一種合成氣制乙二醇產(chǎn)物的分離裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種合成氣制乙二醇的分離裝置，包括餾分切割塔、分隔壁精餾塔、普通精餾塔和刮板式分子蒸發(fā)裝置，其中，餾分切割塔分別與分隔壁精餾塔、普通精餾塔和刮板式分子蒸發(fā)裝置通過管線相連通。餾分切割塔和分隔壁精餾塔均為分隔壁型精餾塔，在塔內(nèi)部通過一塊可移動的隔板將整塔分隔開來，且該分隔壁精餾塔能夠拆分為兩個塔、三個塔或多個塔。一個DWC塔就可以實(shí)現(xiàn)普通精餾雙塔串聯(lián)的效果，因此節(jié)能效果顯著。該裝置能夠?qū)γ恳粋€產(chǎn)品都進(jìn)行有效分離，其較常規(guī)精餾裝置而言，具有工藝設(shè)備流程簡單，能耗低，設(shè)備投資小的特點(diǎn)。
【專利說明】一種合成氣制乙二醇產(chǎn)物的分離裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種合成氣制乙二醇的產(chǎn)物的分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]乙二醇，英文名稱ethylene glycol，又名“甘醇”、“ I, 2_亞乙基二醇”，簡稱EG，是一種重要的有機(jī)化工原料，主要應(yīng)用于生產(chǎn)聚酯纖維、潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑、涂料、油墨等等，用途非常廣泛。
[0003]2013年，我國乙二醇的年生產(chǎn)能力接近400萬噸，但國內(nèi)乙二醇需求量預(yù)計(jì)在1200萬噸左右，市場缺口巨大。傳統(tǒng)石油化工路線制備乙二醇雖然技術(shù)成熟，但隨著原油資源的日益減少，開辟新的化工路線成為當(dāng)務(wù)之急。
[0004]我國擁有豐富的煤炭資源，如何對煤炭進(jìn)行深加工，生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品是國家近年來大力發(fā)展煤化工的主要原因。其中，煤基合成氣制乙二醇已成為世界普遍關(guān)注的一項(xiàng)技術(shù)，在該工藝中，乙二醇的精制是保證乙二醇產(chǎn)品純度的關(guān)鍵技術(shù)。
[0005]目前工業(yè)上對乙二醇產(chǎn)物的分離，通常是優(yōu)化分離序列，對各組分逐一分離，此種方法涉及設(shè)備個數(shù)龐雜，工藝復(fù)雜，設(shè)備成本居高不下；且乙二醇產(chǎn)物中，由于化學(xué)性質(zhì)極為接近，往往需要引入第三種溶劑才能對全組分物質(zhì)進(jìn)行有效分離，這使得工藝變得更復(fù)雜。
[0006]因此，如何有效改造設(shè)備，簡化工藝，降低投資成本，是未來乙二醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是合成氣制乙二醇工藝中產(chǎn)物分離引入第三種溶劑導(dǎo)致工藝復(fù)雜，能耗高的問題，提供一種新的全流程分離裝置，旨在對每一個產(chǎn)品都進(jìn)行有效分離。該裝置較常規(guī)精餾裝置而言，具有工藝流程簡單，能耗低的特點(diǎn)。
[0008]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種合成氣制乙二醇的分離裝置，包括餾分切割塔、分隔壁精餾塔、普通精餾塔和刮板式分子蒸發(fā)裝置，其中，餾分切割塔分別與分隔壁精餾塔、普通精餾塔和刮板式分子蒸發(fā)裝置通過管線相連通。
[0010]進(jìn)一步地，所述餾分切割塔和分隔壁精餾塔均為分隔壁型精餾塔，在塔內(nèi)部通過一塊可移動的隔板將整塔分隔開來，且該分隔壁精餾塔能夠拆分為兩個塔、三個塔或多個
塔
[0011]進(jìn)一步地，所述刮板式分子蒸發(fā)裝置包括刮板式分子蒸發(fā)塔一塔和刮板式分子蒸發(fā)塔二塔；其中刮板式分子蒸發(fā)塔一塔的外壁出口與刮板式分子蒸發(fā)塔二塔的入口通過管線相連通。
[0012]進(jìn)一步地，所述餾分切割塔將合成氣制乙二醇的產(chǎn)物切割餾分，輕組分從餾分切割塔頂以管線與分隔壁精餾塔的入口相連；中間組分從餾分切割塔塔中部通過管線與普通精餾塔的入口相連；重組分從餾分切割塔塔底通過管線與刮板式分子蒸發(fā)塔一塔的入口相連。
[0013]進(jìn)一步地，所述刮板式分子蒸發(fā)塔一塔和刮板式分子蒸發(fā)塔二塔均設(shè)有脫氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和物料循環(huán)裝置。
[0014]進(jìn)一步地，所述餾分切割塔、分隔壁精餾塔和普通精餾塔均設(shè)有回流比控制器和再沸器。
