CN106748654A - 二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置，它是一种通过精馏的方法从二元醇混合物中纯化乙二醇、丙二醇等二元醇的工艺方法和装置，至少包括乙二醇粗馏塔、丙二醇粗馏塔、丙二醇精馏塔、丙二醇汽提塔、乙二醇脱水塔、乙二醇精馏塔、乙二醇回收塔等七台塔。利用系统内部的间接和直接热集成操作，具有工艺流程简单、结构紧凑，操作能耗低的优点。按本发明，1.0MPaG蒸汽耗量为3.4吨蒸汽/吨乙二醇产品，乙二醇产品收率可达到95.3%，具有显著的实用性及经济效益。

Description

二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置

技术领域

本发明涉及一种二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置，它是一种通过精馏的方法从二元醇混合物中纯化乙二醇、丙二醇等二元醇的工艺方法和装置。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置，它是一种通过精馏的方法从二元醇混合物中纯化乙二醇、丙二醇等二元醇的工艺方法和装置，利用系统内部的间接和直接热集成操作，具有工艺流程简单、结构紧凑，操作能耗低的优点，具有显著的实用性及经济效益。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置，它是一种通过精馏的方法从二元醇混合物中纯化乙二醇、丙二醇等二元醇的工艺方法和装置，包括的步骤：

1）至少包括乙二醇粗馏塔、丙二醇粗馏塔、丙二醇精馏塔、丙二醇汽提塔、乙二醇脱水塔、乙二醇精馏塔、乙二醇回收塔等七台塔。

2）乙二醇粗馏塔和丙二醇粗馏塔之间直接热集成操作，乙二醇粗馏塔塔顶一部分气相直接进丙二醇粗馏塔塔釜，为丙二醇粗馏塔提供所需热量，丙二醇粗馏塔塔釜一部分液体进乙二醇粗馏塔塔顶。

3）乙二醇粗馏塔与乙二醇精馏塔间接热集成操作，乙二醇粗馏塔塔顶另一部分气相进乙二醇精馏塔再沸器壳程，为乙二醇精馏塔提供所需热量。

4）丙二醇粗馏塔塔釜另一部分液体进丙二醇汽提塔塔顶，丙二醇汽提塔塔顶气相进丙二醇粗馏塔塔釜，从丙二醇汽提塔塔釜物流排出含少量丙二醇的1,2-丁二醇、乙二醇混合物。

5）丙二醇粗馏塔塔顶物流进丙二醇精馏塔，丙二醇精馏塔塔顶物流排出水和2,3-丁二醇、丙二醇的混合物，塔釜采出丙二醇产品。

6）乙二醇脱水塔塔顶脱除水分，塔釜物料进乙二醇精馏塔。

7）乙二醇精馏塔与乙二醇脱水塔热集成操作，所说的热集成方式可以是乙二醇精馏塔塔顶气相为乙二醇脱水塔进料加热器提供热量，或者是乙二醇精馏塔塔顶气相为乙二醇脱水塔塔中加热器提供热量。

8）从乙二醇精馏塔塔顶获得乙二醇产品。

9）乙二醇精馏塔塔釜物流进乙二醇回收塔，从乙二醇回收塔塔顶获得回收乙二醇产品，从乙二醇回收塔塔釜物流排放重组分。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，其中可以增加脱重塔先脱除重组分，脱重塔塔顶气相直接进乙二醇粗馏塔。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，其中可以设置薄膜蒸发器处理脱重塔塔釜物料，以提高乙二醇的产品收率。脱重塔塔釜出料进薄膜蒸发器，薄膜蒸发器蒸发气相进薄膜蒸发器冷凝器，物流冷凝物返回脱重塔，从薄膜蒸发器底部排放薄膜重组分。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，其中可以增加12丁脱除塔（“12丁”是“1,2-丁二醇”的简称，下同），从12丁脱除塔塔顶物流采出1,2-丁二醇被浓缩的1,2-丁二醇、乙二醇混合物，从12丁脱除塔塔釜物流中部分回收丙二醇汽提塔塔釜物料中的乙二醇，物流返回乙二醇粗馏塔，提高乙二醇产品收率。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，其中可以增加脱水塔处理丙二醇精馏塔塔顶采出物料，从脱水塔塔顶采出基本不含二元醇的回收水，从脱水塔塔釜获得富含2,3-丁二醇的物流。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，其中若无需进行加氢吸附处理，则脱水塔可以省略，乙二醇粗馏塔塔釜物料直接进入乙二醇精馏塔；所说的加氢吸附处理单元可以用于处理乙二醇粗馏塔处理后物料，也可以直接处理混合二元醇原料，或者用于处理来自脱重塔塔顶采出物料。加氢吸附处理单元的设置与否、加氢吸附处理单元放置位置仅影响本发明提供装置内部物流走向的变化，不构成对本发明提供的二元醇混合物分离的节能工艺方法的限制。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，常规地，乙二醇粗馏塔塔釜出料可以采用图3所示的从塔下部侧线出料以提升采出物料的色度和纯度；乙二醇精馏塔塔顶出料可以采用塔上部侧线出料以降低采出物料的含水量；乙二醇回收塔塔顶出料可以采用塔上部侧线出料以降低采出物料的含水量；丙二醇精馏塔塔釜出料可以采用塔下部侧线出料以提升采出物料的色度和纯度；脱水塔塔釜出料可以采用塔下部侧线出料以提升采出物料的色度和纯度。上述侧线出料方式属于化工分离过程的常规方法。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，其中丙二醇粗馏塔塔顶冷凝器可以拆分为废热锅炉和尾冷器形式，丙二醇粗馏塔塔顶气相进废热锅炉管程，废热锅炉壳程冷却介质可以是工艺水，对应的废热锅炉出口物流为低压蒸汽；所说的冷却介质可以是系统内其它低温物料，对应的废热锅炉出口物流即为预热后物料或气化后的物料气相。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，其中脱重塔的塔顶冷凝器、12丁脱除塔的塔顶冷凝器、乙二醇回收塔的塔顶冷凝器也可以采用类似丙二醇粗馏塔塔顶的废热锅炉型式冷凝器，回收各塔塔顶热量。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能装置至少包括乙二醇粗馏塔、丙二醇粗馏塔、丙二醇精馏塔、丙二醇汽提塔、乙二醇脱水塔、乙二醇精馏塔、乙二醇回收塔等七台塔以及连接管线。

