CN109824479B - 乙二醇分离精制的节能及回收工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乙二醇分离精制的节能及回收工艺，通过脱除进料中的轻组分与重组分杂质，使乙二醇得到精制，对脱轻组分中的甲醇、乙醇副产品进行有效回收，并在脱除的轻、重物料中回收损失掉的乙二醇，使优级品乙二醇产品的理论收率达到98wt％，控制废水中的醇含量在100ppm以内。本发明通过对工艺的节能优化设计，节约了蒸汽消耗，节省了循环水，减少了大型换热器数量，达到节能降耗的目的。

Description

乙二醇分离精制的节能及回收工艺
技术领域
本发明涉及大型化工分离精制技术领域，特别是一种乙二醇分离精制的节能及回收工艺。
背景技术
“煤制乙二醇”即以煤代替石油乙烯生产乙二醇。煤制乙二醇的典型生产过程是煤气化生产合成气，合成气分离出CO和H2，CO与亚硝酸甲酯羰基化反应生成草酸二甲酯，草酸二甲酯加氢合成乙二醇。该技术路线是目前实现工业化应用的合成气制乙二醇技术。草酸二甲酯加氢合成乙二醇是最后一个反应，由于反应复杂，副产物较多，主要包括甲醇、乙醇、1,2-丁二醇等。常压下乙二醇沸点197.85℃，1,2-丁二醇沸点193℃，二者沸点相差4.85℃且存在共沸现象，很难对乙二醇与1,2-丁二醇进行有效分离。而乙二醇主要用于生产聚酯纤维，1,2-丁二醇含量高会影响乙二醇的产品品质，进而影响聚酯的稳定性，因此优级品乙二醇即聚酯级乙二醇是当前的研究热点。
目前乙二醇精制过程中的节能措施一般采用废热锅炉来发生低压蒸汽，产生的低压蒸汽用于低温再沸器的加热，这样虽然可以节约部分热量，但是回收热量过程中需要两次换热，从而使热量品味下降，导致实际能够回收的热量减少。
专利CN105330514A中涉及一种合成气制乙二醇的提纯工艺，该提纯工艺通过甲醇回收塔、脱酯塔、产品塔对合成气制乙二醇的粗产品进行提纯得到优等品乙二醇产品，具体步骤是：第一步，脱除副产品甲醇；第二步，脱除杂醇、水和酯类物质；第三步，提纯得到主产品优等品乙二醇。该工艺方法虽然能够提纯得到优等品乙二醇产品，但乙二醇的回收率低，乙二醇与1,2-丁二醇的分离效果不佳，整个装置能耗较大。
因此，设计一种乙二醇分离精制的节能及回收工艺，既能对甲醇、乙醇副产物进行有效的回收，提高乙二醇与1,2-丁二醇分离效果，同时防止乙二醇回收塔塔釜结焦，保证优级品乙二醇回收率，并将系统的热量进行有效地利用，具有重要意义。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种乙二醇分离精制的节能及回收工艺，解决现有技术能耗大，乙二醇与1,2-丁二醇分离效果欠佳以及优级品乙二醇回收率不高等技术问题，其特征在于：
(a)进料流股进入第一甲醇回收塔，塔顶得纯度99.9wt％的甲醇，塔釜采出流股进入第二甲醇回收塔；第二甲醇回收塔塔顶得纯度99.9wt％的甲醇产品，塔釜采出流股进脱轻塔；
