煤制乙二醇液相产物分离的反应精馏耦合新工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及煤制乙二醇液相产物的分离工艺及其装置，通过脱除甲醇、脱除轻组分后，在丙二醇和丁二醇脱除塔塔釜采出含重组分的乙二醇流股经乙二醇产品塔获得乙二醇产品，丙二醇和丁二醇脱除塔塔顶采出含丙二醇和丁二醇的乙二醇流股经缩醛/酮反应精馏、缩醛/酮产物分离后，再分别进行水解和精制获得相应的乙二醇、丙二醇和丁二醇。通过缩醛/酮反应的应用，可以很好的降低乙二醇脱除丙二醇、丁二醇的难度，减少回流比和总理论板数，节能效果显著，热敏性乙二醇产品品质得到保障，同时不仅提高了乙二醇产品的收率，而且还可以获得丙二醇、丁二醇产品或者丁二醇缩醛/酮产物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工精馏分离领域，涉及一种煤制乙二醇液相产物的分离新工艺及装置。
技术介绍
乙二醇作为一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等，此外，乙二醇还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业，用作过硼酸铵的溶剂和介质，用于生产特种溶剂乙二醇醚等，用途十分广泛。而且有研究指出，乙二醇在未来液体燃料电池领域有很大的发展潜力。我国是乙二醇的消费大国，国内的乙二醇的产量远远不能满足自身需求，2014年，我国乙二醇产量为350万吨，而表观消费量达1225万吨，因此，我国的乙二醇产业具有良好的发展前景。目前，国内外大型乙二醇生产都采用直接水合法或加压水合法工艺线路，该工艺是将环氧乙烷和水按1：20～22(摩尔比)配成混合水溶液，在固定床反应器中于130～180℃，1.0～2.5MPa下反应18～30分钟，环氧乙烷全部转化为混合醇，然后经过多效蒸发器脱水浓缩和减压精馏分离得到乙二醇。蒸发脱水需要消耗大量的能量。为了降低成本，国内外的一些主要的生产乙二醇的大公司以及科研院所开始研究催化水合法，同时，也有研究碳酸乙烯酯法，由环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。专利US4508927、US4500559和JP571006631针对碳酸乙烯酯法提出了不同的工艺线路。随着石油资源的日趋紧张，世界油价波动较大，结合我国贫油、少气、富煤的资源情况，在我国发展C1化工具有非常重要的意义，从而可以减少对石油进口的依赖，减轻环境压力。以煤或天然气为原料制备合成气，合成气通过偶联制草酸酯，草酸酯通过加氢获得乙二醇这一工艺被认为是最具有工业前景的线路，国内目前建成投产和在建的煤制乙二醇装置超过20套。在草酸酯加氢制乙二醇的反应产物中，除了含有甲醇、乙醇酸酯等沸点较低的物质外，还含有少量1,2-丙二醇，1,2-丁二醇等与乙二醇沸点接近、通过普通精馏难以分离的物质，其中，1,2-丁二醇与乙二醇沸点最为接近，同时形成共沸，因此最难分离。现有的煤制乙二醇工艺中，为了保障乙二醇的纯度和回收率，不得不采用很多的理论板和很高的回流比，这样会造成乙二醇分离塔压降过高，塔釜温度过高，因而容易影响塔釜乙二醇的品质，而且其他高附加值的二醇并没有考虑回收，作为冷冻剂使用经济性下降。专利CN101928201公开了一种煤制乙二醇粗产品的提纯工艺，提纯工艺通过皂化反应、去甲醇、加氢反应、三塔精馏以及吸附处理，从煤制乙二醇粗产品中获得高纯度的乙二醇产品，然而1,2-丁二醇通过与乙二醇的共沸去除，不仅造成1,2-丁二醇这一高附加值的产品损失，同时还影响了乙二醇的收率。专利CN103193594公开了一种使用与乙二醇不互溶的二氧五环类化合物作为共沸剂，采用共沸精馏的方法从草酸酯加氢液相产物中分离提纯乙二醇的方法，液相混合物经过两个脱轻塔脱除甲醇、乙醇酸甲酯等低沸点化合物后进入共沸精馏塔，塔顶采出共沸剂与乙二醇共沸物，分相后共沸剂回流塔顶，乙二醇进入乙二醇精制塔，该方法随原料的组成不同，乙二醇的回收率变化较大，从99.1％下降到89.65％，同时1,2-丁二醇的回收也欠佳考虑。