CN110551025A - 一种煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，包括MN气提塔，所述MN气提塔塔底通过管道与MF分离塔塔中部入料口连通，所述MF分离塔塔顶部通过管道与第一冷凝器、第一回流罐和MN分离塔的塔中部入料口依次连通，所述MN分离塔塔顶部通过管道与第二冷凝器和第二回流罐依次连通，所述MN分离塔塔底通过管道与粗MF储罐连通。本发明优等品标准的甲酸甲酯产品，并有效解决了煤制乙二醇副产的甲酸甲酯中亚硝酸甲酯在精馏塔顶高浓度聚集所带来的操作安全性问题。

Description

一种煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统和 方法

技术领域

本发明属于一种甲酸甲酯的回收及精制工艺领域，涉及一种煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统和方法。

背景技术

甲酸甲酯是煤制乙二醇生产过程中的一种副产物，由于目前已投运的煤制乙二醇生产装置规模不大，甲酸甲酯的年产量较少，故一般未深度加工为副产品，而是以较低廉的价格直接出售给第三方处理或者作为燃料烧掉。随着煤制乙二醇工艺技术的逐步推广和日益成熟，生产装置的规模也越来越大，乙二醇项目中甲酸甲酯的年产量已达万吨以上。甲酸甲酯是碳一化学中重要的中间体，不但其本身具有广泛的用途，且其作为原料生产甲酰胺、甲酸等化工产品的市场也较为广阔。因此将煤制乙二醇工艺中的副产物甲酸甲酯精制成为产品，不仅可产生可观的经济效益，而且还完善了煤制乙二醇的整体工艺，提高了煤制乙二醇工艺的节能环保水平。

专利CN207775118U公开了一种甲酸甲酯的制备技术，其中包含了甲酸甲酯精馏的工艺，但其为传统的精馏洗涤流程，无法解决煤制乙二醇副产的甲酸甲酯中亚硝酸甲酯在精馏塔顶高浓度聚集所带来的操作安全性问题。

专利CN105348098A公开了一种精馏分离甲酸甲酯、甲醇、水的方法，但其为间歇精馏采出，操作频繁复杂，不适于工业化装置。也无法解决煤制乙二醇副产的甲酸甲酯中亚硝酸甲酯所带来的操作安全性问题。

发明内容

为解决上述技术问题，根据煤制乙二醇副产的甲酸甲酯的组成特点，提供一种煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统和方法，分离出满足GB∕T 33105-2016《工业用甲酸甲酯》优等品标准的甲酸甲酯产品，并有效解决了煤制乙二醇副产的甲酸甲酯中亚硝酸甲酯在精馏塔顶高浓度聚集所带来的操作安全性问题。亚硝酸甲酯简称为MN，甲酸甲酯简称为MF。

本发明的方案：

一种煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，包括MN气提塔，所述MN气提塔塔底通过管道与MF分离塔塔中部入料口连通，所述MF分离塔塔顶部通过管道与第一冷凝器、第一回流罐和MN分离塔的塔中部入料口依次连通，所述MN分离塔塔顶部通过管道与第二冷凝器和第二回流罐依次连通，所述MN分离塔塔底通过管道与粗MF储罐连通。

优选地，所述第一回流罐底部出料口还通过管道与MF分离塔连通，所述第二回流罐底部出料口还通过管道与MN分离塔连通。

进一步优选地，所述粗MF储罐通过管道与粗MF泵、进料预热器、MF精馏塔和甲醇回收塔依次连通。

更进一步优选地，所述MF精馏塔顶部通过管道与第三冷凝器和第三回流罐依次连通，所述甲醇回收塔顶部通过管道与第四冷凝器和第四回流罐依次连通。

再更进一步优选地，所述第三冷凝器、第三回流罐、第四冷凝器和第四回流罐还通过管道与液封罐连通。

再更进一步优选地，所述液封罐出料口通过管道与粗MF储罐连通。

进一步优选地，所述第三回流罐底部出料口还通过管道与MF精馏塔连通，所述第四回流罐底部出料口还通过管道与甲醇回收塔连通。

再更进一步优选地，所述甲醇回收塔底部出料口还通过管道与进料预热器连通。

优选地，所述MN气提塔上部设有粗MF入料口，MN气提塔下部设有CO入料口。

采用所述的系统进行煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收和精制方法，所述方法包括以下步骤：

1）来自乙二醇合成系统中的粗MF和CO分别从MN气提塔上部和下部进料进行气提；

2）经过MN气提塔气提后的粗MF进入MF分离塔，在MF分离塔中将粗MF与甲醇进行初步分离；

3）MF分离塔塔顶气相经第一冷凝器冷凝后进入第一回流罐，第一回流罐出料口液体分为两部分，一部分作回流液，一部分采出MF作为MN分离塔进料，在MN分离塔中将MN进一步分离，MN分离塔塔釜液粗MF进入粗MF储罐；MN分离塔塔顶气相经第二冷凝器冷凝后进入第二回流罐；

