上海乙二醇工厂爆炸,起火燃烧的乙二醇是否有毒?
任何物质燃烧的烟气对人都有害的,乙二醇也不例外,但没有卤素和苯环结构,不会有太大毒性。乙二醇(ethylene glycol)又名甘醇、1,2-亚乙基二醇,简称“EG”。化学式为(CH2OH)2,是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体,对动物有低毒性,乙二醇能与水、丙酮互溶,但在醚类中溶解度较小。用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一种相转移催化剂,也用于细胞融合;其硝酸酯是一种炸药。
这是很官方的一种科普,那么我们来说说它的实际用途,一般乙二醇是重要的石油化工基础有机材料,主要用于生产聚酯纤维(涤纶)、聚脂薄膜、聚酯工程塑料、防冻剂等待,同时也用于生产润滑剂、增塑剂等等用途十分广泛,甚至油墨、炸药里面也都有乙二醇的成分。
我们最可能接触到乙二醇的场景,就是汽车的防冻液了,乙二醇本身是作为汽车防冻液和尾气清洁剂的主要材料,当然,现在也有一些公司把乙二醇当做烧火燃料(有专用乙二醇的灶具)使用。
我们从一些词条上可以看出来,乙二醇是具备毒性的,会通过“吸入、食入、经皮吸收”等方式来入侵人体,乙二醇有很强的刺激性,特别是在加工的时候,对眼睛和皮肤的刺激非常大。“经皮吸收”的意思就是皮肤接触到也有风险造成中毒,人类致死剂量估计为1.6 g/kg,不过成人服食30毫升也有可能引致死亡。
乙二醇燃烧后分解的产物有一氧化碳、二氧化碳和水(水蒸气)。主要还是看燃烧的过程,如果是快速爆燃、爆炸,氧气不足从而导致不充分燃烧,就会产生大量的一氧化碳,而如果是正常充分燃烧,就只会产生二氧化碳和水蒸气,所以这也就是为什么控制住火势之后,还要实施保护性燃烧的原因。
虽然可以确定的是,乙二醇充分燃烧后是无毒的,但是记住一点,这可是个化工厂,燃烧爆炸不可能仅仅只是乙二醇这一种物质,哪怕是建筑材料的燃烧,也都会产生大量的一氧化碳;在火灾现场,还有一些材料对人体的威胁,更大!比如:聚氯乙烯、尼龙、羊毛、丝绸等纤维类物品,这些物品燃烧时会产生剧毒气体!
强烈的浓烟伴随着剧毒气体,很容易导致人体吸入性损伤,比如呼吸道烧伤以及一些并发症,如果不及时检查和治疗,可能会危及生命。 所以如果是化工厂附近的居民,尽量还是关窗关门防止烟气进来,出门在外戴好口罩尽量不要让自己暴露在烟气中。
主要的煤制乙二醇工艺是“草酸酯法”,即以煤为原料,通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H2,其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯,再经与H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇的过程。
以惠生工程和天津大学共同研发的合成气制乙二醇技术为例,国内合成气制乙二醇技术主要包括以下特点及优势: a. 通过实验获得煤制乙二醇中涉及的非常见物质如亚硝酸酯、草酸酯的物化性质、热力学参数、溶解度、交互作用参数等重要物性数据;
b. 在草酸酯、碳酸酯、甲醇以及乙二醇、1,2-丁二醇等分离过程中的二元及多元交互参数; a. 两代草酸酯合成催化剂:
第一代传统颗粒型氧化铝负载的钯系催化剂(工业使用催化剂),钯负载量为0.6%wt左右,草酸酯选择性高达98.5%,催化剂时空收率大于700g/Lcat/h,寿命超过2年;
第二代整体型钯系催化剂,在保证催化剂性能的同时,钯负载量仅为0.15%wt,催化剂床层阻力大幅降低;
b. 草酸酯加氢催化剂:
高活性、高选择性、高稳定性的Cu/SiO2催化剂原粉的工业规模制备;
第一代片状加氢催化剂,具有高强度、高稳定性的特点;
第二代条形加氢催化剂(工业使用催化剂),经过4700小时寿命评价,催化剂草酸酯转化率100%,乙二醇选择性大于95%,时空收率大于300g/Lcat/h,起始温度185℃,平均温升频率在1.5℃/月,最高反应温度可达245℃,预计寿命超过1.5年。
