CN103254030A - 煤制乙二醇生产过程中副产残液的回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤制乙二醇生产过程中副产残液的回收装置及方法。乙二醇残液进入蒸发器，蒸发器顶部物料进入甲醇回收塔，甲醇回收塔塔顶得到甲醇产品，甲醇回收塔塔釜物料进入乙醇回收塔，乙醇回收塔塔顶得到乙醇产品，乙醇回收塔塔釜物料进入废水处理塔，废水处理塔塔顶得到达到排放标准的废水，废水处理塔塔釜物料和蒸发器底部排出液相物料都进入刮膜蒸发器，刮膜蒸发器底部液相物料进入重沸物储罐，刮膜蒸发器顶部物料进入1,2-丙二醇回收塔，1,2-丙二醇回收塔塔顶得到1,2-丙二醇产品，1,2-丙二醇回收塔塔釜物料进入乙二醇回收塔，乙二醇回收塔塔顶得到乙二醇产品，塔釜得到二乙二醇产品。

Description

煤制乙二醇生产过程中副产残液的回收装置及方法

技术领域

本发明属于化工分离过程的工艺方法，进一步地说是涉及一种煤制乙二醇生产过程中副产残液的回收装置及方法。

背景技术

乙二醇是最简单和最重要的脂肪族二元醇，也是一种重要的石油化工基础有机原料，广泛应用于生产聚酯纤维，防冻剂，润滑剂，增塑剂，非离子表面活性剂以及炸药等，高纯乙二醇可用作过硼酸铵的溶剂和介质，还可用于生产特种溶剂乙二醇醚。目前国内外化工企业均采用环氧乙烷水合生产乙二醇，但近年受到石油危机的影响，国内外研究学者均投入到以煤为原料生产乙二醇的研究中，针对我国目前乙二醇需求量近40%进口的现状，国内研究单位和企业均投入大量的精力致力于煤制乙二醇工艺的研发中。

目前国内以煤为原料制备乙二醇，主要有三条工艺路线：

1、直接法：以煤气化制取合成气(CO+H2)，再由合成气一步直接合成乙二醇。此技术的关键是催化剂的选择，在相当长的时期内难以实现工业化。

2、烯烃法：以煤为原料，通过气化、变换、净化后得到合成气，经甲醇合成，甲醇制烯烃（MTO）得到乙烯，再经乙烯环氧化、环氧乙烷水合及产品精致最终得到乙二醇。该过程将煤制烯烃与传统石油路线乙二醇相结合，技术较为成熟，但成本相对较高。

3、草酸酯法：以煤为原料，通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H2，其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯，再经与H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇的过程。该工艺流程短，成本低，是目前国内受到关注最高的煤制乙二醇技术，通常所说的“煤制乙二醇”就是特指该工艺。

在乙二醇生产过程中会副产大量乙二醇残液，按照5万吨/年的生产规模，每年约产生3%-5%的残液，其富含甲醇、乙醇、1,2-丙二醇、乙二醇和二乙二醇等组分，目前企业均将其当做廉价的溶剂进行销售，造成了资源的浪费。若能采用合理的分离工艺将其回收利用，必能极大增强此副产废液的资源化利用，因此本发明提出了一种由刮膜蒸发器和高效精密精馏耦合分离工艺来处理此化工生产废液。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤制乙二醇生产过程中副产残液的回收装置及方法，采用本工艺可以有效的回收乙二醇生产残液中的甲醇，乙醇，1,2-丙二醇，乙二醇，二乙二醇等产品，从而提高残液的资源综合利用。

本发明的技术方案如下：

一种煤制乙二醇生产过程中副产残液的回收方法，乙二醇残液首先进入蒸发器，在常压条件下操作，蒸发器顶部排出气相物料进入轻组分冷凝器，经轻组分冷凝器冷凝后进入甲醇回收塔，经精馏处理后甲醇回收塔塔顶得到甲醇产品，甲醇回收塔塔釜物料进入乙醇回收塔，乙醇回收塔塔顶得到乙醇产品，乙醇回收塔塔釜物料进入废水处理塔，废水处理塔塔顶得到达到排放标准的废水，废水处理塔塔釜物料进入刮膜蒸发器，蒸发器底部排出液相物料也进入刮膜蒸发器，刮膜蒸发器底部液相物料进入重沸物储罐，刮膜蒸发器顶部气相物料进入重组分冷凝器，经重组分冷凝器冷凝后进入1,2-丙二醇回收塔，1,2-丙二醇回收塔塔顶得到1,2-丙二醇产品，1,2-丙二醇回收塔塔釜物料进入乙二醇回收塔，乙二醇回收塔塔顶得到乙二醇产品，塔釜得到二乙二醇产品。