所述的混合二元醇原料进料管线连接在乙二醇粗馏塔中部，乙二醇粗馏塔塔顶分别与丙二醇粗馏塔塔釜和乙二醇精馏塔再沸器壳程入口相连，乙二醇精馏塔再沸器壳程出口与乙二醇粗馏塔塔顶相连，乙二醇粗馏塔底部分别与乙二醇粗馏塔再沸器管程入口和加氢吸附单元相连，乙二醇粗馏塔再沸器管程出口连接至乙二醇粗馏塔塔釜。

丙二醇粗馏塔塔顶与丙二醇粗馏塔冷凝器相连，丙二醇粗馏塔冷凝器出口分别与丙二醇粗馏塔塔顶和丙二醇精馏塔相连，丙二醇粗馏塔塔釜出料管线分别与乙二醇粗馏塔顶部和丙二醇汽提塔顶部相连。

丙二醇精馏塔塔顶与丙二醇精馏塔冷凝器相连，丙二醇精馏塔冷凝器出口管线分别与丙二醇精馏塔塔顶和丙二醇精馏塔塔顶出料管线相连，丙二醇精馏塔塔釜分别与丙二醇精馏塔再沸器管程入口和丙二醇出料管线相连，丙二醇精馏塔再沸器管程出口连接至丙二醇精馏塔塔釜。

丙二醇汽提塔塔顶连接至丙二醇粗馏塔塔釜，丙二醇汽提塔塔釜分别与丙二醇汽提塔再沸器管程入口和丙二醇汽提塔塔釜出料管线相连，丙二醇汽提塔再沸器管程出口连接至丙二醇汽提塔塔釜。

乙二醇脱水塔进料加热器壳程入口与加氢吸附单元相连，乙二醇脱水塔进料加热器壳程出口与乙二醇脱水塔相连，乙二醇脱水塔塔顶连接至乙二醇脱水塔冷凝器，乙二醇脱水塔冷凝器出口分别与乙二醇脱水塔塔顶和回收水出料管线相连，乙二醇脱水塔塔釜分别与乙二醇脱水塔再沸器管程入口和乙二醇精馏塔相连，乙二醇脱水塔再沸器管程出口连接至乙二醇脱水塔塔釜。

乙二醇精馏塔塔顶分别和乙二醇脱水塔进料加热器管程入口和乙二醇精馏塔冷凝器相连，乙二醇精馏塔冷凝器出口分别和乙二醇精馏塔塔顶和乙二醇精馏塔塔顶出料管线相连，乙二醇脱水塔进料加热器管程出口连接至乙二醇精馏塔冷凝器出口管线，乙二醇精馏塔塔釜分别与乙二醇精馏塔再沸器管程入口和乙二醇回收塔相连，乙二醇精馏塔再沸器管程出口连接至乙二醇精馏塔塔釜。

乙二醇回收塔塔顶和乙二醇回收塔冷凝器相连，乙二醇回收塔冷凝器出口分别与乙二醇回收塔塔顶和乙二醇回收塔塔顶出料管线相连，乙二醇回收塔塔釜分别与乙二醇回收塔再沸器管程入口和乙二醇回收塔塔釜出料管线相连，乙二醇回收塔再沸器管程出口连接至乙二醇回收塔塔釜。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，各塔的典型操作压力范围是：

