一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法技术

本发明专利技术公开一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，包括液相吸附工序、萃取解吸工序，以及萃取剂再生工序；温乙二醇水溶液经过液相吸附工序，其中的水分及微量杂质组分被吸附剂吸附，塔底流出纯度大于或等于99.9~99.99%的乙二醇产品；吸附步骤完成后，通入吸附塔进行萃取解吸工序溶解出水及微量杂质组分。萃取解吸气进入萃取剂再生工序，降压或冷凝冷却，萃取剂从分离釜顶逸出，经过处理或加压后返回到萃取解吸工序循环使用。水及微量杂质组分从分离釜底排出。本发明专利技术采用吸附‑萃取解吸工艺，能耗低、产品纯度高、处理的量大、设备投资与成本低，乙二醇产品纯度大于等于99.9~99.99%（质量比），收率大于等于98~99%。

A purification method for removal of deep dehydration by glycol adsorption extraction

The invention discloses a glycol adsorption extraction depth in dehydration and purification method of impurities, including liquid phase adsorption desorption process, extraction process, and the extractant regeneration process; ethylene glycol aqueous solution temperature by liquid phase adsorption process, the moisture and trace impurity components by absorbent adsorption, tower bottom outflow or purity ethylene glycol products equal to 99.9~99.99%; the adsorption step is completed, the extraction process of adsorption tower desorption effluent and trace impurities dissolved component. After the extraction and desorption, the air enters the regeneration process of the extractant, and then depressurization or condensation cooling. The extractant is released from the top of the separating kettle. After processing or pressurization, it returns to the extraction and desorption process for recycling. Water and trace impurities discharged from the separation kettle. The invention adopts extraction adsorption desorption process, low energy consumption, high product purity, processing capacity, equipment investment and low cost, the glycol product purity is greater than or equal to 99.9~99.99% (mass ratio), the yield is greater than or equal to 98~99%.