[0015]本實(shí)用新型引入的分隔壁精懼塔(Dividing Wall Column,簡稱DWC)是在普通精餾塔內(nèi)部構(gòu)造一塊垂直壁，該垂直壁可固定不動，也可上下移動，也可直接延伸至塔頂或塔底。DWC塔被分隔壁分開成兩部分，分隔壁左邊部分可簡單稱之為預(yù)分餾段或者副塔，分隔壁右邊部分稱之為主塔，DWC塔實(shí)際上是完全熱耦合精餾塔的一種特殊形式，在熱力學(xué)性質(zhì)上等同于一個Petlyuk (熱偶精餾)塔，分離原理也與Petlyuk塔相近。由于DWC塔避免了待分離物料中中間組分的返混，中間組分側(cè)線采出處濃度可以達(dá)到最大，一個DWC塔就可以實(shí)現(xiàn)普通精餾雙塔串聯(lián)的效果，且比普通精餾塔雙塔串聯(lián)少一個再沸器，因此節(jié)能效果顯著。
[0016]本實(shí)用新型引入的刮板式分子蒸發(fā)裝置是一種物理分離裝置，它不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理，而是靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動平均自由程的差別實(shí)現(xiàn)分離，所謂分子運(yùn)動自由程是指相鄰分子碰撞之間所走的路程。當(dāng)液體混合物沿加熱筒體流動并被加熱，輕、重分子會逸出液面而進(jìn)入氣相，由于輕、重分子的自由程不同，因此，不同物質(zhì)的分子從液面逸出后移動距離不同，若能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置一塊冷凝板，則輕分子達(dá)到冷凝板被冷凝排出，而重分子達(dá)不到冷凝板沿混合液排出。這樣，就達(dá)到物質(zhì)分離的目的。分子蒸發(fā)操作溫度低(遠(yuǎn)低于沸點(diǎn))、真空度高、受熱時間短，因此適宜于高沸點(diǎn)物質(zhì)的分離。在分子蒸發(fā)中加入刮板，可以控制液膜厚度，能夠有效提高分離效率。
[0017]相對于現(xiàn)有技術(shù)合成氣制乙二醇產(chǎn)物的組分復(fù)雜，多元醇(乙二醇、1，2-丙二醇，1，2-丁二醇)之間沸點(diǎn)比較接近，單純采用普通精餾的裝置難以有效分離使工藝復(fù)雜的問題，本實(shí)用新型采用分隔壁精餾塔和刮板式分子蒸發(fā)塔相結(jié)合的方式，不引入第三種溶劑，首先用分隔壁精餾塔將乙二醇產(chǎn)物進(jìn)行三段切割，進(jìn)而用分隔壁精餾塔有效分離甲醇-乙醇-水體系，用普通精餾塔精餾乙醇酸甲酯-草酸二甲酯體系，用刮板式分子蒸發(fā)塔分離乙二醇-1，2-丙二醇-1，2- 丁二醇體系，低溫下直接分離得到乙二醇產(chǎn)品，可以有效節(jié)省設(shè)備投資，降低能耗，取得較好的技術(shù)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為合成氣制乙二醇產(chǎn)物的分離工藝設(shè)備流程圖。
[0019]圖1中，I為餾分切割塔；2為分隔壁精餾塔；3為普通精餾塔；4為刮板式分子蒸發(fā)塔一塔；5為刮板式分子蒸發(fā)塔二塔。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面通過具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但是，本實(shí)用新型的范圍并不只局限于實(shí)施例所覆蓋的范圍。
[0021]如圖1所示，合成氣制乙二醇產(chǎn)物的分離裝置，包括餾分切割塔1、分隔壁精餾塔2、普通精餾塔3、刮板式分子蒸發(fā)塔一塔4和刮板式分子蒸發(fā)塔二塔5。其中餾分切割塔I分別與分隔壁精餾塔2、普通精餾塔3和刮板式分子蒸發(fā)塔一塔4通過管線相連通；刮板式分子蒸發(fā)塔一塔4的外壁出口和刮板式分子蒸發(fā)塔二塔5入口通過管線相連通。
[0022]其中，餾分切割塔I和分隔壁精餾塔2均為分隔壁型精餾塔，在塔內(nèi)部通過一塊可移動的隔板將整塔分隔開來，且該分隔壁精餾塔能夠拆分為兩個塔、三個塔或多個塔。
[0023]餾分切割塔I將合成氣制乙二醇的產(chǎn)物切割餾分，輕組分從餾分切割塔I塔頂以管線與分隔壁精餾塔2的入口相連；中間組分從餾分切割塔I塔中部通過管線與普通精餾塔3的入口相連；重組分從餾分切割塔I塔底通過管線與刮板式分子蒸發(fā)塔一塔4的入口相連。
[0024]餾分切割塔1、分隔壁精餾塔2和普通精餾塔3均設(shè)有回流比控制器和再沸器。刮板式分子蒸發(fā)塔一塔4和刮板式分子蒸發(fā)塔二塔5均設(shè)有脫氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和物料循環(huán)裝置。
[0025]合成氣制乙二醇產(chǎn)物作為原料進(jìn)入餾分切割塔I進(jìn)行餾分切割，通過調(diào)節(jié)溫度，將產(chǎn)物餾分切割成三部分:甲醇、乙醇和水，乙醇酸甲酯和草酸二甲酯，乙二醇、1，2-丙二醇和I，2-丁二醇。