乙二醇粗馏塔塔顶操作压力范围为10～190kpa。

丙二醇粗馏塔塔顶操作压力范围为8～180kpa。

丙二醇精馏塔塔顶操作压力范围为5～160kpa。

丙二醇汽提塔塔顶操作压力范围为10～190kpa。

乙二醇脱水塔塔顶操作压力范围为5～150kpa。

乙二醇精馏塔塔顶操作压力范围为5～150kpa。

乙二醇回收塔塔顶操作压力范围为5～130kpa。

除特殊说明外，本发明中所有压力均指绝对压力。

优选地，所述的各塔优选操作条件为：

乙二醇粗馏塔塔顶操作压力为39kpa，塔顶166℃，塔釜176℃。

丙二醇粗馏塔塔顶操作压力为28kpa，塔顶153℃，塔釜163℃。

丙二醇精馏塔塔顶操作压力为16kpa，塔顶126℃，塔釜147℃。

丙二醇汽提塔塔顶操作压力为36kpa，塔顶166℃，塔釜173℃。

乙二醇脱水塔塔顶操作压力为16kpa，塔顶55℃，塔釜153℃。

乙二醇精馏塔塔顶操作压力为9kpa，塔顶136℃，塔釜144℃。

乙二醇回收塔塔顶操作压力为9kpa，塔顶136℃，塔釜156℃。

本发明提供了一种二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置，它是一种通过精馏的方法从二元醇混合物中纯化乙二醇、丙二醇等二元醇的工艺方法和装置，利用系统内部的间接和直接热集成操作，具有工艺流程简单、结构紧凑，操作能耗低的优点。按本发明提供的工艺方法和装置，1.0MPaG蒸汽耗量为3.4吨蒸汽/吨乙二醇产品，乙二醇产品收率可达到95.3%，具有显著的实用性及经济效益。

附图说明

图1是本发明提供的一种典型的二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置简图。

图2是图1的一种演变工艺方法，先对二元醇混合物进行加氢吸附处理，处理后物流进乙二醇脱水塔，从乙二醇脱水塔塔顶脱除水分，乙二醇脱水塔塔釜物流进乙二醇粗馏塔，乙二醇粗馏塔塔釜物料进乙二醇精馏塔。

图3是图1的一种演变工艺方法，在图1所示工艺方法和装置基础上增加了脱重塔、薄膜蒸发器、薄膜蒸发器冷凝器、12丁脱除塔、脱水塔。

图4是图3的一种演变工艺方法，在图3所示工艺方法和装置基础上增加了脱重塔冷凝器，将脱重处理后的物流先进行加氢吸附处理，处理后物流进乙二醇脱水塔，从乙二醇脱水塔塔顶脱除水分，乙二醇脱水塔塔釜物流进乙二醇粗馏塔，乙二醇粗馏塔塔釜物料进乙二醇精馏塔。

具体实施方式

本发明的具体实施方案参照附图详细说明如下，但仅作说明而不是限制本发明。

如无特殊说明，实施例中未注明具体使用的塔件等工艺设备的组成、结构，材料（用于连通各塔件之间的连接管线等）、试剂等，均可从商业途径得到，或本领域的普通技术人员用熟知的方法得到。所涉及的具体实验方法、操作条件，通常按照常规工艺条件以及手册中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置，它是一种通过精馏的方法从二元醇混合物中纯化乙二醇、丙二醇等二元醇的工艺方法和装置，包括的步骤：

一、至少包括乙二醇粗馏塔T201、丙二醇粗馏塔T202、丙二醇精馏塔T203、丙二醇汽提塔T204、乙二醇脱水塔T301、乙二醇精馏塔T302、乙二醇回收塔T303等七台塔。

二、乙二醇粗馏塔T201和丙二醇粗馏塔T202之间直接热集成操作，乙二醇粗馏塔T201塔顶一部分气相204直接进丙二醇粗馏塔T202塔釜，为丙二醇粗馏塔T202提供所需热量，丙二醇粗馏塔T202塔釜一部分液体215进乙二醇粗馏塔T201塔顶。

三、乙二醇粗馏塔T201与乙二醇精馏塔T302间接热集成操作，乙二醇粗馏塔T201塔顶另一部分气相203进乙二醇精馏塔再沸器E304壳程，为乙二醇精馏塔T302提供所需热量。

四、丙二醇粗馏塔T202塔釜另一部分液体216进丙二醇汽提塔T204塔顶，丙二醇汽提塔T204塔顶气相217进丙二醇粗馏塔T202塔釜，从丙二醇汽提塔T204塔釜物流218排出含少量丙二醇的1,2-丁二醇、乙二醇混合物。

五、丙二醇粗馏塔T202塔顶物流208进丙二醇精馏塔T203，塔顶物流212排出水和2,3-丁二醇、丙二醇的混合物，塔釜采出丙二醇产品213。

六、乙二醇脱水塔T301塔顶脱除水分305，塔釜物料306进乙二醇精馏塔T302。

七、乙二醇精馏塔T302与乙二醇脱水塔T301热集成操作，所说的热集成方式可以是乙二醇精馏塔塔顶气相为乙二醇脱水塔进料加热器提供热量，或者是乙二醇精馏塔塔顶气相为乙二醇脱水塔塔中加热器提供热量。

八、从乙二醇精馏塔T302塔顶获得乙二醇产品313。

九、乙二醇精馏塔T302塔釜物流314进乙二醇回收塔T303，从乙二醇回收塔T303塔顶获得回收乙二醇产品318，从乙二醇回收塔T303塔釜物流319排放重组分。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，详细步骤描述如下：

混合二元醇原料101进入乙二醇粗馏塔T201中部，乙二醇粗馏塔T201塔顶气相202分为两股，一股塔顶气相204去丙二醇粗馏塔T202塔釜，另一股塔顶气相203去乙二醇精馏塔再沸器E304壳程入口，为乙二醇精馏塔T302提供分离所需热量；乙二醇精馏塔再沸器E304壳程冷凝物219返回乙二醇粗馏塔T201塔顶，乙二醇粗馏塔再沸器E201采用外部热源提供分离所需能量，乙二醇粗馏塔T201塔釜出料201去加氢吸附单元。