(b)脱轻塔塔顶脱除1,2-丁二醇及其以上轻组分，经冷凝后进入丁二醇分离塔，丁二醇分离塔塔顶采出流股进入乙醇回收塔；乙醇回收塔侧线采出乙醇产品，塔顶采出流股返回至第一甲醇回收塔，塔釜采出废水，去往废水处理装置；
(c)脱轻塔塔釜采出流股进入乙二醇精制塔，乙二醇精制塔侧线采出乙二醇产品，塔釜流股进入脱重塔；脱重塔塔顶采出乙二醇产品，塔釜采出乙二醇浓度低于60wt％的重组分；
(d)丁二醇分离塔塔釜采出流股、乙二醇精制塔塔顶采出流股分别作为乙二醇回收塔进料，所述乙二醇回收塔侧线或塔釜采出乙二醇产品；
(e)步骤c、d采出的乙二醇产品汇入脱醛脱酯装置处理后送入罐区，得到优级品乙二醇产品；
所述脱轻塔与第一甲醇回收塔热耦合，脱轻塔塔顶气相给第一甲醇回收塔塔釜再沸器供热；
所述乙二醇回收塔和乙醇回收塔热耦合，乙二醇回收塔塔顶气相给乙醇回收塔塔釜再沸器提供部分热量，剩余热量由蒸汽供热的再沸器提供；
所述第二甲醇回收塔、乙二醇精制塔、乙二醇回收塔塔顶物料分别与第一甲醇回收塔进料流股换热。
优选地，所述第一甲醇回收塔、第二甲醇回收塔、乙醇回收塔为常压操作，脱轻塔、丁二醇分离塔的操作压力为20kpaA，乙二醇精制塔、乙二醇回收塔的操作压力为7kpaA，脱重塔的操作压力为5kpaA。
优选地，所述第一甲醇回收塔的塔顶温度64.5℃，塔釜温度99.7℃；第二甲醇回收塔的塔顶温度65℃，塔釜温度165℃；脱轻塔的塔顶温度115.5℃，塔釜温度159.4℃；乙二醇精制塔的塔顶温度121.5℃，塔釜温度142.9℃；脱重塔的塔顶温度114.1℃，塔釜温度148.5℃；丁二醇分离塔的塔顶温度44.3℃，塔釜温度144.7℃；乙醇回收塔的塔顶温度67.7℃，塔釜温度101.6℃；乙二醇回收塔的塔顶温度116.1℃，塔釜温度144℃。
本发明的有益效果在于：
(1)产品收率高。乙二醇精制塔侧线采出、脱重塔塔顶采出以及乙二醇回收塔塔釜或侧线采出优级品乙二醇的理论收率达到98wt％以上。
(2)能耗低。利用脱轻塔与第一甲醇回收塔热耦合，乙二醇回收塔和乙醇回收塔热耦合，利用第二甲醇回收塔、乙二醇精制塔、乙二醇回收塔塔顶物料与进料流股换热，蒸汽耗量理论值1.77吨蒸汽/吨乙二醇产品。
(3)流程优化。乙二醇回收塔作为脱轻塔的保险手段，若脱轻塔塔顶乙二醇采出量增加，那么通过乙二醇回收塔可以回收乙二醇产品；脱重塔作为乙二醇精制塔的保险手段，为保证乙二醇精制塔侧线的乙二醇产品纯度，乙二醇精制塔塔釜损失的乙二醇可以通过脱重塔回收回来。
附图说明
图1是乙二醇分离精制的节能及回收工艺流程简图，其中：
T1-第一甲醇回收塔，T2-第二甲醇回收塔，T3-脱轻塔，T4-乙二醇精制塔，T5-脱重塔，T6-丁二醇分离塔，T7-乙醇回收塔，T8-乙二醇回收塔；
图2是乙二醇分离精制的节能及回收工艺主要换热网络简图；
具体实施方式
通过结合附图和下述实施例对本发明提供的乙二醇分离精制的节能及回收工艺进行详细说明，将有助于进一步理解本发明，但不能限制本发明的内容。
实施例1
