CN104803828B - 一种用于提高1,4‑丁二醇收率的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提高1,4‑丁二醇收率的装置，包括加热器、闪蒸槽、闪蒸冷凝器、精馏塔、塔顶冷凝器、再沸器以及与上述各部件中的一种或多种相连接的若干液体输送泵，所述加热器，所述加热器顶端出口与闪蒸槽侧端入口相连接，所述闪蒸槽顶端出口与闪蒸冷凝器顶端入口相连接，所述闪蒸槽底端出口与精馏塔侧端入口一相连接，所述精馏塔顶端出口与冷凝器顶端入口相连接，所述冷凝器底端出口与精馏塔侧端入口二相连接，所述精馏塔底端出口与再沸器底端入口相连接，所述再沸器顶端出口与精馏塔侧端入口三相连接，所述精馏塔底部设有齿轮泵。

Description

一种用于提高1,4-丁二醇收率的装置及方法

技术领域

本发明涉及化工设备领域，具体涉及一种用于提高1,4-丁二醇收率的装置，以及利用该装置提高1,4-丁二醇收率的方法。

背景技术

1,4－丁二醇（1,4-Butanediol，简称BDO）是一种重要的基本有机化工和精细化工原料，其多种衍生物都是具有高附加价值的精细化工产品，广泛用于国民经济中的各个领域。根据原料差异，目前已经形成多种1,4-丁二醇的生产方法，如炔醛法、丁二烯乙酰氧化法、二氯丁烯水解法、烯丙醇氢甲醛化法以及顺丁烯二酸酐加氢法等。目前，我国采用的生产方法是以乙炔和甲醛为主要原料的炔醛法。在1,4-丁二醇的提纯过程中，采用有机废液排放并烧除等办法，以尽可能降低其对环境的污染。然而在这些废液中，部分废液含有大量的1,4-丁二醇成分，一定程度上降低了产品收率，致使产品总收率仅为95.4%，同时对环境造成了一定程度的污染。

基于节约能耗、减少排放、减少环境污染的初衷，曾有人试图对1,4-丁二醇的生产废液（高沸焦油）中含有的1,4-丁二醇进行回收。采用的方法基本为常规蒸馏法，其流程长、投资大、能耗高，并且由于废液组成复杂、沸点高、粘度大，回收的产品质量往往达不到1,4-丁二醇产品的质量标准，并且无法同时处理两种特性不同的含醇废液。

因此，亟需设计一种新的用于提高1,4-丁二醇收率的装置及方法，以解决现有技术存在的上述不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于提高1,4-丁二醇收率的装置及方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于提高1,4-丁二醇收率的装置，包括加热器、闪蒸槽、闪蒸冷凝器、精馏塔、塔顶冷凝器、再沸器以及与上述各部件中的一种或多种相连接的若干液体输送泵，所述加热器，所述加热器顶端出口与闪蒸槽侧端入口相连接，所述闪蒸槽顶端出口与闪蒸冷凝器顶端入口相连接，所述闪蒸槽底端出口与精馏塔侧端入口一相连接，所述精馏塔顶端出口与冷凝器顶端入口相连接，所述冷凝器底端出口与精馏塔侧端入口二相连接，所述精馏塔底端出口与再沸器底端入口相连接，所述再沸器顶端出口与精馏塔侧端入口三相连接，所述精馏塔底部设有齿轮泵。

进一步的，所述精馏塔包括塔顶、填料段一、填料段二、填料段三、填料段四以及塔釜，所述塔顶设有分程调节压力系统，所述塔釜设有温度调节系统，所述填料段二和填料段三之间设有侧端出口。

进一步的，所述侧端入口一设置于填料段一与填料段二之间，所述侧端入口二设置于塔顶侧端，所述侧端入口三设置于塔釜侧端。

根据本发明的另一个方面，提供了一种利用上述装置提高1,4-丁二醇收率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含醇废液一导入至加热器中加热，加热到预设温度、节流后输送至闪蒸槽，在规定压力下进行闪蒸，通过调节闪蒸槽压力控制闪蒸量；

闪蒸槽内经过闪蒸浓缩的废液一，一部分经由闪蒸槽底端出口导出后，再导入至精馏塔内，另一部分经由闪蒸槽顶端出口导出后，再导入至闪蒸冷凝器内，并经由闪蒸冷凝器将闪蒸冷凝液导出；

通过控制精馏塔内的温度和压力，对经由塔釜侧端入口导入的废液二与导入精馏塔内的废液一进行精馏，经过精馏的废液一经由精馏塔顶端出口导出，并导入至冷凝器内，经由冷凝器冷凝的废液一的一部分再次导入精馏塔塔顶，另一部分低沸物作为废液导出，废液二经由塔釜底端出口导出，经由再沸器调节加热蒸汽量并再次导入至塔釜内，塔釜导出的废液二中包含的焦油作为废液导出；