第三代整体型加氢催化剂进一步消除外扩散影响,催化剂活性及稳定性均大幅优于第二代条形加氢催化剂。
c. 上述催化剂均以实现工程放大制备及生产,拥有百吨级催化剂生产线1条; a. 更高的草酸酯合成工艺压力,降低系统体积;草酸酯合成循环过程操作弹性大,亚硝酸酯回收率高达95%,NO补充量低;采用NO直接补充,过程更加稳定,副产硝酸钠,无废水排放;
b. 独有的低能耗聚酯级乙二醇产品分离方案:采用组分切割方式,仅使用4塔精馏即可获得聚酯级乙二醇产品,较传统乙二醇分离方案节能20%以上;
c. 更宽的原理规格要求:对于进料CO和H2要求更宽,浓度超过98%即可,对CO中CO2、CH4、N2,对H2中CO、CO2、CH4、N2均不做要求;
d. 草酸酯合成工艺路线产品多元化及草酸酯下游产品开发:目前正在开发的及已经开发成功的煤制乙二醇相关产品及工艺路线包括煤制燃料乙醇、合成草酸、碳酸二甲酯、碳酸二苯酯等;
e. 完备的分析监测方案:实现在线监测与工艺控制过程相结合,确保工艺稳定性的同时降低操作人员数量,避免人为操作失误带来的潜在危险。 天津大学拥有1批从实验室到中试再到示范工程的工程技术人员,可为企业提供详细而又安全的开车指导及技术支持服务;
惠生工程凭借其在EPCM以及生产方面的丰富经验能够提供业主完善的工程领域相关的服务以及煤气化、净化、分离部分的生产培训;
拥有千吨级及万吨级装置基地作为煤制乙二醇核心技术的培训基地。 自1987年开始长期连续的煤制乙二醇及相关基础研究工作,完备的从实验室小试、吨级模试、百吨级中试到万吨级示范工程的工程放大过程研究;
a. 国家九五科技攻关项目;
b. 国家十一五科技支撑项目;
c. 千吨级黄磷尾气生产草酸酯、草酸、乙醇项目;
d. 万吨级合成气制乙二醇项目; 已经获得的在催化剂、工艺、分离及相关技术方面的授权专利19项,PCT国际专利3项;
由CO气相偶联合成草酸酯的规整催化剂及其制备方法,ZL2010
用于草酸酯加氢制乙二醇的规整结构催化剂及其制备方法,ZL2010
CO低压气相合成草酸酯的催化剂及其制备方法 ,ZL2007
CO偶联制备草酸酯的方法 ZL2007
草酸酯加氢合成乙二醇的催化剂及其制备方法,ZL 2007
气相法CO偶联再生催化循环制草酸酯 ,ZL96109811.2
用于醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法,ZL2012
醋酸酯加氢制乙醇的方法, ZL2012
用于草酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法与应用,ZL2011
制备甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯的方法,ZL02129213.2
负载型金属氧化物催化合成甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯,ZL02129212.4
以草酸酯和苯酚合成草酸二苯酯的方法,ZL2005
乙二醇的用途也非常广泛,主要用于聚酯产品、防冻液、同时还可用于润滑剂、增塑剂、表面活性剂、涂料、炸药、油墨等等。其中聚酯类产品(包括聚酯纤维、聚酯薄膜、聚酯塑料及其他)约占乙二醇消费量的90%。而85%左右的聚酯又用于涤纶的生产,而涤纶又主要用于纺织服装。
乙二醇的另一个重要消费领域是防冻液,防冻液需求跟汽车消费紧密相关。
产方法
乙二醇生产路线主要分为:乙烯法和煤基合成气草酸酯法。
乙烯法根据乙烯来源不同又可以分为石脑油裂解制乙烯、乙烷裂解制乙烯和MTO法制甲醇再制取乙烯,而合成气草酸酯法多用于中国,绝大部分厂家采用煤质合成气,少数厂家提纯电石炉尾气中的co作为合成气。
以2017年的数据来看,我国乙烯法制乙二醇占比70%左右,煤基合成气草酸酯法则占30%左右。因为我国资源结构是贫油少气多煤,所以,煤基合成气法,算是中国特色的乙二醇生产方法,相对而言,这种方法环境污染较严重。