【技术实现步骤摘要】
一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法
本专利技术属于化工分离——干燥脱水与净化的
，更具体的说是涉及一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法。
技术介绍
乙二醇是制造聚酯纤维和抗冻剂的主要化工原料，也可以用来生产一些特殊的化工产品，诸如醇酸树脂、液压系统用流体、增塑剂、乙二醛等。乙二醇的生产方法，目前主要由环氧乙烷（EO）加压水合法的石油路线和合成气分离并经草酸酯加氢的煤化工路线。其中，环氧乙烷加压水合法生产乙二醇的装置比较普遍，其是通过环氧乙烷与水化合，在质量比20~25:1条件下，生成乙二醇含量约15~25%（质量比，以下类同）的乙二醇水溶液，再经过多效蒸发分离、精制及深度脱水-真空干燥等工序得到纯度为99~99.9%的乙二醇产品，脱水工艺路线较长，能耗较大，乙二醇产品的纯度不够高，尤其是经过四效或六效蒸发，乙二醇水溶液被浓缩到70~80%，进一步再浓缩脱水至99~99.9%，其过程的热量利用率要比一效、二效蒸发过程的热量利用的经济程度只提高了10%不到，能耗却增加了60~100%。而合成气法的乙二醇初级产品的水含量比较低，但仍然达不到99.9~99.9%的乙二醇产品质量要求，需要进一步深度脱水除杂。乙二醇产品中含有微量水分及其他杂质，对乙二醇为原料制备聚酯纤维的生产过程及聚酯纤维的产品质量有较大影响。因而，乙二醇深度脱水除杂效率高低，直接影响着乙二醇产品质量及其应用。乙二醇深度脱水最常用的方法是真空干燥。由于乙二醇在100~120℃的温度下容易产生自聚，或形成不必要的多乙二醇或聚酯等，因此，脱水在负压下水的沸点降低使得乙二醇水溶液中的少量水分得到气化排出而与高沸点的乙二醇组分实现分离，且乙二醇也不会自聚或形成其他聚合物。但在乙二醇实际生产流程中往往会因为较高的蒸发温度（大于90~100℃）产生诸如甲酸乙酸、甲醛乙醛等小分子量含氧化合物的杂质组分，这些杂质组分不但会影响乙二醇产品质量，而且无法在真空干燥过程中被去除干净，甚至会因系统中存在腐蚀性较强的弱酸性杂质组分而给整个乙二醇负压操作带来很大的安全隐患。所以，在实际操作中，仍然需要在乙二醇生产过程中另外添加脱除小分子量的含氧化合物杂质的装置，比如装填有活性炭的吸附塔等。但由于这些小分子量含氧化合物杂质与水，或与乙二醇存在交叉的互相溶解，难以通过添加传统的真空干燥或吸附分离装置将这些杂质或水与乙二醇分离开来，导致乙二醇产品质量无法保证。采用分子筛进行醇类水溶液的气相吸附深度脱水方法，尤其是乙醇的深度脱水，工业上比较成熟。但是，由于乙二醇沸点远高于水的沸点，要使得乙二醇水溶液气化后进入气相吸附塔进行吸附，其吸附压力要高或吸附温度要低，且又要避免操作温度操作90~100℃以上所造成乙二醇自聚或产生其他杂质，进而使得乙二醇的气相吸附脱水除杂工艺，无论是变压吸附（PSA）或变温吸附（TSA），还是变温变压吸附（TPSA）或全温程变压吸附（FTrPSA），选择相当困难。对于液相吸附，再生需要高温，也使得吸附剂表面所残留的少量乙二醇容易自聚或产生杂质组分而再生不完全，吸附剂使用寿命受到极大影响。膜分离法应用于醇类深度脱水有几种过程：第一，渗透汽化，或称为渗透蒸发，是指被分离物，比如，乙二醇水溶液透过膜时，在膜两侧组分的蒸气分压差的作用下，液体混合物部分地蒸发，从而达到分离目的的一种膜分离方法。渗透汽化膜有无机膜、有机膜和复合膜。针对乙二醇水溶液的渗透汽化，透过的是水分，透过侧通过抽真空方式，使得未透过的乙二醇水溶液的蒸气分压大于透过的水蒸气分压，由此乙二醇水溶液中的水分不断透过渗透膜，乙二醇得到浓缩，实现了乙二醇脱水。由于乙二醇水溶液黏度较大，需要加温至90~120℃左右，透过渗透汽化膜的通量比较小，工业化程度不高，并且单独采用渗透汽化膜也无法达到纯度为99.0~99.9%的乙二醇产品指标。渗透汽化膜分离法一般仅作为15~25%乙二醇水溶液的浓缩方法，不易作为深度脱水的方法；第二，蒸气渗透是以蒸气进料，在混合物中各组分，比如乙二醇水溶液混合蒸气中的乙二醇和水组分的蒸气分压差的推动下，利用各组分在膜内溶解和扩散性能的差异实现混合物的分离。蒸气渗透膜分离法与渗透汽化法原理相似，主要差别是进料的形态不同，前者是气相进料，后者是液体进料。因此，蒸气渗透膜分离法的主要缺陷与渗透汽化法相似，通量小，比较适宜作为乙二醇水溶液浓缩的方法，且由于加热有可能导致乙二醇自聚或产生其他杂质，影响乙二醇产品质量，工业化也存在一定的难度；第三，分子筛膜是一种结合了分子筛脱水与渗透汽化膜透水特点的新型分离方法，具有分离系数大、通量相对较大的优势，也比较适用于乙二醇水溶液的浓缩。本专利技术人基于液相吸附与萃取/临界萃取的分离原理及实际运用于乙二醇深度脱水除杂的优缺点，集大成为一种全新的乙二醇深度脱水除杂净化的专利技术。
技术实现思路
本专利技术提供一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，吸附萃取（英文全称：AdsorptiveExtraction，简称：AE）是一种以吸附与接近超临界或超临界（以下简称“临界”）萃取分离工艺耦合在一起的技术，吸附与解吸再生循环过程中的吸附机理与解吸机理不尽相同，通过引入与吸附质相似的物理特性的接近超临界或超临界流体，诸如临界的二氧化碳（CCO2）、碳三及以上组分（C3+）、甲醇乙醇，以及水等作为萃取剂，利用萃取剂对吸附质具有超强的选择性溶解能力和吸附质在萃取剂流体中具有较大的扩散能力，使得解吸再生完全彻底，无需考虑吸附过程中吸附质因深度吸附而导致解吸困难的局面，突破了传统变压吸附（PSA）、变温吸附（TSA）、变温变压吸附（TPSA）与全温程变压吸附（FTrPSA）过程仅限于通过变压、变温或变压变温来匹配与解决吸附与解吸之间的平衡与矛盾，使得吸附容易，解吸也容易；同时，本专利技术可以在与吸附温度相同的操作条件下进行解吸，保证了原料混合物中某种易受温度变化的敏感性组分的稳定性，也适用于不同的生产工艺所得到的乙二醇溶液的深度脱水除杂的精制与净化，并且处理量大，容易工业化。为实现上述新工艺及解决前述各种分离方法的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，包括如下工序：（1）液相吸附工序，含水0.1~20%（质量比，以下类同）的乙二醇水溶液，温度为30~90℃，常压或1.0MPa以下，从塔顶进入一吸附塔，在吸附温度30~90℃及吸附压力为常压或1.0MPa以下进行液相吸附，水及微量杂质作为吸附质，被装填在吸附塔中的吸附剂所吸附，待吸附饱和后进入下一步工序，萃取解吸工序；乙二醇不被吸附而从吸附塔底流出得到乙二醇含量大于99.9~99.99%的乙二醇产品；一个吸附塔吸附结束而进入萃取解吸工序时，另一吸附塔经过萃取解吸后再进入液相吸附工序，实现连续循环吸附操作；（2）萃取解吸工序，采用一种临界的二氧化碳（CCO2）作为萃取剂，萃取剂温度为30~90℃，压力为6.0~8.0MPa，从塔顶或塔底通入吸附饱和的吸附塔进行萃取解吸，萃取解吸温度与吸附操作温度相同，萃取解吸的操作压力6.0~8.0MPa，萃取剂从吸附剂表面及通道中萃取溶解出被吸附的水分及微量杂质，形成富集水的解吸气，简称“水气”，进入下一步工序，萃取剂再生工序；萃取解吸步骤完成后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，其特征在于，包括如下工序：（1）液相吸附工序，含水0.1~20%（质量比，以下类同）的乙二醇水溶液，温度为30~90℃，常压或1.0MPa以下，从塔顶进入一吸附塔，在吸附温度30~90℃及吸附压力为常压或1.0MPa以下进行液相吸附，水及微量杂质作为吸附质，被装填在吸附塔中的吸附剂所吸附，待吸附饱和后进入下一步工序，萃取解吸工序；乙二醇不被吸附而从吸附塔底流出得到乙二醇含量大于99.9~99.99%的乙二醇产品；一个吸附塔吸附结束而进入萃取解吸工序时，另一吸附塔经过萃取解吸后再进入液相吸附工序，实现连续循环吸附操作；（2）萃取解吸工序，采用一种接近临界或超临界（以下简称“临界”）的二氧化碳（CCO2）作为萃取剂，萃取剂温度为30~90℃，压力为6.0~8.0MPa，从塔顶或塔底通入吸附饱和的吸附塔进行萃取解吸，萃取解吸温度与吸附操作温度相同，萃取解吸的操作压力6.0~8.0MPa，萃取剂从吸附剂表面及通道中萃取溶解出被吸附的水分及微量杂质，形成富集水的解吸气，简称“水气”，进入下一步工序，萃取剂再生工序；萃取解吸步骤完成后，通入乙二醇原料液，再进入液相吸附工序，循环操作；（3）萃取剂再生工序，所述萃取解吸工序得到的水气进入萃取剂再生工序的分离釜，将压力降至6.0MPa以下，温度在30~90℃范围，从釜底得到含微量杂质的冷凝水排出；从釜顶逸出二氧化碳（CO2），经过加压或直接作为萃取剂，再进入萃取解吸工序，循环使用。...