本发明提供一种乙二醇分离精制的节能及回收工艺，流程简图如图1所示。本发明进料来源于煤制乙二醇过程中的加氢反应系统产物，主要由乙二醇、甲醇、乙醇、水、1,2-丁二醇、乙酸丙烯酯、乙二醇聚合物、1,2-己二醇、碳酸乙烯酯等组成，进料中需脱除的轻组分主要为甲醇、乙醇、水、乙酸丙烯酯、1,2-丁二醇等，重组分主要为乙二醇聚合物、1,2-己二醇、碳酸乙烯酯等。煤制乙二醇过程中的加氢反应系统产物进入第一甲醇回收塔T1，塔顶得纯度99.9wt％的甲醇，塔釜采出流股S01进入第二甲醇回收塔T2；第二甲醇回收塔T2塔顶得纯度99.9wt％的甲醇产品，塔釜流股S02进脱轻塔T3。
脱轻塔T3塔顶分离出1,2-丁二醇及以上轻组分(包含少部分乙二醇产品)，塔顶采出流股S03进入丁二醇分离塔T6，丁二醇分离塔T6塔顶采出流股S04进入乙醇回收塔T7；乙醇回收塔T7侧线采出乙醇产品，塔顶采出的流股S05返回第一甲醇回收塔T1，乙醇回收塔T7塔釜采出废水，去往废水处理装置，废水中的醇含量在100ppm以内。
脱轻塔T3塔釜采出流股S06进入乙二醇精制塔T4，乙二醇精制塔T4侧线采出乙二醇产品，塔釜采出流股S07进入脱重塔T5；脱重塔T5的设计作为乙二醇精制塔T4塔的保险手段，为保证乙二醇精制塔T4侧线得到乙二醇产品纯度，乙二醇精制塔T4塔釜损失的乙二醇可以通过脱重塔T5回收回来，脱重塔T5塔顶采出乙二醇产品，塔釜采出乙二醇浓度低于60wt％的重组分。
乙二醇回收塔T8为脱轻塔T3的保险手段，如果脱轻塔T3塔顶乙二醇采出量增加，那么通过乙二醇回收塔T8可以回收乙二醇产品，丁二醇分离塔T6塔釜采出流股S08、乙二醇精制塔T4塔顶采出流股S09分别作为乙二醇回收塔T8进料，所述乙二醇回收塔T8侧线或塔釜采出乙二醇产品。
乙二醇精制塔T4侧线、脱重塔T5塔顶、乙二醇回收塔T8侧线或塔釜采出的乙二醇产品汇入脱醛脱酯装置(图中未示出)处理后送入罐区，得到优级品乙二醇。
其中，第一甲醇回收塔T1的塔顶温度64.5℃，塔釜温度99.7℃，操作压力为常压；第二甲醇回收塔T2的塔顶温度65℃，塔釜温度165℃，操作压力为常压；脱轻塔T3的塔顶温度115.5℃，塔釜温度159.4℃，操作压力为20kpaA；乙二醇精制塔T4的塔顶温度121.5℃，塔釜温度142.9℃，操作压力为7kpaA；脱重塔T5的塔顶温度114.1℃，塔釜温度148.5℃，操作压力为5kpaA；丁二醇分离塔T6的塔顶温度44.3℃，塔釜温度144.7℃，操作压力为20kpaA；乙醇回收塔T7的塔顶温度67.7℃，塔釜温度101.6℃，操作压力为常压；乙二醇回收塔T8的塔顶温度116.1℃，塔釜温度144℃，操作压力为7kpaA。
如附图2所示，本工艺利用脱轻塔T3与第一甲醇回收塔T1热耦合，脱轻塔T3塔顶气相给第一甲醇回收塔T1塔釜再沸器E0104供热；乙二醇回收塔T8和乙醇回收塔T7热耦合，乙二醇回收塔T8塔顶气相给乙醇回收塔T7塔釜再沸器供热(乙二醇回收塔T8和乙醇回收塔T7换热同脱轻塔T3给第一甲醇回收塔T1换热，未示出)，剩余所需热量由蒸汽供热的再沸器提供；第二甲醇回收塔T2、乙二醇精制塔T4、乙二醇回收塔T8三塔塔顶物料与第一甲醇回收塔T1进料流股通过换热器E0101、E0102、E0103换热，对工艺系统内余热进行有效回收，极大地降低装置的能耗。