刮膜蒸发器22底部液相物料出口连接重沸物储罐24。

所述的蒸发器的操作压力为常压，操作温度为100℃。

所述的甲醇回收塔的理论板数为35～45，操作压力为常压，塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为100～110℃。

所述的乙醇回收塔的理论板数为30～40，操作压力为常压，塔顶温度为80～90℃，塔釜温度为100～110℃。

所述的废水处理塔的理论板数为20～30，操作压力为常压，塔顶温度为100～105℃，塔釜温度为130～140℃。

所述的刮膜蒸发器的操作压力为20～30kPa，操作温度为200℃，转速为200～300转/分。

所述的1,2-丙二醇回收塔的理论板数为30～40，操作压力为20～30kPa，塔顶温度为140～150℃，塔釜温度为170～180℃。

所述的乙二醇回收塔的理论板数为35～45，操作压力为20～30kPa，塔顶温度为160～170℃，塔釜温度为190～200℃。

本发明的煤制乙二醇生产过程中副产残液的回收装置，由蒸发器，轻组分冷凝器，甲醇回收塔，乙醇回收塔，废水处理塔，刮膜蒸发器，重沸物储罐，重组分冷凝器，1,2-丙二醇回收塔和乙二醇回收塔组成；蒸发器气相物料出口连接轻组分冷凝器物料进口，轻组分冷凝器物料出口连接甲醇回收塔物料进口，甲醇回收塔塔顶得到甲醇产品，甲醇回收塔塔釜物料出口连接乙醇回收塔物料进口，乙醇回收塔塔顶得到乙醇产品，乙醇回收塔塔釜物料出口连接废水处理塔物料进口，废水处理塔塔顶得到达到排放标准的废水，废水处理塔塔釜物料出口连接蒸发器底部液相物料出口管道，蒸发器底部液相物料出口管道连接刮膜蒸发器物料进口，刮膜蒸发器底部液相物料出口连接重沸物储罐，刮膜蒸发器上部气相物料出口连接重组分冷凝器物料进口，重组分冷凝器物料出口连接1,2-丙二醇回收塔物料进口，1,2-丙二醇回收塔塔顶得到1,2-丙二醇产品，1,2-丙二醇回收塔塔釜物料出口连接乙二醇回收塔物料进口，乙二醇回收塔塔顶得到乙二醇产品，塔釜得到二乙二醇产品。

上述的每个塔塔顶设置有冷凝器，塔釜设置有再沸器。

所述高沸点物料为刮膜蒸发器中高沸点多元醇化合物，大致为乙二醇生产过程中产生的低聚物等高凝高沸物料，其可以作为燃料外售。

按照5万吨/年的生产规模，每年约产生3%-5%的残液，经本装置处理后每年约得到285吨甲醇产品，266吨乙醇产品，209吨1,2-丙二醇产品，741吨乙二醇产品，190吨二乙二醇产品。

本发明的优点在于所述的乙二醇残液回收工艺可以有效的回收乙二醇残液中的甲醇，乙醇，1,2-丙二醇，乙二醇，二乙二醇等产品，是一种高效且环保的回收分离工艺。不仅创造了良好的经济效益，也创造了良好的社会效益。

附图说明

图1：乙二醇副产残液的连续回收工艺的流程示意图。

其中：1—乙二醇残液，2—蒸发器，3—蒸发器顶部排出气相物料，4—轻组分冷凝器，5—轻组分冷凝液，6—甲醇回收塔，7—甲醇回收塔冷凝器，8—甲醇产品，9—甲醇回收塔再沸器，10—甲醇回收塔塔釜物料，11—乙醇回收塔，12—乙醇回收塔冷凝器，13—乙醇产品，14—乙醇回收塔再沸器，15—乙醇回收塔塔釜物料，16—废水处理塔，17—废水处理塔冷凝器，18—达到排放标准的废水，19—废水处理塔再沸器，20—废水处理塔塔釜物料，21—蒸发器底部排出液相物料，22—刮膜蒸发器，23—重沸物，24—重沸物储罐，25—刮膜蒸发器顶部气相物料，26—重组分冷凝器，27—重组分冷凝液，28—1,2-丙二醇回收塔，29—1,2-丙二醇回收塔冷凝器，30—1,2-丙二醇产品，31—1,2-丙二醇回收塔再沸器，32—1,2-丙二醇回收塔塔釜物料，33—乙二醇回收塔，34—乙二醇回收塔冷凝器，35—乙二醇产品，36—乙二醇回收塔再沸器，37—二乙二醇，