丙二醇粗馏塔T202塔顶气相205经丙二醇粗馏塔冷凝器E202冷凝后的冷凝物206分为两股，一股作为回流207返回丙二醇粗馏塔T202塔顶，另一股208采出去丙二醇精馏塔T203；丙二醇粗馏塔T202塔釜出料214分为两股，一股塔釜出料215去乙二醇粗馏塔T201塔顶，另一股塔釜出料216去丙二醇汽提塔T204塔顶。

丙二醇精馏塔T203塔顶气相209经丙二醇精馏塔冷凝器E204冷凝后的冷凝物210分为两股，一股作为回流冷凝物211返回丙二醇精馏塔T203塔顶，另一股冷凝物212排出水和2,3-丁二醇、丙二醇的混合物，塔釜采出丙二醇产品213。

丙二醇汽提塔T204塔顶气相217去丙二醇粗馏塔T202塔釜，丙二醇汽提塔T204塔釜通过丙二醇汽提塔再沸器E205提供热量，丙二醇汽提塔T204塔釜出料218为含少量丙二醇的1,2-丁二醇、乙二醇混合物。

乙二醇粗馏塔T201塔釜出料201与工艺水300一起进加氢吸附单元，经加氢吸附单元处理后的物料301进乙二醇脱水塔进料加热器E303壳程，物料301被预热后进乙二醇脱水塔T301中部，乙二醇脱水塔T301塔顶气相302经乙二醇脱水塔冷凝器E302冷凝后的冷凝物303分为两股，一股作为回流冷凝物304返回乙二醇脱水塔T301塔顶，另一股冷凝物305作为回收水出装置，乙二醇脱水塔T301通过乙二醇脱水塔再沸器E301提供热量，乙二醇脱水塔T301塔釜出料306去乙二醇精馏塔T302中部。

乙二醇精馏塔T302塔顶气相307分为两股，一股塔顶气相308进乙二醇脱水塔进料加热器E303管程给乙二醇脱水塔T301进料加热，另一股塔顶气相309进乙二醇精馏塔冷凝器E305，物流308的冷凝物310和物流309的冷凝物311混合后分为物流312和物流313两股，物流312作为回流返回乙二醇精馏塔T302塔顶，物流313作为乙二醇产品采出；乙二醇精馏塔T302塔釜出料分为两股，一股去乙二醇精馏塔再沸器E304管程入口，另一股塔釜出料314采出去乙二醇回收塔T303。

乙二醇回收塔T303塔顶气相315进乙二醇回收塔冷凝器E307，物流315的冷凝物316分为两股，一股作为回流冷凝物317返回乙二醇回收塔T303塔顶，另一股作为回收乙二醇产品318；乙二醇回收塔T303通过乙二醇回收塔再沸器E306提供热量，乙二醇回收塔T303塔釜排放重组分319。

本发明提供的一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，所说的工艺水300也可以全部或部分采用系统内的回收水305、回收水229。

按本发明提供的工艺方法，其典型的混合二元醇原料组成为：

组分 质量百分含量（%）

乙二醇 70.63

1,2-丙二醇 20.52

丙三醇 3.13

1,2-丁二醇 0.33

2,3-丁二醇 0.06

1,4-丁二醇 0.04

水 0.18

重组分 5.11

合计 100.00。

上述原料组成范围不构成对本发明的任何限制，本发明可用于各种组成的二元醇混合物的分离。本发明中除特殊说明外，丙二醇均指1,2-丙二醇。

实施例1：

如图1所示，二元醇混合物原料101进入乙二醇粗馏塔T201中部，乙二醇粗馏塔T201塔顶气相202分为两股，一股塔顶气相204去丙二醇粗馏塔T202塔釜，另一股塔顶气相203去乙二醇精馏塔再沸器E304壳程入口，为乙二醇精馏塔T302提供分离所需热量；乙二醇精馏塔再沸器E304壳程冷凝物219返回乙二醇粗馏塔T201塔顶，乙二醇粗馏塔再沸器E201采用外部热源提供分离所需能量，乙二醇粗馏塔T201塔釜出料201去加氢吸附单元；

丙二醇粗馏塔T202塔顶气相205经丙二醇粗馏塔冷凝器E202冷凝后的冷凝物206分为两股，一股作为回流冷凝物207返回丙二醇粗馏塔T202塔顶，另一股冷凝物208采出去丙二醇精馏塔T203；丙二醇粗馏塔T202塔釜出料214分为两股，一股塔釜出料215去乙二醇粗馏塔T201塔顶，另一股塔釜出料216去丙二醇汽提塔T204塔顶；

丙二醇精馏塔T203塔顶气相209经丙二醇精馏塔冷凝器E204冷凝后的冷凝物210分为两股，一股作为回流冷凝物211返回丙二醇精馏塔T203塔顶，另一股冷凝物212排出水和2,3-丁二醇、丙二醇的混合物，塔釜采出丙二醇产品213；

丙二醇汽提塔T204塔顶气相217去丙二醇粗馏塔T202塔釜，丙二醇汽提塔T204塔釜通过丙二醇汽提塔再沸器E205提供热量，丙二醇汽提塔T204塔釜出料218为含少量丙二醇的1,2-丁二醇、乙二醇混合物；