经过上述工艺流程，能够脱除煤制乙二醇过程中的加氢反应系统产物中的轻组分与重组分杂质，使乙二醇得到精制，并在脱除的轻、重物料中回收损失掉的乙二醇，在保证乙二醇纯度的同时提高了乙二醇的回收率，优级品乙二醇的理论收率为98wt％，并对脱轻组分过程中的甲醇、乙醇副产品进行有效回收。

Claims (3)

1.一种乙二醇分离精制的节能及回收工艺，其特征在于：
(a)进料流股进入第一甲醇回收塔，塔顶得纯度99.9wt％的甲醇，塔釜采出流股进入第二甲醇回收塔；第二甲醇回收塔塔顶得纯度99.9wt％的甲醇产品，塔釜采出流股进脱轻塔；
(b)脱轻塔塔顶脱除1,2-丁二醇及其以上轻组分，经冷凝后进入丁二醇分离塔，丁二醇分离塔塔顶采出流股进入乙醇回收塔；乙醇回收塔侧线采出乙醇产品，塔顶采出流股返回至第一甲醇回收塔，塔釜采出废水，去往废水处理装置；
(c)脱轻塔塔釜采出流股进入乙二醇精制塔，乙二醇精制塔侧线采出乙二醇，塔釜流股进入脱重塔；脱重塔塔顶采出乙二醇产品，塔釜采出乙二醇浓度低于60wt％的重组分；
(d)丁二醇分离塔塔釜采出流股、乙二醇精制塔塔顶采出流股分别作为乙二醇回收塔进料，所述乙二醇回收塔侧线或塔釜采出乙二醇产品；
(e)步骤c、d采出的乙二醇产品汇入脱醛脱酯装置处理后送入罐区，得到优级品乙二醇；
所述脱轻塔与第一甲醇回收塔热耦合，脱轻塔塔顶气相给第一甲醇回收塔塔釜再沸器供热；
所述乙二醇回收塔和乙醇回收塔热耦合，乙二醇回收塔塔顶气相给乙醇回收塔塔釜再沸器提供部分热量，剩余热量由蒸汽供热的再沸器提供；
所述第二甲醇回收塔、乙二醇精制塔、乙二醇回收塔塔顶物料分别与第一甲醇回收塔进料流股换热；
所述进料来源于煤制乙二醇过程中的加氢反应系统产物，主要由乙二醇、甲醇、乙醇、水、1,2-丁二醇、乙酸丙烯酯、乙二醇聚合物、1,2-己二醇和碳酸乙烯酯组成。
2.根据权利要求1所述乙二醇分离精制的节能及回收工艺，其特征在于：所述第一甲醇回收塔、第二甲醇回收塔、乙醇回收塔为常压操作，脱轻塔、丁二醇分离塔的操作压力为20kpaA，乙二醇精制塔、乙二醇回收塔的操作压力为7kpaA，脱重塔的操作压力为5kpaA。
3.根据权利要求2所述乙二醇分离精制的节能及回收工艺，其特征在于：所述第一甲醇回收塔的塔顶温度64.5℃，塔釜温度99.7℃；第二甲醇回收塔的塔顶温度65℃，塔釜温度165℃；脱轻塔的塔顶温度115.5℃，塔釜温度159.4℃；乙二醇精制塔的塔顶温度121.5℃，塔釜温度142.9℃；脱重塔的塔顶温度114.1℃，塔釜温度148.5℃；丁二醇分离塔的塔顶温度44.3℃，塔釜温度144.7℃；乙醇回收塔的塔顶温度67.7℃，塔釜温度101.6℃；乙二醇回收塔的塔顶温度116.1℃，塔釜温度144℃。
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