从设置于精馏塔填料段二和填料段三之间的侧端出口导出1,4-丁二醇产品。

进一步的，所述塔釜安装高度≥10米。

进一步的，所述精馏塔内填料为星花型不锈钢填料。

本发明的有益效果为：设计合理，能够同时处理两种特性不同的含醇废液，得到高质量的1,4-丁二醇产品，具有投资省、能耗低、收率高的特点，不仅可以提高1,4-丁二醇提纯过程的产品收率，还可以大大降低废物排放量，减少对环境的污染。

附图说明

下面为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的一种用于提高1,4-丁二醇收率的装置示意图。

图中：

1、加热器；2、闪蒸槽；3、闪蒸冷凝器；4、精馏塔；401、填料段一；402、填料段二；403、填料段三；404、填料段四；405、塔顶；406塔釜；5、冷凝器；6、再沸器；7、侧端入口一；8、侧端入口二；9、侧端入口三；10、废液一；11、废液二；12、侧端出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种用于提高1,4-丁二醇收率的装置

如图1所示，根据本发明实施例所述的一种用于提高1,4-丁二醇收率的装置，包括加热器1、闪蒸槽2、闪蒸冷凝器3、精馏塔4、塔顶冷凝器5、再沸器6以及与上述各部件中的一种或多种相连接的若干液体输送泵，所述加热器1，所述加热器1顶端出口与闪蒸槽2侧端入口相连接，所述闪蒸槽2顶端出口与闪蒸冷凝器3顶端入口相连接，所述闪蒸槽2底端出口与精馏塔4侧端入口一7相连接，所述精馏塔4顶端出口与冷凝器5顶端入口相连接，所述冷凝器5底端出口与精馏塔4侧端入口二8相连接，所述精馏塔4底端出口与再沸器6底端入口相连接，所述再沸器6顶端出口与精馏塔4侧端入口三9相连接，所述精馏塔4底部设有齿轮泵，所述精馏塔4包括塔顶405、填料段一401、填料段二401、填料段三401、填料段四401以及塔釜406，所述塔顶405设有分程调节压力系统，所述塔釜406设有温度调节系统，所述填料段二401和填料段三401之间设有侧端出口12，所述侧端入口一7设置于填料段一401与填料段二401之间，所述侧端入口二8设置于塔顶侧端，所述侧端入口三9设置于塔釜406侧端。

实施例1：

利用上述装置提高1,4-丁二醇收率的方法，具体包括以下步骤：

将含醇废液一10导入至加热器1中加热，加热到预设温度、节流后输送至闪蒸槽2，在规定压力下进行闪蒸，通过调节闪蒸槽2压力控制闪蒸量，使之在1,4-丁二醇损失较少的前提下除去其中90%左右的水份而得到浓缩；

闪蒸槽2内经过闪蒸浓缩的废液一10，一部分经由闪蒸槽2底端出口导出后，再导入至精馏塔4内，另一部分经由闪蒸槽2顶端出口导出后，再导入至闪蒸冷凝器3内，并经由闪蒸冷凝器3将闪蒸冷凝液导出；

通过控制精馏塔4内的温度和压力，对经由塔釜406侧端入口导入的废液二11与导入精馏塔4内的废液一10进行精馏，所述塔釜406安装高度≥10米，所述精馏塔4内填料为星花型不锈钢填料，经过精馏的废液一10经由精馏塔4顶端出口导出，并导入至冷凝器5内，经由冷凝器5冷凝的废液一10的一部分再次导入精馏塔4塔顶405，另一部分低沸物作为废液导出，废液二11经由塔釜406底端出口导出，经由再沸器6调节加热蒸汽量并再次导入至塔釜406，塔釜406导出的废液二11中包含的焦油作为废液导出；

从设置于精馏塔4填料段二401和填料段三401之间的侧端出口12导出1,4-丁二醇产品，导出的产品输送至主装置低沸塔内，进一步除去微量杂质，最终导出纯度为99.89%的合格产品。

本装置内的不凝气均送入主装置的火炬总管内，包括闪蒸冷凝液、精馏塔顶产物，如低沸物和塔底液相产物，如焦油，均泵送至主装置的废液储罐，随同主装置排放的其他废液一起送焚烧炉烧除。

