二元醇水溶液脱水副产一元醇的节能工艺方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种二元醇水溶液脱水副产一元醇的节能工艺方法和装置，它是一种从二元醇水溶液中脱除水分、并且副产二元醇水溶液中的一元醇的工艺方法和装置。整个装置至少包括第一脱水塔(T101)、第二脱水塔(T102)、第三脱水塔(T103)、甲乙醇塔(T104)、甲醇塔(T105)等五台塔及其配套设备。本发明专利技术采用了多塔热集成工艺方法，降低整个装置的操作能耗，同时副产一元醇产品。具有显著的实用性及经济效益，应用前景广阔。

Energy saving process method and device for aqueous diol by-product alcohols dehydration

Energy saving process method and apparatus of the present invention relates to a dihydric alcohol aqueous solution dehydration byproduct of alcohol, it is from a diol in aqueous solution to remove water, and the process of alcohol by-product glycol in aqueous solution and device. The whole device comprises at least five towers, such as a first dehydrating tower (T101), a second dehydrating tower (T102), a third dehydrating tower (T103), a methyl alcohol tower (T104), a methanol tower (T105), and the like. The invention adopts a multi heat integration process, reduce the energy consumption and the operation of the device, a by-product of alcohol products. The utility model has remarkable practicability and economic benefit, and has broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
二元醇水溶液脱水副产一元醇的节能工艺方法和装置
本专利技术涉及一种二元醇水溶液脱水副产一元醇的节能工艺方法和装置，它是一种从二元醇水溶液中脱除水分、并且回收二元醇水溶液中的一元醇的工艺方法和装置。
技术介绍
当前，面对日益严重的能源危机，再生资源已成为未来生存发展的重中之重。20世纪90年代以来，由于世界化纤产品市场消费的急剧增长，二元醇作为一类非常重要的有机化工原料凭借着诸多的用途和优点得到广泛的应用，在化纤、聚酯树脂工业生产等领域中具有很高的应用价值。乙二醇是最简单和最重要的脂肪族二元醇，其用途非常广泛。当前乙二醇最大的用途是生产聚酯树脂(纤维和薄膜)，聚酯树脂目前主要用来制作饮料业用PET瓶及纺织业用的涤纶，此外则是用于生产各种工程塑料。乙二醇的另一重要用途是做汽车散热器的冷却剂，由于乙二醇能显著降低水溶液的凝固点，因此可用于防冻。除上述两大用途外，乙二醇作为有机中间体也是其较大的消费点，作为人造丝防缩剂的乙二醛便源于乙二醇。乙二醇与多元酸生成的聚合物统称为醇酸树脂，它们经改性后主要以干性树脂和增塑剂的形式出售。丙二醇的粘度和吸湿性好，无毒，因而在食品、医药和化妆品工业中广泛用作吸湿剂、抗冻剂、润滑剂和溶剂。