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明，但本发明并不局限于实施例。

本发明的设备如图所示，蒸发器2气相物料出口连接轻组分冷凝器4物料进口，轻组分冷凝器4物料出口连接甲醇回收塔6物料进口，甲醇回收塔6塔顶设置甲醇回收塔冷凝器7，塔釜设置甲醇回收塔再沸器9，甲醇回收塔6塔釜物料出口连接乙醇回收塔11物料进口，乙醇回收塔11塔顶设置乙醇回收塔冷凝器12，塔釜设置乙醇回收塔再沸器14，乙醇回收塔11塔釜物料出口连接废水处理塔16物料进口，废水处理塔16塔顶设置废水处理塔冷凝器17，塔釜设置废水处理塔再沸器19，废水处理塔16塔釜物料出口连接蒸发器2底部液相物料出口管道，蒸发器2底部液相物料出口管道连接刮膜蒸发器22物料进口，刮膜蒸发器22底部液相物料出口连接重沸物储罐24，刮膜蒸发器22上部气相物料出口连接重组分冷凝器26物料进口，重组分冷凝器26物料出口连接1,2-丙二醇回收塔28物料进口，1,2-丙二醇回收塔28塔顶设置1,2-丙二醇回收塔冷凝器29，塔釜设置1,2-丙二醇回收塔再沸器31，1,2-丙二醇回收塔28塔釜物料出口连接乙二醇回收塔33物料进口，乙二醇回收塔33塔顶设置乙二醇回收塔冷凝器34，塔釜设置乙二醇回收塔再沸器36。

乙二醇残液1首先进入蒸发器2，在常压条件下操作，蒸发器2顶部排出气相物料3进入轻组分冷凝器4，经轻组分冷凝器4冷凝后进入甲醇回收塔6，经精馏处理后甲醇回收塔6塔顶得到甲醇产品8，甲醇回收塔6塔釜物料10进入乙醇回收塔11，乙醇回收塔11塔顶得到乙醇产品13，乙醇回收塔11塔釜物料15进入废水处理塔16，废水处理塔16塔顶得到达到排放标准的废水18，废水处理塔16塔釜物料20进入刮膜蒸发器22，蒸发器2底部排出液相物料21也进入刮膜蒸发器22，刮膜蒸发器22底部液相物料23进入重沸物储罐24，刮膜蒸发器22顶部气相物料25进入重组分冷凝器26，经重组分冷凝器冷凝后进入1,2-丙二醇回收塔28，1,2-丙二醇回收塔28塔顶得到1,2-丙二醇产品30，1,2-丙二醇回收塔28塔釜物料32进入乙二醇回收塔33，乙二醇回收塔33塔顶得到乙二醇产品35，塔釜得到二乙二醇产品37。

实施例1

乙二醇残液1以1700kg/h的流速进入蒸发器2，蒸发器2的操作压力为常压，操作温度为110℃，蒸发器2顶部排出气相物料3进入轻组分冷凝器4，经轻组分冷凝器4冷凝并冷却到40℃后进入甲醇回收塔6，甲醇回收塔6的理论塔板数为35，操作压力为常压，塔顶温度为65℃，塔釜温度为100℃，经精馏处理后甲醇回收塔6塔顶得到95%甲醇产品8，甲醇回收塔6塔釜物料10进入乙醇回收塔11，乙醇回收塔11的理论塔板数为30，操作压力为常压，塔顶温度为80℃，塔釜温度为100℃，经精馏处理后乙醇回收塔11塔顶得到95%乙醇产品13，乙醇回收塔11塔釜物料15进入废水处理塔16，废水处理塔16的理论塔板数为20，操作压力为常压，塔顶温度为100℃，塔釜温度为130℃，经精馏处理后废水处理塔16塔顶得到达到排放标准的废水18，废水处理塔16塔釜物料20进入刮膜蒸发器22，蒸发器2底部排出液相物料21也进入刮膜蒸发器22，刮膜蒸发器22的操作压力为20kPa，操作温度为200℃，转速为200转/分，刮膜蒸发器22底部液相物料23进入重沸物储罐24，刮膜蒸发器22顶部气相物料25进入重组分冷凝器26，经重组分冷凝器26冷凝并冷却到80℃后进入1,2-丙二醇回收塔28，1,2-丙二醇回收塔28的理论塔板数为30，操作压力为20kPa，塔顶温度为140℃，塔釜温度为170℃，经精馏处理后1,2-丙二醇回收塔28塔顶得到96%1,2-丙二醇产品30，1,2-丙二醇回收塔28塔釜物料32进入乙二醇回收塔33，乙二醇回收塔33的理论塔板数为35，操作压力为20kPa，塔顶温度为160℃，塔釜温度为190℃，经精馏处理后乙二醇回收塔33塔顶得到99%乙二醇产品35，乙二醇回收塔33塔釜得到96%二乙二醇产品37。

