[发明专利]一种改善乙二醇紫外透过率的方法

说明书

本发明公开一种改善乙二醇紫外透过率的方法，该方法以乙二醇溶液和氢气为原料，采用金属合金催化剂；所述金属合金催化剂包括镍、一种或多种稀土元素、锡和铝；各组分按重量份数计分别为10‑90份、1‑5份、1‑60份和5‑9份。本发明方法采用廉价的、在水相中稳定的、不需要载体的合金作为催化剂，连续加氢还原乙二醇中的不饱和杂质。在将本发明的方法应用到工业连续化生产中时，使用这种合金催化剂对系统长期、稳定的运行和生产成本的控制尤为重要。

技术领域

本发明涉及化工乙二醇生产领域。更具体地，涉及一种去除乙二醇中杂质的方法。

背景技术

乙二醇作为瓶级聚酯和纤维级聚酯的重要单体，具有很大的应用市场。乙二醇的生产路线包括两种，一种路线是以石油基烯烃或者生物基烯烃为原料，采用氧化和水合法，另一种路线是以草酸酯为原料，采用加氢法。

影响乙二醇产品质量的杂质主要来源于乙烯氧化过程中的氧化副产物(如丙烯醛，巴豆醛等)，或者草酸酯加氢过程中产生的酸、醛或者酯类。尤其在催化剂使用中后期，随着反应温度升高，这些副产物的种类和数量会更多。国际上广泛应用产品紫外透光率(UV值)作为一项综合性指标来判别乙二醇产品的质量，通用的方法是测定乙二醇对220nm～350nm波长的紫外透光率来检测乙二醇中杂质的含量。这些杂质会大幅度降低乙二醇在220-350nm的紫外透过率，即紫外透过率反映了乙二醇中杂质的多少。UV值不合格的乙二醇将影响下游的聚酯产品的质量，包括强度，颜色和着色等。影响乙二醇紫外透过率的杂质很难通过精馏的方法除去，通常采用物理法和化学法来去除杂质，其中物理法主要采用吸附和膜分离法，化学法主要采用催化加氢的方法。

所述吸附法包括活性炭吸附法和树脂吸附法。由于活性炭吸附容量有限，工业上一般使用树脂吸附，但树脂再生会产生较多的酸碱废液，尤其当乙二醇中不饱和化合物较多时，树脂再生过程会更频繁。

相对而言，采用将大部分不饱和化合物加氢的催化加氢法比较经济和环保。常用的加氢法提升乙二醇紫外透光率技术大部分使用的是固定床催化剂，如专利CN201310129838.6、CN201310078821.2、CN200710021418.0、CN201310379199.9、CN200710021425.0、CN201310732399.8、CN201110045256.0和CN201410117718.9。由于固定床催化剂一般使用无机氧化物作为载体，如氧化铝，氧化硅，这些载体在水相中不稳定，而乙二醇极易发生分子间脱水，产生的水不利于固定床催化剂长期稳定的运行。如乙烯法乙二醇生产过程中多效蒸发器釜液(85％乙二醇)含水15％，通常需要先将这15％的水精馏脱除，再催化还原乙二醇溶液中的杂质以减弱催化剂在水中的不稳定性。这种操作繁琐，且耗能。

如果直接处理含水的乙二醇溶液而无需完全将乙二醇溶液中的水精馏脱除会更经济和环保，那么就需要选择水相中稳定的催化剂。金属合金催化剂是一种在水相中稳定的催化剂，如专利US4647705采用铝镍合金处理乙二醇溶液，反应时间长达3小时，致使大规模工业化生产的时间、能耗和成本增加，另外这种催化剂反应完成后还需要有合金与乙二醇的分离过程，增加了操作步骤。

为避免合金与乙二醇的分离过程，金属合金也可以作为固定床催化剂连续加氢处理乙二醇溶液中的不饱和杂质。CN101032688采用铝镍合金为骨架的固定床连续加氢处理乙二醇，催化剂制备方法采用碱液加热只脱除8-30％的铝，剩余70-92％的铝仍然以铝镍合金的形式存在；CN200710021418直接采用1-3mm粒状未脱除铝的镍铝合金做为固定床催化剂处理乙二醇溶液。镍铝合金固定床催化剂的表面积很小，大部分镍不能发挥催化作用，同时由于形状不规则，催化剂床层液体易偏流。