乙二醇粗馏塔T201塔釜出料201与工艺水300一起进加氢吸附单元，经加氢吸附单元处理后的物料301进乙二醇脱水塔进料加热器E303壳程，物料301被预热后进乙二醇脱水塔T301中部，乙二醇脱水塔T301塔顶气相302经乙二醇脱水塔冷凝器E302冷凝后的冷凝物303分为两股，一股作为回流冷凝物304返回乙二醇脱水塔T301塔顶，另一股冷凝物305作为回收水出装置，乙二醇脱水塔T301通过乙二醇脱水塔再沸器E301提供热量，乙二醇脱水塔T301塔釜出料306去乙二醇精馏塔T302中部；

乙二醇精馏塔T302塔顶气相307分为两股，一股塔顶气相308进乙二醇脱水塔进料加热器E303管程给乙二醇脱水塔T301进料加热，另一股塔顶气相309进乙二醇精馏塔冷凝器E305，物流308的冷凝物310和物流309的冷凝物311混合后分为物流312和物流313两股，物流312作为回流返回乙二醇精馏塔T302塔顶，物流313作为乙二醇产品采出；乙二醇精馏塔T302塔釜出料分为两股，一股去乙二醇精馏塔再沸器E304管程入口，另一股塔釜出料314采出去乙二醇回收塔T303；

乙二醇回收塔T303塔顶气相315进乙二醇回收塔冷凝器E307，物流315的冷凝物316分为两股，一股作为回流冷凝物317返回乙二醇回收塔T303塔顶，另一股作为回收乙二醇产品318；乙二醇回收塔T303通过乙二醇回收塔再沸器E306提供热量，乙二醇回收塔T303塔釜排放重组分319。

以下给出了实施例1中各塔的一种典型操作条件和能耗：

乙二醇粗馏塔T201塔顶操作压力为39kpa，塔顶166℃，塔釜176℃；

丙二醇粗馏塔T202塔顶操作压力为28kpa，塔顶153℃，塔釜163℃；

丙二醇精馏塔T203塔顶操作压力为16kpa，塔顶126℃，塔釜147℃；

丙二醇汽提塔T204塔顶操作压力为36kpa，塔顶166℃，塔釜173℃；

乙二醇脱水塔T301塔顶操作压力为16kpa，塔顶55℃，塔釜153℃。

乙二醇精馏塔T302塔顶操作压力为9kpa，塔顶136℃，塔釜144℃。

乙二醇回收塔T303塔顶操作压力为9kpa，塔顶136℃，塔釜156℃。

按本发明实施例1提供的工艺方法和装置，1.0MPaG蒸汽耗量为3.1吨蒸汽/吨乙二醇产品，乙二醇产品收率约为94%。

实施例2：

如图2所示，它是图1的一种演变工艺方法，图2和图1所示的工艺方法和装置的区别在于：图2所示的工艺方法和装置中先对二元醇混合物101进行加氢吸附处理，加氢吸附处理后物流301进乙二醇脱水塔T301，从乙二醇脱水塔T301塔顶脱除水分，乙二醇脱水塔T301塔釜物流306进乙二醇粗馏塔T201，乙二醇粗馏塔T201塔釜物料201进乙二醇精馏塔T302。

实施例2中各塔的操作条件、能耗、收率和实施例1基本一致。

实施例3：

如图3所示，它是图1的一种演变工艺方法，图3和图1所示的工艺方法和装置的区别在于：图3所示的工艺方法和装置中增加了脱重塔T101、薄膜蒸发器E102、薄膜蒸发器冷凝器E103、12丁脱除塔T205、脱水塔T206等设备，以提升装置对不同混合二元醇原料的适应性、提高乙二醇产品的收率。

以下对实施例3中与实施例1区别之处予以说明：

如图3所示，二元醇混合物原料101进入脱重塔T101下部，脱重塔T101塔顶气相102直接进乙二醇粗馏塔T201中部，从乙二醇粗馏塔T201中部引一股液相103作为脱重塔T101回流。脱重塔再沸器E101为脱重塔T101提供分离所需热量。脱重塔T101塔釜出料104进薄膜蒸发器E102，薄膜蒸发器E102蒸发气相105进薄膜蒸发器冷凝器E103，蒸发气相105的冷凝物106进脱重塔T101下部。薄膜蒸发器E102底部排放薄膜重组分107。

增设了12丁脱除塔T205处理丙二醇汽提塔T204塔釜出料218，从12丁脱除塔T205塔顶采出1,2-丁二醇被浓缩的1,2-丁二醇、乙二醇混合物224，从12丁脱除塔T205塔釜物流225中部分回收丙二醇汽提塔T204塔釜物料218中的乙二醇，物流225返回乙二醇粗馏塔T201，提高乙二醇产品收率。

增设了脱水塔T206处理丙二醇精馏塔T203塔顶采出物料212，从脱水塔T206塔顶采出基本不含二元醇的回收水229，从脱水塔T206塔釜获得富含2,3-丁二醇的物流230。