此外，它也是生产不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和合成增塑剂等的重要中间体，在塑料工业中广泛应用。1,4-丁二醇主要用于制造四氢呋喃、γ-丁内酯和聚氨酯。1,4-丁二醇和己二酸等多元酸反应得到的聚酯能够制得低温特性、断裂强度、拉伸强度优良的聚氨酯弹性体，可用于合成皮革、成型用聚氨酯弹性体的原料。1,4-丁二醇的另一重要用途是制备热塑性工程塑料PBT树脂，作为建筑和工程塑料，它具有优良的力学性能和电气性能，其生产发展迅速。1,3-丁二醇的一元酸酯用作纤维素和聚氯乙烯的增塑剂。由二元羧酸酯制备的聚酯型增塑剂，具有良好的相容性和耐迁移性，具有广泛的应用范围，有助于提高被增塑物的稳定性。1,3-丁二醇也用于生产无油醇酸树脂的终止剂，用作飞机的防冻剂、增湿剂、偶联剂等。2,3-丁二醇作为交联剂用于生产特殊的硬质橡胶制品工业中，是制药工业的重要中间体。也可作为增湿剂、增塑剂使用，与其它化合物混合后，可以制得性能良好的防冻剂。鉴于二元醇的上述广泛用途，近年来合成气制乙二醇、生物质制乙二醇等新技术得到快速发展。而在二元醇的生产过程中，装置能耗是影响二元醇生产成本的关键因素之一。随着石油、煤炭、天然气等能源资源的紧缺、环境污染和温室效应等问题的日益严重，二元醇等行业的降低生产成本已成为企业生存和提高竞争力的关键，越来越受到各方面的重视。中国专利CN1765860A公开了一种从稀水溶液中浓缩低级多元醇工艺方法，将稀水溶液浓缩过程分为2～8个串联的浓缩单元来完成整个浓缩过程，每个浓缩单元内部又由2～6台浓缩塔串联操作，经过这样的2～8个浓缩单元的分段浓缩后，得到多元醇浓缩液。虽然整个浓缩过程都可以在真空到常压范围内进行，所需加热热源都可由系统内部低品位热源提供，但脱水的同时未对一元醇回收过程进行热集成操作，后续还要耗费蒸汽完成一元醇的提纯，整体能耗较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种二元醇水溶液脱水副产一元醇的节能工艺方法和装置，它是一种从二元醇水溶液中脱除水分、并且回收二元醇水溶液中的一元醇的工艺方法和装置。整个装置至少包括第一脱水塔、第二脱水塔、第三脱水塔、甲乙醇塔、甲醇塔等五台塔及其配套设备。本专利技术采用了多塔热集成工艺方法，降低整个装置的操作能耗，在脱水的同时，可副产一元醇产品。具有显著的实用性及经济效益，应用前景广阔。本专利技术提供的一种二元醇水溶液脱水副产一元醇的节能工艺方法包括如下步骤：1)至少包括第一脱水塔、第二脱水塔、第三脱水塔、甲乙醇塔、甲醇塔等五台塔；2)第二脱水塔通过第一脱水塔再沸器与第一脱水塔之间热集成操作；3)第二脱水塔与甲乙醇塔之间直接热集成操作，将第二脱水塔塔顶水蒸气直接引入甲乙醇塔塔釜，为甲乙醇塔提供分离所需热量；4)第二脱水塔通过甲醇塔再沸器与甲醇塔之间热集成操作；5)从第二脱水塔塔顶、第三脱水塔塔顶、甲乙醇塔塔釜分别排出废水；6)从甲醇塔塔顶或上部侧线采出甲醇；7)从甲醇塔塔釜获得基本不含甲醇的乙醇水溶液；8)从第三脱水塔塔釜获得基本不含水分的脱水二元醇混合物。按本专利技术提供的工艺方法，用于给原料预热的热源包括以下任意一种或他们的任意组合方式：第一脱水塔塔顶气相、第三脱水塔塔顶气相、甲乙醇塔塔顶气相、甲醇塔塔顶气相、第二脱水塔再沸器加热蒸汽凝液、第三脱水塔再沸器加热蒸汽凝液、第二脱水塔塔顶采出废水、第三脱水塔塔顶采出废水、第三脱水塔塔釜采出的脱水二元醇混合物、甲乙醇塔塔釜采出废水、甲醇塔再沸器加热气相凝液、废水、甲醇、乙醇水溶液。所述第二脱水塔与甲乙醇塔热集成操作(图1)，其方式可以是第二脱水塔塔顶水蒸汽直接引入甲乙醇塔塔釜，为甲乙醇塔提供分离所需热量。所述第二脱水塔与甲乙醇塔热集成操作(图2)，其方式也可以是第二脱水塔与甲乙醇塔之间通过甲乙醇塔再沸器间接热集成操作。