煤制乙二醇液相產(chǎn)物分離的反應(yīng)精餾耦合新工藝及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于化工精餾分離領(lǐng)域，涉及一種煤制乙二醇液相產(chǎn)物的分離新工藝及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙二醇作為一種重要的基本有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)聚酯纖維、防凍劑、不飽 和聚酯樹脂、潤(rùn)滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑以及炸藥等，此外，乙二醇還可用于涂料、 照相顯影液、剎車液以及油墨等行業(yè)，用作過硼酸銨的溶劑和介質(zhì)，用于生產(chǎn)特種溶劑乙二 醇醚等，用途十分廣泛。而且有研究指出，乙二醇在未來液體燃料電池領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)?力。我國(guó)是乙二醇的消費(fèi)大國(guó)，國(guó)內(nèi)的乙二醇的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足自身需求，2014年，我國(guó) 乙二醇產(chǎn)量為350萬噸，而表觀消費(fèi)量達(dá)1225萬噸，因此，我國(guó)的乙二醇產(chǎn)業(yè)具有良好的發(fā) 展前景。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外大型乙二醇生產(chǎn)都采用直接水合法或加壓水合法工藝線路，該工藝 是將環(huán)氧乙烷和水按1:20~22(摩爾比）配成混合水溶液，在固定床反應(yīng)器中于130~180 °C，1.0~2.5MPa下反應(yīng)18~30分鐘，環(huán)氧乙烷全部轉(zhuǎn)化為混合醇，然后經(jīng)過多效蒸發(fā)器脫 水濃縮和減壓精餾分離得到乙二醇。蒸發(fā)脫水需要消耗大量的能量。
[0004] 為了降低成本，國(guó)內(nèi)外的一些主要的生產(chǎn)乙二醇的大公司以及科研院所開始研究 催化水合法，同時(shí)，也有研究碳酸乙烯酯法，由環(huán)氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯，然后 碳酸乙烯酯水解得到乙二醇。專利US 4508927、US 4500559和JP 571006631針對(duì)碳酸乙烯 酯法提出了不同的工藝線路。隨著石油資源的日趨緊張，世界油價(jià)波動(dòng)較大，結(jié)合我國(guó)貧 油、少氣、富煤的資源情況，在我國(guó)發(fā)展C1化工具有非常重要的意義，從而可以減少對(duì)石油 進(jìn)口的依賴，減輕環(huán)境壓力。以煤或天然氣為原料制備合成氣，合成氣通過偶聯(lián)制草酸酯， 草酸酯通過加氫獲得乙二醇這一工藝被認(rèn)為是最具有工業(yè)前景的線路，國(guó)內(nèi)目前建成投產(chǎn) 和在建的煤制乙二醇裝置超過20套。在草酸酯加氫制乙二醇的反應(yīng)產(chǎn)物中，除了含有甲醇、 乙醇酸酯等沸點(diǎn)較低的物質(zhì)外，還含有少量1，2_丙二醇，1，2_ 丁二醇等與乙二醇沸點(diǎn)接近、 通過普通精餾難以分離的物質(zhì)，其中，1，2-丁二醇與乙二醇沸點(diǎn)最為接近，同時(shí)形成共沸， 因此最難分離?，F(xiàn)有的煤制乙二醇工藝中，為了保障乙二醇的純度和回收率，不得不采用很 多的理論板和很高的回流比，這樣會(huì)造成乙二醇分離塔壓降過高，塔釜溫度過高，因而容易 影響塔釜乙二醇的品質(zhì)，而且其他高附加值的二醇并沒有考慮回收，作為冷凍劑使用經(jīng)濟(jì) 性下降。