专利CN102372596提出通过使用共沸精馏分离乙二醇、丙二醇、丁二醇的分离工艺，合成气制乙二醇产物经过馏分切割塔脱出轻组分后，经过共沸精馏塔(2)，塔顶通过采出富含1,2-丙二醇的乙二醇溶液除去丙二醇，塔釜物流进入下一个共沸精馏塔(3)，塔釜采出富含1,2-丁二醇的乙二醇溶液，塔顶分相后共沸剂回到塔顶，采出乙二醇物流进入乙二醇精致塔，该方法共沸剂的选择困难，而且共沸精馏能耗高。综上所述，目前在本领域中一种能够有效分离煤制乙二醇液相产物的工艺对提高乙二醇的品质和回收率，降低工艺流程的能耗，同时回收高附加值的丙二醇、丁二醇产品，意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种煤制乙二醇液相产物的分离工艺及装置，应用该方法于煤制乙二醇液相分离工艺中，具有可以降低过程的能耗，提高乙二醇的回收率及其品质，同时还可以回收高附加值的丙二醇和丁二醇等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种煤制乙二醇液相产物的分离方法，包括如下步骤⑴包括煤制乙二醇液相产物脱除甲醇的步骤；⑵包括煤制乙二醇液相产物脱除轻组分的步骤，轻组分包括乙醇、丙醇、草酸二甲酯；⑶将剩余产物进行两项分离，塔顶产物为丙二醇和丁二醇，塔釜产物为乙二醇；⑷包括对塔顶产物为丙二醇和丁二醇进行分离精制的步骤；⑸采用加入反应剂醛/酮的方式对丙二醇和丁二醇进行缩醛/缩酮反应，转换为沸点差异更大的丙二醇缩醛/缩酮产物和丁二醇缩醛/缩酮进行分离；所述反应剂醛/酮为含1～8个碳原子的醛的一种，或者含3～8个碳原子的酮的一种；⑹丙二醇缩醛/缩酮产物和丁二醇缩醛/缩酮进行分离进行逆反应，分别精制丙二醇和丁二醇。一种煤制乙二醇液相产物的分离工艺，包括以下步骤：⑴煤制乙二醇液相产物(S01)经过第一脱甲醇塔(T11)和第二脱甲醇塔(T12)脱除甲醇后的流股(S05)作为脱轻塔(T13)的进料；⑵脱氢塔(T13)脱除轻组分乙醇、丙醇、草酸二甲酯等轻组分(S06)；⑶上述脱除轻组分后的流股(S07)进入丙二醇和丁二醇脱除塔(T14)，塔顶采出含丙二醇和1,2-丁二醇的乙二醇流股(S08)，塔釜采出含重组分的乙二醇流股(S09)；⑷塔釜采出流股(S09)经过乙二醇产品塔(T15)脱除重组分后，塔顶获得乙二醇产品(S10)；⑸步骤⑶塔顶采出混合物二醇流股(S08)和反应剂醛/酮流股(S12)进入缩醛/酮反应精馏塔(T21)，塔下段设置反应段，塔顶采出产物流股(S13)；⑹步骤⑸塔顶采出产物流股(S13)经过醛/酮回收塔(T22)，塔顶分离出未反应的醛或者酮(S14)循环至缩醛/酮反应精馏塔使用，塔釜采出流股(S15)；⑺步骤⑹塔釜采出流股(S15)经过乙二醇缩醛/酮产物分离塔(T23)，塔顶采出获得乙二醇缩醛/酮产物与水的共沸物(S16)，塔釜采出流股通过丁二醇缩醛酮产物分离塔(T24)，丁二醇缩醛酮产物分离塔(T24)塔顶采出丙二醇缩醛/酮产物与水的共沸物(S23)、丁二醇缩醛酮产物分离塔(T24)塔釜采出丁二醇缩醛/酮产物的水溶液(S24)；⑻乙二醇缩醛/酮产物分离塔塔顶采出共沸物(S16)在乙二醇缩醛/酮产物水解塔(T31)中水解，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤制乙二醇液相产物的分离方法，其特征在于：包括如下步骤⑴包括煤制乙二醇液相产物脱除甲醇的步骤；⑵包括煤制乙二醇液相产物脱除轻组分的步骤，轻组分包括乙醇、丙醇、草酸二甲酯；⑶将剩余产物进行两项分离，塔顶产物为丙二醇和丁二醇，塔釜产物为乙二醇；⑷包括对塔顶产物为丙二醇和丁二醇进行分离精制的步骤；⑸采用加入反应剂醛/酮的方式对丙二醇和丁二醇进行缩醛/缩酮反应，转换为沸点差异更大的丙二醇缩醛/缩酮产物和丁二醇缩醛/缩酮进行分离；所述反应剂醛/酮为含1～8个碳原子的醛的一种，或者含3～8个碳原子的酮的一种；⑹丙二醇缩醛/缩酮产物和丁二醇缩醛/缩酮进行分离进行逆反应，分别精制丙二醇和丁二醇。

【技术特征摘要】
1.一种煤制乙二醇液相产物的分离方法，其特征在于：包括如下步骤