按本专利技术提供的工艺方法，所述的第一脱水塔、第二脱水塔之间的双效热集成操作可以根据系统内部热集成的需要拆分为2～6台脱水塔之间的热集成操作。如图3所示，可以增加一台第四脱水塔，第一脱水塔(T101)塔釜出料管线与第四脱水塔(T106)相连、第四脱水塔(T106)塔釜出料管线与第二脱水塔(T102)相连，第二脱水塔(T102)塔顶气相管线与第四脱水塔再沸器(E112)壳程入口相连、第四脱水塔(T106)塔顶气相管线与第一脱水塔再沸器(E101)壳程入口相连，第一脱水塔、第四脱水塔、第二脱水塔之间形成三效热集成操作，第四脱水塔塔顶蒸汽给第一脱水塔塔釜提供热源，第二脱水塔塔顶蒸汽给第四脱水塔塔釜提供热源，第二脱水塔为第一效，第四脱水塔为第二效，第一脱水塔为第三效。按本专利技术提供的工艺方法，所述的第二脱水塔再沸器、第三脱水塔再沸器、第三脱水塔进料预热器、第三脱水塔塔中再沸器、第四脱水塔再沸器所用热源可以是新鲜蒸汽、导热油，或者是系统内部产生的物料蒸汽。按本专利技术提供的工艺方法，所述的第三脱水塔进料预热器和第三脱水塔塔中再沸器是为了利用系统内部热源设置的换热器，两个可以都省略不用，也可以省略其中任何一个。按本专利技术提供的工艺方法，所述的各塔典型操作条件为：第一脱水塔塔顶操作压力范围为5～150kpa；第二脱水塔塔顶操作压力范围为50～300kpa；第三脱水塔塔顶操作压力范围为5～200kpa；甲乙醇塔塔顶操作压力范围为5～200kpa；甲醇塔塔顶操作压力范围为10～300kpa。除特殊说明外，本专利技术中所有压力均指绝对压力。按本专利技术提供的工艺方法，所述的各塔优选操作条件为：第一脱水塔塔顶操作压力为40kpa，塔顶75℃，塔釜86℃。第二脱水塔塔顶操作压力为170kpa，塔顶107℃，塔釜117℃。第三脱水塔塔顶操作压力为15kpa，塔顶56℃，塔釜142℃。甲乙醇塔塔顶操作压力为105kpa，塔顶73.8℃，塔釜104℃。甲醇塔塔顶操作压力为105kpa，塔顶64℃，塔釜80℃。本专利技术提供的二元醇水溶液脱水副产一元醇的节能装置：包括第一脱水塔、第二脱水塔、第三脱水塔、甲乙醇塔、甲醇塔等五台塔以及连接管线。所述的进料预热器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二元醇水溶液脱水副产一元醇的节能工艺方法，其特征在于包括的步骤：1)至少包括第一脱水塔(T101)、第二脱水塔(T102)、第三脱水塔(T103)、甲乙醇塔(T104)、甲醇塔(T105)等五台塔；2)第二脱水塔(T102)通过第一脱水塔再沸器(E101)与第一脱水塔(T101)之间热集成操作；3)第二脱水塔(T102)与甲乙醇塔(T104)之间直接热集成操作，将第二脱水塔(T102)塔顶水蒸气直接引入甲乙醇塔(T104)塔釜，为甲乙醇塔(T104)提供分离所需热量；4)第二脱水塔(T102)通过甲醇塔再沸器(E107)与甲醇塔(T105)之间热集成操作；5)从第二脱水塔(T102)塔顶、第三脱水塔(T103)塔顶、甲乙醇塔(T104)塔釜分别排出废水；6)从甲醇塔(T105)塔顶或上部侧线采出甲醇(38)；7)从甲醇塔(T105)塔釜获得基本不含甲醇的乙醇水溶液(42)；8)从第三脱水塔(T103)塔釜获得基本不含水分的脱水二元醇混合物(29)。

【技术特征摘要】
1.一种二元醇水溶液脱水副产一元醇的节能工艺方法，其特征在于包括的步骤：1)至少包括第一脱水塔(T101)、第二脱水塔(T102)、第三脱水塔(T103)、甲乙醇塔(T104)、甲醇塔(T105)等五台塔；2)第二脱水塔(T102)通过第一脱水塔再沸器(E101)与第一脱水塔(T101)之间热集成操作；3)第二脱水塔(T102)与甲乙醇塔(T104)之间直接热集成操作，将第二脱水塔(T102)塔顶水蒸气直接引入甲乙醇塔(T104)塔釜，为甲乙醇塔(T104)提供分离所需热量；4)第二脱水塔(T102)通过甲醇塔再沸器(E107)与甲醇塔(T105)之间热集成操作；5)从第二脱水塔(T102)塔顶、第三脱水塔(T103)塔顶、甲乙醇塔(T104)塔釜分别排出废水；6)从甲醇塔(T105)塔顶或上部侧线采出甲醇(38)；7)从甲醇塔(T105)塔釜获得基本不含甲醇的乙醇水溶液(42)；8)从第三脱水塔(T103)塔釜获得基本不含水分的脱水二元醇混合物(29)。