以下给出了实施例3中各塔的一种典型操作条件和能耗：

脱重塔T101塔顶操作压力为44kpa，塔顶173℃，塔釜178℃；

乙二醇粗馏塔T201塔顶操作压力为39kpa，塔顶166℃，塔釜176℃；

丙二醇粗馏塔T202塔顶操作压力为28kpa，塔顶153℃，塔釜163℃；

丙二醇精馏塔T203塔顶操作压力为16kpa，塔顶126℃，塔釜147℃；

丙二醇汽提塔T204塔顶操作压力为36kpa，塔顶166℃，塔釜173℃；

12丁脱除塔T205塔顶操作压力为28kpa，塔顶161℃，塔釜168℃；

脱水塔T206塔顶操作压力为20kpa，塔顶60℃，塔釜137℃；

乙二醇脱水塔T301塔顶操作压力为16kpa，塔顶55℃，塔釜153℃。

乙二醇精馏塔T302塔顶操作压力为9kpa，塔顶136℃，塔釜144℃；

乙二醇回收塔T303塔顶操作压力为9kpa，塔顶136℃，塔釜150℃。

按本发明实施例3提供的工艺方法和装置，1.0MPaG蒸汽耗量为3.4吨蒸汽/吨乙二醇产品，乙二醇产品收率约为95.3%。

实施例4：

如图4所示，它是图3的一种演变工艺方法，图4和图3所示的工艺方法和装置的区别在于：图4所示的工艺方法和装置中增加了脱重塔冷凝器E104，将脱重处理后的物流108先进行加氢吸附处理，处理后物流301进乙二醇脱水塔T301，从乙二醇脱水塔T301塔顶脱除水分，乙二醇脱水塔T301塔釜物流306进乙二醇粗馏塔T201，乙二醇粗馏塔T201塔釜物料232进乙二醇精馏塔T302。

以下对实施例4中与实施例3区别之处予以说明：

脱重塔T101塔顶气相102进脱重塔冷凝器E104，物流102的冷凝物分为两股，一股作为脱重塔T101回流冷凝物103，另一股作为脱重塔T101塔顶出料108去加氢吸附处理单元。加氢吸附处理后物流301进乙二醇脱水塔T301，从乙二醇脱水塔T301塔顶脱除水分，乙二醇脱水塔T301塔釜物流306进乙二醇粗馏塔T201，乙二醇粗馏塔T201塔釜物料232进乙二醇精馏塔T302。

实施例4中各塔的操作条件、能耗、收率和实施例3基本一致。

本发明涉及一种二元醇混合物分离的节能工艺方法和装置，它是一种通过精馏的方法从二元醇混合物中纯化乙二醇、丙二醇等二元醇的工艺方法和装置，利用系统内部的间接和直接热集成操作，具有工艺流程简单、结构紧凑，操作能耗低的优点，具有显著的实用性及经济效益。结合实施例加以具体说明，相关领域的人员完全可以根据本发明提供的方法进行适当改动或变更与组合，来实现该技术。需要特别说明的是，所有这些通过对本发明提供的工艺流程进行相类似的改动或变更与重新组合，对本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为在本发明的精神、范围和内容中。

Claims (10)

1.一种二元醇混合物分离的节能工艺方法，其特征在于包括的步骤：

1）至少包括乙二醇粗馏塔（T201）、丙二醇粗馏塔（T202）、丙二醇精馏塔（T203）、丙二醇汽提塔（T204）、乙二醇脱水塔（T301）、乙二醇精馏塔（T302）、乙二醇回收塔（T303）七台塔；

2）乙二醇粗馏塔（T201）和丙二醇粗馏塔（T202）之间直接热集成操作，乙二醇粗馏塔（T201）塔顶一部分气相（204）直接进丙二醇粗馏塔（T202）塔釜，为丙二醇粗馏塔（T202）提供所需热量，丙二醇粗馏塔（T202）塔釜一部分液体（215）进乙二醇粗馏塔（T201）塔顶；

3）乙二醇粗馏塔（T201）与乙二醇精馏塔（T302）间接热集成操作，乙二醇粗馏塔（T201）塔顶另一部分气相（203）进乙二醇精馏塔再沸器（E304）壳程，为乙二醇精馏塔（T302）提供所需热量；

4）丙二醇粗馏塔（T202）塔釜另一部分液体（216）进丙二醇汽提塔（T204）塔顶，丙二醇汽提塔（T204）塔顶气相（217）进丙二醇粗馏塔（T202）塔釜，从丙二醇汽提塔（T204）塔釜物流（218）排出含少量丙二醇的1,2-丁二醇、乙二醇混合物；

5）丙二醇粗馏塔（T202）塔顶物流（208）进丙二醇精馏塔（T203），丙二醇精馏塔（T203）塔顶物流（212）排出水和2,3-丁二醇、丙二醇的混合物，塔釜采出丙二醇产品（213）；

6）乙二醇脱水塔（T301）塔顶脱除水分（305），塔釜物料（306）进乙二醇精馏塔（T302）；

7）乙二醇精馏塔（T302）与乙二醇脱水塔（T301）热集成操作，所说的热集成方式是乙二醇精馏塔塔顶气相为乙二醇脱水塔进料加热器提供热量，或者是乙二醇精馏塔塔顶气相为乙二醇脱水塔塔中加热器提供热量；

8）从乙二醇精馏塔（T302）塔顶获得乙二醇产品（313）；

9）乙二醇精馏塔（T302）塔釜物流（314）进乙二醇回收塔（T303），从乙二醇回收塔（T303）塔顶获得回收乙二醇产品（318），从乙二醇回收塔（T303）塔釜物流（319）排放重组分。

