量升级，本文总结了我国混合二元酸生产工艺的现状及工艺难点，分析了影响混合二元酸质量及其颜色的诸多因素，并提出了新的可行性优化方案，为同类企业提供了很好的借鉴基础。下一步将继续研发混合二元酸的分离技术，保证混合二元酸提高利用率，提高产品定位。