实施例2

乙二醇残液1以1700kg/h的流速进入蒸发器2，蒸发器2的操作压力为常压，操作温度为110℃，蒸发器2顶部排出气相物料3进入轻组分冷凝器4，经轻组分冷凝器4冷凝并冷却到40℃后进入甲醇回收塔6，甲醇回收塔6的理论塔板数为40，操作压力为常压，塔顶温度为68℃，塔釜温度为105℃，经精馏处理后甲醇回收塔6塔顶得到94%甲醇产品8，甲醇回收塔6塔釜物料10进入乙醇回收塔11，乙醇回收塔11的理论塔板数为35，操作压力为常压，塔顶温度为85℃，塔釜温度为105℃，经精馏处理后乙醇回收塔11塔顶得到96%乙醇产品13，乙醇回收塔11塔釜物料15进入废水处理塔16，废水处理塔16的理论塔板数为25，操作压力为常压，塔顶温度为103℃，塔釜温度为135℃，经精馏处理后废水处理塔16塔顶得到达到排放标准的废水18，废水处理塔16塔釜物料20进入刮膜蒸发器22，蒸发器2底部排出液相物料21也进入刮膜蒸发器22，刮膜蒸发器22的操作压力为25kPa，操作温度为200℃，转速为250转/分，刮膜蒸发器22底部液相物料23进入重沸物储罐24，刮膜蒸发器22顶部气相物料25进入重组分冷凝器26，经重组分冷凝器26冷凝并冷却到80℃后进入1,2-丙二醇回收塔28，1,2-丙二醇回收塔28的理论塔板数为35，操作压力为25kPa，塔顶温度为145℃，塔釜温度为175℃，经精馏处理后1,2-丙二醇回收塔28塔顶得到97%1,2-丙二醇产品30，1,2-丙二醇回收塔28塔釜物料32进入乙二醇回收塔33，乙二醇回收塔33的理论塔板数为40，操作压力为25kPa，塔顶温度为165℃，塔釜温度为195℃，经精馏处理后乙二醇回收塔33塔顶得到99%乙二醇产品35，乙二醇回收塔33塔釜得到96%二乙二醇产品37。

实施例3

乙二醇残液1以1700kg/h的流速进入蒸发器2，蒸发器2的操作压力为常压，操作温度为110℃，蒸发器2顶部排出气相物料3进入轻组分冷凝器4，经轻组分冷凝器4冷凝并冷却到40℃后进入甲醇回收塔6，甲醇回收塔6的理论塔板数为45，操作压力为常压，塔顶温度为70℃，塔釜温度为110℃，经精馏处理后甲醇回收塔6塔顶得到95%甲醇产品8，甲醇回收塔6塔釜物料10进入乙醇回收塔11，乙醇回收塔11的理论塔板数为40，操作压力为常压，塔顶温度为90℃，塔釜温度为110℃，经精馏处理后乙醇回收塔11塔顶得到95%乙醇产品13，乙醇回收塔11塔釜物料15进入废水处理塔16，废水处理塔16的理论塔板数为30，操作压力为常压，塔顶温度为105℃，塔釜温度为140℃，经精馏处理后废水处理塔16塔顶得到达到排放标准的废水18，废水处理塔16塔釜物料20进入刮膜蒸发器22，蒸发器2底部排出液相物料21也进入刮膜蒸发器22，刮膜蒸发器22的操作压力为30kPa，操作温度为200℃，转速为300转/分，刮膜蒸发器22底部液相物料23进入重沸物储罐24，刮膜蒸发器22顶部气相物料25进入重组分冷凝器26，经重组分冷凝器26冷凝并冷却到80℃后进入1,2-丙二醇回收塔28，1,2-丙二醇回收塔28的理论塔板数为40，操作压力为30kPa，塔顶温度为150℃，塔釜温度为180℃，经精馏处理后1,2-丙二醇回收塔28塔顶得到96%1,2-丙二醇产品30，1,2-丙二醇回收塔28塔釜物料32进入乙二醇回收塔33，乙二醇回收塔33的理论塔板数为45，操作压力为30kPa，塔顶温度为170℃，塔釜温度为200℃，经精馏处理后乙二醇回收塔33塔顶得到99%乙二醇产品35，乙二醇回收塔33塔釜得到96%二乙二醇产品37。