[0026]作為輕組分的甲醇、乙醇和水的混合物進(jìn)入分隔壁精餾塔2對混合物進(jìn)行徹底分離，塔頂采出輕組分甲醇(ω w> 99%)，側(cè)線采出乙醇和水的混合物(由于甲醇的加入徹底破壞了乙醇-水的共沸體系，在全組分范圍內(nèi)乙醇和水的相對揮發(fā)度都大于1)，且組成大于乙醇-水的共沸組成(ω己醇〉96%)，塔底為水。
[0027]作為中間組分的乙`醇酸甲酯和草酸二甲酯混合物進(jìn)入普通精餾塔3進(jìn)行有效分離，塔頂采出輕組分乙醇酸甲酯(ω99%)，塔釜為草酸二甲酯(ω草酸二￥ii> 99%)。
[0028]作為重組分的乙二醇、1，2-丙二醇和1，2- 丁二醇混合物進(jìn)入刮板式分子蒸發(fā)裝置，該蒸發(fā)裝置中刮板式分子蒸發(fā)塔一塔4和刮板式分子蒸發(fā)塔二塔5經(jīng)管線串聯(lián)連接，該混合物經(jīng)管線進(jìn)入到刮板式分子蒸發(fā)塔一塔4的入口，調(diào)節(jié)塔4壓力為15kPa，內(nèi)壁采出乙二醇(ω己二醇〉99%)，外壁的1，2-丙二醇和1，2-丁二醇混合物經(jīng)管線進(jìn)入到刮板式分子蒸發(fā)塔二塔5的入口處，調(diào)節(jié)塔5壓力為IOkPa,經(jīng)過有效分離，內(nèi)壁采出1，2-丙二醇(ω 12_丙二醇>97%)，外壁采出 1，2-丁二醇((012_丁二醇>97%)。\
[0029]本實(shí)用新型一種合成氣制乙二醇產(chǎn)物的分離裝置，因?yàn)橐肓朔指舯诰s塔，總能耗較現(xiàn)有技術(shù)能耗，降低了 5%~20%;由于引入了刮板式分子蒸發(fā)塔，可以在不引入第三種溶劑的情況下對產(chǎn)物全組分進(jìn)行有效分離，簡化了工藝。并且本實(shí)用新型流程設(shè)計(jì)與現(xiàn)有技術(shù)相比，更加簡化、合理，減少了設(shè)備臺數(shù)，大大降低了設(shè)備投資費(fèi)用。
[0030]以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型技術(shù)方案作出的各種變形、改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種合成氣制乙二醇的分離裝置，其特征在于:包括餾分切割塔(I)、分隔壁精餾塔(2)、普通精餾塔(3)和刮板式分子蒸發(fā)裝置，其中，餾分切割塔(I)分別與分隔壁精餾塔(2 )、普通精餾塔(3 )和刮板式分子蒸發(fā)裝置通過管線相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣制乙二醇的分離裝置，其特征在于:所述餾分切割塔(I)和分隔壁精餾塔(2)均為分隔壁型精餾塔，在塔內(nèi)部通過一塊可移動的隔板將整塔分隔開來，且該分隔壁精餾塔能夠拆分為兩個塔、三個塔或多個塔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣制乙二醇的分離裝置，其特征在于:所述刮板式分子蒸發(fā)裝置包括刮板式分子蒸發(fā)塔一塔(4)和刮板式分子蒸發(fā)塔二塔(5);其中刮板式分子蒸發(fā)塔一塔(4)的外壁出口與刮板式分子蒸發(fā)塔二塔(5)的入口通過管線相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述合成氣制乙二醇的分離裝置，其特征在于:所述餾分切割塔(I)將合成氣制乙二醇的產(chǎn)物切割餾分，輕組分從餾分切割塔(I)塔頂以管線與分隔壁精餾塔(2)的入口相連；中間組分從餾分切割塔(I)塔中部通過管線與普通精餾塔(3)的入口相連；重組分從餾分切割塔(I)塔底通過管線與刮板式分子蒸發(fā)塔一塔(4)的入口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述合成氣制乙二醇的分離裝置，其特征在于:所述刮板式分子蒸發(fā)塔一塔(4)和刮板式分子蒸發(fā)塔二塔(5)均設(shè)有脫氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和物料循環(huán)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氣制乙二醇的分離裝置，其特征在于:所述餾分切割塔(I)、分隔壁精餾塔(2)和普通精餾塔(3)均設(shè)有回流比控制器和再沸器。
【文檔編號】C07C67/54GK203474691SQ201320478601
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】沈鵬飛, 王丹君, 李學(xué)強(qiáng), 聶穎穎 申請人:陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司