相比于现有的装置和方法，本发明具有如下特点：

在进行蒸馏之前，利用废液一特性，首先对高含水的有机废液进行闪蒸，使之在低能耗的情况下得到浓缩，大大降低了精馏塔的负荷，蒸馏前有闪蒸和无闪蒸的蒸馏塔负荷比如下：平均液相负荷比为0.13：1，平均气相负荷比为0.142：1，由此带来的系统总能耗也大大降低，有闪蒸与无闪蒸的加热热负荷之比分别为0.254：1、冷却热负荷之比为0.574：1，因此，本装置减小了蒸馏塔的断面尺寸，也大大节约了能耗；

采用分段进料的方法将两种特性截然不同的含1,4-丁二醇的废液一和废液二在同一个精馏塔进行蒸馏并从合适的位置采出液相产品1,4-丁二醇，不仅使分离效果得到了极大的改善，而且与常规的两种废液分塔蒸馏的方法相比，不仅节约了产品和回流的气相冷凝热负荷，还将此热负荷用于上段蒸馏的加热热源，此方案起到了双倍节能的作用；

在不增加原料消耗的前提下，弥补了炔醛法1,4-丁二醇提纯收率较低的不足，可将1,4-丁二醇提纯总收率提高到约98.8%，比原设计收率提高了3.4%，增加了产量，以年产10万吨1,4-丁二醇装置计，每年可增产1,4-丁二醇约3660吨，可以获取较大的经济效益；

减少了炔醛法1,4-丁二醇生产过程的废液排放量和废液的焚烧量，减少了对环境的污染，是一种节能、减排、环境友好的措施。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于提高1,4-丁二醇收率的装置，其特征在于，包括加热器（1）、闪蒸槽（2）、闪蒸冷凝器（3）、精馏塔（4）、塔顶冷凝器（5）、再沸器（6）以及与上述各部件中的一种或多种相连接的若干液体输送泵，所述加热器（1），所述加热器（1）顶端出口与闪蒸槽（2）侧端入口相连接，所述闪蒸槽（2）顶端出口与闪蒸冷凝器（3）顶端入口相连接，所述闪蒸槽（2）底端出口与精馏塔（4）侧端入口一（7）相连接，所述精馏塔（4）顶端出口与冷凝器（5）顶端入口相连接，所述冷凝器（5）底端出口与精馏塔（4）侧端入口二（8）相连接，所述精馏塔（4）底端出口与再沸器（6）底端入口相连接，所述再沸器（6）顶端出口与精馏塔（4）侧端入口三（9）相连接，所述精馏塔（4）底部设有齿轮泵。

2.根据权利要求1所述的用于提高1,4-丁二醇收率的装置，其特征在于，所述精馏塔（4）包括塔顶（405）、填料段一（401）、填料段二（401）、填料段三（401）、填料段四（401）以及塔釜（406），所述塔顶（405）设有分程调节压力系统，所述塔釜（406）设有温度调节系统，所述填料段二（401）和填料段三（401）之间设有侧端出口（12）。

3.根据权利要求2所述的用于提高1,4-丁二醇收率的装置，其特征在于，所述侧端入口一（7）设置于填料段一（401）与填料段二（401）之间；所述侧端入口二（8）设置于塔顶侧端；所述侧端入口三（9）设置于塔釜（406）侧端。

4.一种利用权利要求3所述的装置提高1,4-丁二醇收率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含醇废液一（10）导入至加热器（1）中加热，加热到预设温度、节流后输送至闪蒸槽（2），在规定压力下进行闪蒸，通过调节闪蒸槽（2）压力控制闪蒸量；

闪蒸槽（2）内经过闪蒸浓缩的废液一（10），一部分经由闪蒸槽（2）底端出口导出后，再导入至精馏塔（4）内，另一部分经由闪蒸槽（2）顶端出口导出后，再导入至闪蒸冷凝器（3）内，并经由闪蒸冷凝器（3）将闪蒸冷凝液导出；

通过控制精馏塔（4）内的温度和压力，对经由塔釜（405）侧端入口导入的废液二（11）与导入精馏塔（4）内的废液一（10）进行精馏，经过精馏的废液一（10）经由精馏塔（4）顶端出口导出，并导入至冷凝器（5）内，经由冷凝器（5）冷凝的废液一（10）的一部分再次导入精馏塔（4）塔顶（405），另一部分低沸物作为废液导出，废液二（11）经由塔釜（406）底端出口导出，经由再沸器（6）调节加热蒸汽量并再次导入至塔釜（406）内，塔釜（406）导出的废液二（11）中包含的焦油作为废液导出；

从设置于精馏塔（4）填料段二（401）和填料段三（401）之间的侧端出口（12）导出1,4-丁二醇产品。

5.根据权利要求4所述的用于提高1,4-丁二醇收率的方法，其特征在于，所述塔釜（406）安装高度≥10米。

6.根据权利要求5所述的用于提高1,4-丁二醇收率的方法，其特征在于，所述精馏塔（4）内填料为星花型不锈钢填料。