本发明提出的煤制乙二醇生产过程中副产残液的回收装置及方法，已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容，精神和范围内对本文所述的设备和制备方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域的人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明的精神，范围和内容中。

Claims (10)

1.一种煤制乙二醇生产过程中副产残液的回收方法，其特征在于乙二醇残液首先进入蒸发器，在常压条件下操作，蒸发器顶部排出气相物料进入轻组分冷凝器，经轻组分冷凝器冷凝后进入甲醇回收塔，经精馏处理后甲醇回收塔塔顶得到甲醇产品，甲醇回收塔塔釜物料进入乙醇回收塔，乙醇回收塔塔顶得到乙醇产品，乙醇回收塔塔釜物料进入废水处理塔，废水处理塔塔顶得到达标的废水，废水处理塔塔釜物料进入刮膜蒸发器，蒸发器底部排出液相物料进入刮膜蒸发器，刮膜蒸发器底部液相物料进入重沸物储罐，刮膜蒸发器顶部气相物料进入重组分冷凝器，经重组分冷凝器冷凝后进入1,2-丙二醇回收塔，1,2-丙二醇回收塔塔顶得到1,2-丙二醇产品，1,2-丙二醇回收塔塔釜物料进入乙二醇回收塔，乙二醇回收塔塔顶得到乙二醇产品，塔釜得到二乙二醇产品。

2.如权利要求1所述的回收方法，其特征是所述的蒸发器的操作压力为常压，操作温度为100℃。

3.如权利要求1所述的回收方法，其特征是所述的甲醇回收塔的理论板数为35～45，操作压力为常压，塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为100～110℃。

4.如权利要求1所述的回收方法，其特征是所述的乙醇回收塔的理论板数为30～40，操作压力为常压，塔顶温度为80～90℃，塔釜温度为100～110℃。

5.如权利要求1所述的回收方法，其特征是所述的废水处理塔的理论板数为20～30，操作压力为常压，塔顶温度为100～105℃，塔釜温度为130～140℃。

6.如权利要求1所述的回收方法，其特征是所述的刮膜蒸发器的操作压力为20～30kPa，操作温度为200℃，转速为200～300转/分。

7.如权利要求1所述的回收方法，其特征是所述的1,2-丙二醇回收塔的理论板数为30～40，操作压力为20～30kPa，塔顶温度为140～150℃，塔釜温度为170～180℃。

8.如权利要求1所述的回收方法，其特征是所述的乙二醇回收塔的理论板数为35～45，操作压力为20～30kPa，塔顶温度为160～170℃，塔釜温度为190～200℃。

9.实现权利要求1方法的煤制乙二醇的残液的回收装置，其特征是由蒸发器，轻组分冷凝器，甲醇回收塔，乙醇回收塔，废水处理塔，刮膜蒸发器，重沸物储罐，重组分冷凝器，1,2-丙二醇回收塔和乙二醇回收塔组成；蒸发器气相物料出口连接轻组分冷凝器物料进口，轻组分冷凝器物料出口连接甲醇回收塔物料进口，甲醇回收塔塔顶得到甲醇产品，甲醇回收塔塔釜物料出口连接乙醇回收塔物料进口，乙醇回收塔塔顶得到乙醇产品，乙醇回收塔塔釜物料出口连接废水处理塔物料进口，废水处理塔塔顶得到达到排放标准的废水，废水处理塔塔釜物料出口连接蒸发器底部液相物料出口管道，蒸发器底部液相物料出口管道连接刮膜蒸发器物料进口，刮膜蒸发器底部液相物料出口连接重沸物储罐，刮膜蒸发器上部气相物料出口连接重组分冷凝器物料进口，重组分冷凝器物料出口连接1,2-丙二醇回收塔物料进口，1,2-丙二醇回收塔塔顶得到1,2-丙二醇产品，1,2-丙二醇回收塔塔釜物料出口连接乙二醇回收塔物料进口，乙二醇回收塔塔顶得到乙二醇产品，塔釜得到二乙二醇产品。

10.如权利要求9所述的装置，其特征是所述的每个塔塔顶设置有冷凝器，塔釜设置有再沸器。

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