【技术特征摘要】
1.一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，其特征在于，包括如下工序：（1）液相吸附工序，含水0.1~20%（质量比，以下类同）的乙二醇水溶液，温度为30~90℃，常压或1.0MPa以下，从塔顶进入一吸附塔，在吸附温度30~90℃及吸附压力为常压或1.0MPa以下进行液相吸附，水及微量杂质作为吸附质，被装填在吸附塔中的吸附剂所吸附，待吸附饱和后进入下一步工序，萃取解吸工序；乙二醇不被吸附而从吸附塔底流出得到乙二醇含量大于99.9~99.99%的乙二醇产品；一个吸附塔吸附结束而进入萃取解吸工序时，另一吸附塔经过萃取解吸后再进入液相吸附工序，实现连续循环吸附操作；（2）萃取解吸工序，采用一种接近临界或超临界（以下简称“临界”）的二氧化碳（CCO2）作为萃取剂，萃取剂温度为30~90℃，压力为6.0~8.0MPa，从塔顶或塔底通入吸附饱和的吸附塔进行萃取解吸，萃取解吸温度与吸附操作温度相同，萃取解吸的操作压力6.0~8.0MPa，萃取剂从吸附剂表面及通道中萃取溶解出被吸附的水分及微量杂质，形成富集水的解吸气，简称“水气”，进入下一步工序，萃取剂再生工序；萃取解吸步骤完成后，通入乙二醇原料液，再进入液相吸附工序，循环操作；（3）萃取剂再生工序，所述萃取解吸工序得到的水气进入萃取剂再生工序的分离釜，将压力降至6.0MPa以下，温度在30~90℃范围，从釜底得到含微量杂质的冷凝水排出；从釜顶逸出二氧化碳（CO2），经过加压或直接作为萃取剂，再进入萃取解吸工序，循环使用。2.如权利要求1所述的一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，其特征在于，所述液相吸附工序前无需降温冷凝及升降压设备；温度为30~90℃，压力为常压至1.0MPa范围的80.0~99.9%浓度的乙二醇水溶液直接进入液相吸附工序，且乙二醇水溶液可以来自石油原料路线的环氧乙烷水合法的乙二醇浓缩水溶液，或来自煤化工路线的合成气法的乙二醇溶液。3.如权利要求1所述的一种乙二醇吸附萃取深度脱水除杂的净化方法，其特征在于，所述液相吸附工序的吸附塔所装填的吸附剂是活性氧化铝、活性炭、硅胶及分子筛一种或多种组合。4.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡跃明，钟雨明，陈运，
申请(专利权)人：四川天采科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51