⑴包括煤制乙二醇液相产物脱除甲醇的步骤；
⑵包括煤制乙二醇液相产物脱除轻组分的步骤，轻组分包括乙醇、丙醇、草
酸二甲酯；
⑶将剩余产物进行两项分离，塔顶产物为丙二醇和丁二醇，塔釜产物为乙二
醇；
⑷包括对塔顶产物为丙二醇和丁二醇进行分离精制的步骤；
⑸采用加入反应剂醛/酮的方式对丙二醇和丁二醇进行缩醛/缩酮反应，转换为
沸点差异更大的丙二醇缩醛/缩酮产物和丁二醇缩醛/缩酮进行分离；所述反应剂醛
/酮为含1～8个碳原子的醛的一种，或者含3～8个碳原子的酮的一种；
⑹丙二醇缩醛/缩酮产物和丁二醇缩醛/缩酮进行分离进行逆反应，分别精制丙
二醇和丁二醇。
2.一种煤制乙二醇液相产物的分离工艺，其特征在于：包括以下步骤：
⑴煤制乙二醇液相产物(S01)经过第一脱甲醇塔(T11)和第二脱甲醇塔(T12)
脱除甲醇后的流股(S05)作为脱轻塔(T13)的进料；
⑵脱氢塔(T13)脱除轻组分乙醇、丙醇、草酸二甲酯等轻组分(S06)；
⑶上述脱除轻组分后的流股(S07)进入丙二醇和丁二醇脱除塔(T14)，塔顶
采出含丙二醇和1,2-丁二醇的乙二醇流股(S08)，塔釜采出含重组分的乙二醇流
股(S09)；
⑷塔釜采出流股(S09)经过乙二醇产品塔(T15)脱除重组分后，塔顶获得
乙二醇产品(S10)；
⑸步骤⑶塔顶采出混合物二醇流股(S08)和反应剂醛/酮流股(S12)进入缩
醛/酮反应精馏塔(T21)，塔下段设置反应段，塔顶采出产物流股(S13)；
⑹步骤⑸塔顶采出产物流股(S13)经过醛/酮回收塔(T22)，塔顶分离出未
反应的醛或者酮(S14)循环至缩醛/酮反应精馏塔使用，塔釜采出流股(S15)；
⑺步骤⑹塔釜采出流股(S15)经过乙二醇缩醛/酮产物分离塔(T23)，塔顶
采出获得乙二醇缩醛/酮产物与水的共沸物(S16)，塔釜采出流股通过丁二醇缩醛
酮产物分离塔(T24)，丁二醇缩醛酮产物分离塔(T24)塔顶采出丙二醇缩醛/酮
产物与水的共沸物(S23)、丁二醇缩醛酮产物分离塔(T24)塔釜采出丁二醇缩醛
/酮产物的水溶液(S24)；
⑻乙二醇缩醛/酮产物分离塔塔顶采出共沸物(S16)在乙二醇缩醛/酮产物水
解塔(T31)中水解，塔中段设置反应段，塔顶获得醛/酮，塔釜采出含水的乙二
醇流股(S20)经过乙二醇精制塔(T32)脱除轻组分后塔釜获得乙二醇产品(S22)；
⑼丁二醇缩醛酮产物分离塔塔顶采出流股(S23)在丙二醇缩醛/酮产物水解

\t塔(T41)中水解，塔中段设置反应段，塔顶获得醛/酮，塔釜采出含水的丙二醇
流股(S27)经过丙二醇精制塔(T42)脱除轻组分后塔釜获得丙二醇产品(S29)；
⑽丁二醇缩醛酮产物分离塔塔釜采出(S24)在丁二醇缩醛/酮产物水解塔
(T51)中水解，塔中段设置反应段，塔顶获得醛/酮，塔釜采出含水的丁二醇流
股(S30)经过丁二醇精制塔(T52)脱除轻组分后塔釜获得丁二醇产品(S33)。
3.根据权利要求2所述的煤制乙二醇液相产物的分离工艺，其特征在于：所
述反应剂醛/酮为含1～8个碳原子的醛的一种，或者含3～8个碳原子的酮的一种。
4.根据权利要求2所述的煤制乙二醇液相产物的分离工艺，其特征在于：当
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％时，回收经济性不
佳，省略相应二醇缩醛/酮产物的水解及精制操作。
5.根据权利要求2所述的煤制乙二醇液相产物的分离工艺，其特征在于：丁
二醇的缩醛/酮产物不做水解，通过塔顶带倾析器(D1)的丁二醇缩醛/酮产物精
制塔(T61)分离，塔釜获得丁二醇缩醛/酮产物产品，丁二醇缩醛/酮产物精制塔
T61操作压力0.05～5atm(a)，塔釜控制缩醛/酮产品的纯度，塔顶倾析器操作温度
20～150℃。
6.根据权利要求2所述的煤制乙二醇液相产物的分离工艺，其特征在于：所
述第一脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鑫，李鑫钢，李洪，黄伟进，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12