[0005] 專利CN 101928201公開了一種煤制乙二醇粗產(chǎn)品的提純工藝，提純工藝通過皂化 反應(yīng)、去甲醇、加氫反應(yīng)、三塔精餾以及吸附處理，從煤制乙二醇粗產(chǎn)品中獲得高純度的乙 二醇產(chǎn)品，然而1，2-丁二醇通過與乙二醇的共沸去除，不僅造成1，2_丁二醇這一高附加值 的產(chǎn)品損失，同時(shí)還影響了乙二醇的收率。
[0006] 專利CN 103193594公開了一種使用與乙二醇不互溶的二氧五環(huán)類化合物作為共 沸劑，采用共沸精餾的方法從草酸酯加氫液相產(chǎn)物中分離提純乙二醇的方法，液相混合物 經(jīng)過兩個(gè)脫輕塔脫除甲醇、乙醇酸甲酯等低沸點(diǎn)化合物后進(jìn)入共沸精餾塔，塔頂采出共沸 劑與乙二醇共沸物，分相后共沸劑回流塔頂，乙二醇進(jìn)入乙二醇精制塔，該方法隨原料的組 成不同，乙二醇的回收率變化較大，從99.1 %下降到89.65 %，同時(shí)1，2-丁二醇的回收也欠 佳考慮。
[0007] 專利CN 102372596提出通過使用共沸精餾分離乙二醇、丙二醇、丁二醇的分離工 藝，合成氣制乙二醇產(chǎn)物經(jīng)過餾分切割塔脫出輕組分后，經(jīng)過共沸精餾塔(2)，塔頂通過采 出富含1，2-丙二醇的乙二醇溶液除去丙二醇，塔釜物流進(jìn)入下一個(gè)共沸精餾塔(3 )，塔釜采 出富含1，2-丁二醇的乙二醇溶液，塔頂分相后共沸劑回到塔頂，采出乙二醇物流進(jìn)入乙二 醇精致塔，該方法共沸劑的選擇困難，而且共沸精餾能耗高。
[0008] 綜上所述，目前在本領(lǐng)域中一種能夠有效分離煤制乙二醇液相產(chǎn)物的工藝對(duì)提高 乙二醇的品質(zhì)和回收率，降低工藝流程的能耗，同時(shí)回收高附加值的丙二醇、丁二醇產(chǎn)品， 意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種煤制乙二醇液相產(chǎn)物的分離工藝及裝置，應(yīng)用該方法于 煤制乙二醇液相分離工藝中，具有可以降低過程的能耗，提高乙二醇的回收率及其品質(zhì)，同 時(shí)還可以回收高附加值的丙二醇和丁二醇等優(yōu)點(diǎn)。
[0010] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0011] -種煤制乙二醇液相產(chǎn)物的分離方法，包括如下步驟 [0012]⑴包括煤制乙二醇液相產(chǎn)物脫除甲醇的步驟；
[0013] ⑵包括煤制乙二醇液相產(chǎn)物脫除輕組分的步驟，輕組分包括乙醇、丙醇、草酸二甲 酯；
[0014] ⑶將剩余產(chǎn)物進(jìn)行兩項(xiàng)分離，塔頂產(chǎn)物為丙二醇和丁二醇，塔釜產(chǎn)物為乙二醇；
[0015] ⑷包括對(duì)塔頂產(chǎn)物為丙二醇和丁二醇進(jìn)行分離精制的步驟；
[0016] (5)采用加入反應(yīng)劑醛/酮的方式對(duì)丙二醇和丁二醇進(jìn)行縮醛/縮酮反應(yīng)，轉(zhuǎn)換為沸 點(diǎn)差異更大的丙二醇縮醛/縮酮產(chǎn)物和丁二醇縮醛/縮酮進(jìn)行分離;所述反應(yīng)劑醛/酮為含1 ~8個(gè)碳原子的醛的一種，或者含3~8個(gè)碳原子的酮的一種；
[0017] (6)丙二醇縮醛/縮酮產(chǎn)物和丁二醇縮醛/縮酮進(jìn)行分離進(jìn)行逆反應(yīng)，分別精制丙二 醇和丁二醇。
[0018] 一種煤制乙二醇液相產(chǎn)物的分離工藝，包括以下步驟：
[0019]⑴煤制乙二醇液相產(chǎn)物(S01)經(jīng)過第一脫甲醇塔(T11)和第二脫甲醇塔(T12)脫除 甲醇后的流股(S05)作為脫輕塔(T13)的進(jìn)料；
[0020] ⑵脫氫塔(T13)脫除輕組分乙醇、丙醇、草酸二甲酯等輕組分(S06);
[0021] ⑶上述脫除輕組分后的流股(S07)進(jìn)入丙二醇和丁二醇脫除塔(T14)，塔頂采出含 丙二醇和1，2_丁二醇的乙二醇流股(S08)，塔釜采出含重組分的乙二醇流股(S09);
[0022] ⑷塔釜采出流股(S09)經(jīng)過乙二醇產(chǎn)品塔(T15)脫除重組分后，塔頂獲得乙二醇產(chǎn) 品(S10);