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：

二元醇混合物原料（101）进入乙二醇粗馏塔（T201）中部，乙二醇粗馏塔（T201）塔顶气相（202）分为两股，一股塔顶气相（204）去丙二醇粗馏塔（T202）塔釜，另一股去乙二醇精馏塔再沸器（E304）壳程入口，为乙二醇精馏塔（T302）提供分离所需热量；乙二醇精馏塔再沸器（E304）壳程冷凝物（219）返回乙二醇粗馏塔（T201）塔顶，乙二醇粗馏塔再沸器（E201）采用外部热源提供分离所需能量，乙二醇粗馏塔（T201）塔釜出料（201）去加氢吸附单元；

丙二醇粗馏塔（T202）塔顶气相（205）经丙二醇粗馏塔冷凝器（E202）冷凝后的冷凝物（206）分为两股，一股作为回流冷凝物（207）返回丙二醇粗馏塔（T202）塔顶，另一股冷凝物（208）采出去丙二醇精馏塔（T203）；丙二醇粗馏塔（T202）塔釜出料（214）分为两股，一股塔釜出料（215）去乙二醇粗馏塔（T201）塔顶，另一股塔釜出料（216）去丙二醇汽提塔（T204）塔顶；

丙二醇精馏塔（T203）塔顶气相（209）经丙二醇精馏塔冷凝器（E204）冷凝后的冷凝物（210）分为两股，一股作为回流冷凝物（211）返回丙二醇精馏塔（T203）塔顶，另一股冷凝物（212）排出水和2,3-丁二醇、丙二醇的混合物，塔釜采出丙二醇产品（213）；

丙二醇汽提塔（T204）塔顶气相（217）去丙二醇粗馏塔（T202）塔釜，丙二醇汽提塔（T204）塔釜通过丙二醇汽提塔再沸器（E205）提供热量，丙二醇汽提塔（T204）塔釜出料（218）为含少量丙二醇的1,2-丁二醇、乙二醇混合物；

乙二醇粗馏塔（T201）塔釜出料（201）与工艺水（300）一起进加氢吸附单元，经加氢吸附单元处理后的物料（301）进乙二醇脱水塔进料加热器（E303）壳程，物料（301）被预热后进乙二醇脱水塔（T301）中部，乙二醇脱水塔（T301）塔顶气相（302）经乙二醇脱水塔冷凝器（E302）冷凝后的冷凝物（303）分为两股，一股作为回流冷凝物（304）返回乙二醇脱水塔（T301）塔顶，另一股冷凝物（305）作为回收水出装置，乙二醇脱水塔（T301）通过乙二醇脱水塔再沸器（E301）提供热量，乙二醇脱水塔（T301）塔釜出料（306）去乙二醇精馏塔（T302）中部；

乙二醇精馏塔（T302）塔顶气相（307）分为两股，一股塔顶气相（308）进乙二醇脱水塔进料加热器（E303）管程给乙二醇脱水塔（T301）进料加热，另一股塔顶气相（309）进乙二醇精馏塔冷凝器（E305），物流（308）的冷凝物（310）和物流（309）的冷凝物（311）混合后分为物流（312）和物流（313）两股，物流（312）作为回流返回乙二醇精馏塔（T302）塔顶，物流（313）作为乙二醇产品采出；乙二醇精馏塔（T302）塔釜出料分为两股，一股去乙二醇精馏塔再沸器（E304）管程入口，另一股塔釜出料（314）采出去乙二醇回收塔（T303）；

乙二醇回收塔（T303）塔顶气相（315）进乙二醇回收塔冷凝器（E307），物流（315）的冷凝物（316）分为两股，一股作为回流冷凝物（317）返回乙二醇回收塔（T303）塔顶，另一股作为回收乙二醇产品（318）；乙二醇回收塔（T303）通过乙二醇回收塔再沸器（E306）提供热量，乙二醇回收塔（T303）塔釜排放重组分（319）。

3.按照权利要求1或2所述的工艺方法，其特征在于：增加脱重塔（T101）先脱除重组分，脱重塔（T101）塔顶气相（102）直接进乙二醇粗馏塔（T201）；设置薄膜蒸发器（E102）处理脱重塔（T101）塔釜物料（104），以提高乙二醇的产品收率。

4.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：增加12丁脱除塔（T205），从12丁脱除塔（T205）塔顶物流（224）采出1,2-丁二醇被浓缩的1,2-丁二醇、乙二醇混合物，从12丁脱除塔（T205）塔釜物流（225）中部分回收丙二醇汽提塔（T204）塔釜物料（218）中的乙二醇，物流（225）返回乙二醇粗馏塔（T201）。

5.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：增加脱水塔（T206）处理丙二醇精馏塔（T203）塔顶采出物料（212），从脱水塔（T206）塔顶采出基本不含二元醇的回收水（229），从脱水塔（T206）塔釜获得富含2,3-丁二醇的物流（230）。

6.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：若加氢吸附处理过程不是必需，则脱水塔（T301）省略，乙二醇粗馏塔（T201）塔釜物料（201）直接进入乙二醇精馏塔（T302）；所说的加氢吸附处理单元用于处理乙二醇粗馏塔（T201）处理后物料（201）或物料（220）；或直接处理混合二元醇原料（101），或者用于处理来自脱重塔塔顶采出物料（108）。

7.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：丙二醇粗馏塔（T202）塔顶冷凝器拆分为废热锅炉（E202A）和尾冷器（E202B）形式，丙二醇粗馏塔（T202）塔顶气相进废热锅炉（E202A）管程，废热锅炉（E202A）壳程冷却介质（401）是工艺水，对应的废热锅炉（E202A）出口物流（402）为低压蒸汽；所说的冷却介质（401）是系统内其它低温物料，对应的废热锅炉出口物流（402）即为预热后物料或气化后的物料气相。