2.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于经过下述步骤：二元醇水溶液原料(1)经原料预热器(E100)预热后进第一脱水塔(T101)。塔顶蒸汽(2)经第一脱水塔冷凝器(E102)冷凝后的凝液(3)分为两股，一股作为回流液(4)直接返回第一脱水塔(T101)塔顶，另一股物料(5)进入甲乙醇塔(T104)中部；第一脱水塔(T101)塔釜物料(9)进入第二脱水塔(T102)；所述第二脱水塔(T102)与第一脱水塔(T101)热集成操作，第二脱水塔(T102)塔顶水蒸汽(10)共分为三股，第一股水蒸汽(11)进入第一脱水塔再沸器(E101)壳程，水蒸气(11)冷凝后的凝液(14)分为两股，一股作为回流液(15)直接返回第二脱水塔(T102)顶部，另一股凝液(16)作为采出进入排放废水(44)；第二脱水塔(T102)塔釜物料(20)经第三脱水塔进料预热器(E109)加热后进入第三脱水塔(T103)中部；第三脱水塔(T103)塔顶蒸汽(22)经第三脱水塔冷凝器(E104)冷凝后的凝液(23)分为两股，一股作为回流液(24)直接返回第三脱水塔(T103)塔顶，另一股凝液(25)作为采出进入排放废水(44)；第三脱水塔(T103)中部设置第三脱水塔塔中再沸器(E110)；第三脱水塔(T103)塔釜采出物料为基本不含水分的脱水二元醇混合物(29)；所述第二脱水塔(T102)与甲乙醇塔(T104)热集成操作，第二脱水塔(T102)塔顶水蒸汽(10)共分为三股，第二股水蒸汽(12)直接引入甲乙醇塔(T104)塔釜，为甲乙醇塔(T104)提供分离所需热量；甲乙醇塔(T104)塔顶蒸汽(30)经甲乙醇塔冷凝器(E106)冷凝后的凝液(31)分为两股，一股作为回流液(32)直接返回甲乙醇塔(T104)塔顶，另一股凝液(33)进入甲醇塔(T105)中部；甲乙醇塔(T104)塔釜物料(34)作为采出进入排放废水(44)；所述第二脱水塔(T102)与甲醇塔(T105)热集成操作，第二脱水塔(T102)塔顶水蒸汽(10)共分为三股，第三股水蒸气(13)进入甲醇塔再沸器(E107)壳程，水蒸气(13)冷凝后的凝液(43)作为采出进入排放废水(44)；甲醇塔(T105)塔顶蒸汽(35)经甲醇塔冷凝器(E108)冷凝后的凝液(36)分为两股，一股作为回流液(37)直接返回甲醇塔(T105)顶部，另一股凝液(38)作为甲醇产品采出；甲醇塔(T105)也可塔顶进行全回流操作，由塔上部侧线采出甲醇(38)；甲醇塔(T105)塔釜物料(42)采出基本不含甲醇的乙醇水溶液(42)。3.按照权利要求2所述的工艺方法，其特征在于：用于给原料(1)预热的热源包括以下任意一种或他们的任意组合方式：第一脱水塔(T101)塔顶气相、第三脱水塔(T103)塔顶气相、甲乙醇塔(T104)塔顶气相、甲醇塔(T105)塔顶气相、第二脱水塔再沸器(E103)加热蒸汽凝液、第三脱水塔再沸器(E105)加热蒸汽凝液、第二脱水塔(T102)塔顶采出废水(16)、第三脱水塔(T103)塔顶采出废水(25)、第三脱水塔(T103)塔釜采出的脱水二元醇混合物(29)、甲乙醇塔(T104)塔釜采出废水(34)、甲醇塔再沸器(E107)加热气相凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝仁水，黄贵明，
申请(专利权)人：天津市新天进科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12