[0023] (5)步驟⑶塔頂采出混合物二醇流股（S08)和反應(yīng)劑醛/酮流股（S12)進(jìn)入縮醛/酮 反應(yīng)精餾塔(T21)，塔下段設(shè)置反應(yīng)段，塔頂采出產(chǎn)物流股(S13);
[0024] (6)步驟(5)塔頂采出產(chǎn)物流股(S13)經(jīng)過醛/酮回收塔(T22)，塔頂分離出未反應(yīng)的 醛或者酮(S14)循環(huán)至縮醛/酮反應(yīng)精餾塔使用，塔釜采出流股(S15);
[0025] (7)步驟(6)塔釜采出流股（S15)經(jīng)過乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔(T23)，塔頂采出獲 得乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物與水的共沸物（S16)，塔釜采出流股通過丁二醇縮醛酮產(chǎn)物分離塔 (T24)，丁二醇縮醛酮產(chǎn)物分離塔(T24)塔頂采出丙二醇縮醛/酮產(chǎn)物與水的共沸物(S23)、 丁二醇縮醛酮產(chǎn)物分離塔(T24)塔釜采出丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物的水溶液(S24);
[0026] (8)乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔塔頂采出共沸物(S16)在乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔 (T31)中水解，塔中段設(shè)置反應(yīng)段，塔頂獲得醛/酮，塔釜采出含水的乙二醇流股（S20)經(jīng)過 乙二醇精制塔(T32)脫除輕組分后塔釜獲得乙二醇產(chǎn)品（S22);
[0027] (9) 丁二醇縮醛酮產(chǎn)物分離塔塔頂采出流股（S23)在丙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔 (T41)中水解，塔中段設(shè)置反應(yīng)段，塔頂獲得醛/酮，塔釜采出含水的丙二醇流股(S27)經(jīng)過 丙二醇精制塔(T42)脫除輕組分后塔釜獲得丙二醇產(chǎn)品（S29);
[0028] (10) 丁二醇縮醛酮產(chǎn)物分離塔塔釜采出（S24)在丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(T51)中 水解，塔中段設(shè)置反應(yīng)段，塔頂獲得醛/酮，塔釜采出含水的丁二醇流股(S30)經(jīng)過丁二醇精 制塔(T52)脫除輕組分后塔釜獲得丁二醇產(chǎn)品（S33)。
[0029] 而且，所述反應(yīng)劑醛/酮為含1~8個(gè)碳原子的醛的一種，或者含3~8個(gè)碳原子的酮 的一種。
[0030] 而且，當(dāng)煤制乙二醇液相流股中的丙二醇或1，2-丁二醇含量低于0.5w%時(shí)，回收 經(jīng)濟(jì)性不佳，省略相應(yīng)二醇縮醛/酮產(chǎn)物的水解及精制操作。
[0031] 而且，丁二醇的縮醛/酮產(chǎn)物不做水解，通過塔頂帶傾析器(D1)的丁二醇縮醛/酮 產(chǎn)物精制塔(T61)分離，塔釜獲得丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物產(chǎn)品，丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物精制塔T61 操作壓力〇. 05~5atm(a)，塔釜控制縮醛/酮產(chǎn)品的純度，塔頂傾析器操作溫度20~150°C。 [0032] 而且，所述第一脫甲醇塔操作壓力0.5~2atm(a)，回流比R = 0.01~10,優(yōu)先操作 壓力為常壓;第二脫甲醇塔操作壓力5~80KPa(a)，R=0.01~10;脫輕塔操作壓力1~50KPa (&)，1? = 0.01~20;丙二醇和丁二醇脫除塔操作壓力1~50砑&(&)，1