8.按照权利要求1或7所述的工艺方法，其特征在于：T101塔顶冷凝器（E104）、T205塔顶冷凝器（E207）、T303塔顶冷凝器（E307）采用类似T202塔顶的废热锅炉型式冷凝器，回收各塔塔顶热量。

9.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于各塔的一种典型操作压力范围是：

乙二醇粗馏塔（T201）塔顶操作压力范围为10～190kpa；

丙二醇粗馏塔（T202）塔顶操作压力范围为8～180kpa；

丙二醇精馏塔（T203）塔顶操作压力范围为5～160kpa；

丙二醇汽提塔（T204）塔顶操作压力范围为10～190kpa；

乙二醇脱水塔（T301）塔顶操作压力范围为5～150kpa；

乙二醇精馏塔（T302）塔顶操作压力范围为5～150kpa；

乙二醇回收塔（T303）塔顶操作压力范围为5～130kpa。

10.一种二元醇混合物分离的节能装置，其特征在于包括：乙二醇粗馏塔（T201）、丙二醇粗馏塔（T202）、丙二醇精馏塔（T203）、丙二醇汽提塔（T204）、乙二醇脱水塔（T301）、乙二醇精馏塔（T302）、乙二醇回收塔（T303）以及连接管线；

所述的混合二元醇原料进料管线连接在乙二醇粗馏塔（T201）中部，乙二醇粗馏塔（T201）塔顶分别与丙二醇粗馏塔（T202）塔釜和乙二醇精馏塔再沸器（E304）壳程入口相连，乙二醇精馏塔再沸器（E304）壳程出口与乙二醇粗馏塔（T201）塔顶相连，乙二醇粗馏塔（T201）底部分别与乙二醇粗馏塔再沸器（E201）管程入口和加氢吸附单元相连，乙二醇粗馏塔再沸器（E201）管程出口连接至乙二醇粗馏塔（T201）塔釜；

丙二醇粗馏塔（T202）塔顶与丙二醇粗馏塔冷凝器（E202）相连，丙二醇粗馏塔冷凝器（E202）出口分别与丙二醇粗馏塔（T202）塔顶和丙二醇精馏塔（T203）相连，丙二醇粗馏塔（T202）塔釜出料管线分别与乙二醇粗馏塔（T201）顶部和丙二醇汽提塔（T204）顶部相连；

丙二醇精馏塔（T203）塔顶与丙二醇精馏塔冷凝器（E204）相连，丙二醇精馏塔冷凝器（E204）出口管线分别与丙二醇精馏塔（T203）塔顶和丙二醇精馏塔（T203）塔顶出料管线相连，丙二醇精馏塔（T203）塔釜分别与丙二醇精馏塔再沸器（E203）管程入口和丙二醇出料管线相连，丙二醇精馏塔再沸器（E203）管程出口连接至丙二醇精馏塔（T203）塔釜；

丙二醇汽提塔（T204）塔顶连接至丙二醇粗馏塔（T202）塔釜，丙二醇汽提塔（T204）塔釜分别与丙二醇汽提塔再沸器（E205）管程入口和丙二醇汽提塔塔釜出料管线相连，丙二醇汽提塔再沸器（E205）管程出口连接至丙二醇汽提塔（T204）塔釜；

乙二醇脱水塔进料加热器（E303）壳程入口与加氢吸附单元相连，乙二醇脱水塔进料加热器（E303）壳程出口与乙二醇脱水塔（T301）相连，乙二醇脱水塔（T301）塔顶连接至乙二醇脱水塔冷凝器（E302），乙二醇脱水塔冷凝器（E302）出口分别与乙二醇脱水塔（T301）塔顶和回收水出料管线相连，乙二醇脱水塔（T301）塔釜分别与乙二醇脱水塔再沸器（E301）管程入口和乙二醇精馏塔（T302）相连，乙二醇脱水塔再沸器（E301）管程出口连接至乙二醇脱水塔（T301）塔釜；

乙二醇精馏塔（T302）塔顶分别和乙二醇脱水塔进料加热器（E303）管程入口和乙二醇精馏塔冷凝器（E305）相连，乙二醇精馏塔冷凝器（E305）出口分别和乙二醇精馏塔（T302）塔顶和乙二醇精馏塔（T302）塔顶出料管线相连，乙二醇脱水塔进料加热器（E303）管程出口连接至乙二醇精馏塔冷凝器（E305）出口管线，乙二醇精馏塔（T302）塔釜分别与乙二醇精馏塔再沸器（E304）管程入口和乙二醇回收塔（T303）相连，乙二醇精馏塔再沸器（E304）管程出口连接至乙二醇精馏塔（T302）塔釜；

乙二醇回收塔（T303）塔顶和乙二醇回收塔冷凝器（E307）相连，乙二醇回收塔冷凝器（E307）出口分别与乙二醇回收塔（T303）塔顶和乙二醇回收塔塔顶出料管线相连，乙二醇回收塔（T303）塔釜分别与乙二醇回收塔再沸器（E306）管程入口和乙二醇回收塔（T303）塔釜出料管线相连，乙二醇回收塔再沸器（E306）管程出口连接至乙二醇回收塔（T303）塔釜。