4）粗MF储罐中的粗MF经粗MF泵加压后经进料预热器预热至50~60℃后进入MF精馏塔精馏；

5）MF精馏塔塔顶气相经第三冷凝器冷凝后进入第三回流罐，一部分作回流液，一部分作为MF产品采出；MF精馏塔塔釜液作为甲醇回收塔的进料回收其中的甲醇，甲醇回收塔塔顶气相经第四冷凝器冷凝后进入第四回流罐，一部分作回流液，一部分作为轻组分采出；

完成煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收和精制。

优选地，所述步骤1）中MN气提塔塔顶气提气返回乙二醇合成系统中的压缩机进口，直接作为乙二醇和的原料气，不在系统中产生新的杂质；

所述步骤2）中MF分离塔塔底采出甲醇回乙二醇合成系统中的回收甲醇储罐；

所述步骤3）中第二回流罐出料口液体分为两部分，一部分作回流液，回流比1~3；一部分采出返回乙二醇合成系统中的MN回收塔，回收利用其中的甲醇和MN，作为乙二醇合成的原料；

所述步骤5）中甲醇回收塔塔釜甲醇采出经进料预热器换热后返回乙二醇合成系统中甲醇储槽。

优选地，所述步骤1）进入MN气提塔粗MF质量分数为3%~10%，MN气提塔（1）的塔压力0.35~0.65Mpa、塔顶温度10~40℃；

所述步骤2）中MF分离塔的塔压力0.1~0.3Mpa，塔顶温度50~70℃，塔釜温度80~100℃；

所述步骤3）第一回流罐回流液的回流比为1~3，所述MN分离塔的控制塔压力0.3~0.6MPa、塔顶温度70~90℃，所述MN分离塔塔釜液粗MF中MN含量小于100ppm，消除后续精馏时MN在精馏塔塔顶高浓度聚集带来的安全隐患；

所述步骤4）中粗MF储罐中粗MF的质量分数为60%~80%，MF精馏塔中塔压力5~15Kpa、塔顶温度40-60℃、塔釜温度60~80℃；

所述步骤5）中第三回流罐的回流比1~3；甲醇回收塔的塔压力40~70kpa、塔顶温度40-60℃、塔釜温度60~80℃；第四回流罐的回流比为1~3。

本发明有益效果：

1、采用煤制乙二醇中的原料气一氧化碳作为气提气，经过MN气提塔将粗MF中的MN气提回收至乙二醇合成系统。减少了乙二醇合成系统中MN的损失，降低了生产成本。一氧化碳直接通过塔顶回收，会不会带入杂质。

2、由于MN的特殊性质，本发明先采用气提法去除粗MF中的MN，消除了采用传统精馏方法时MN在精馏塔塔顶高浓度聚集带来的安全隐患。MN的回收率98%以上。

3、采用连续精馏装置将煤制乙二醇工艺中副产物MF精制分离出满足GB∕T 33105-2016《工业用甲酸甲酯》优等品标准的MF产品。提高了副产物MF的附加值，提升了煤制乙二醇项目的经济效益，年增收约500万元。

4、通过本发明将副产物MF变废为宝，不但完善了煤制乙二醇的整体工艺，而且提高了煤制乙二醇工艺的节能环保水平。

5、所述步骤1）中MN气提塔塔顶气提气返回乙二醇合成系统中的压缩机进口，直接作为乙二醇和的原料气，不在系统中产生新的杂质；所述步骤3）中第二回流罐出料口液体分为两部分，一部分作回流液，回流比1~3；一部分采出返回乙二醇合成系统中的MN回收塔，回收利用其中的甲醇和MN，作为乙二醇合成的原料；所述MN分离塔塔釜液粗MF中MN含量小于100ppm，消除后续精馏时MN在精馏塔塔顶高浓度聚集带来的安全隐患。

附图说明

图1本发明装置系统示意图；

其中：1、MN气提塔；2、MF分离塔；3、MN分离塔；4、MF精馏塔；5、甲醇回收塔；6、第一冷凝器；7、第一回流罐；8、第二冷凝器；9、第二回流罐；10、第三冷凝器；11、第三回流罐；12、第四冷凝器；13第四回流罐；14液封罐；15、进料预热器；16、粗MF储罐；17、粗MF泵。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1

如图1，一种煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，包括MN气提塔1，所述MN气提塔1塔底通过管道与MF分离塔2塔中部入料口连通，所述MF分离塔2塔顶部通过管道与第一冷凝器6、第一回流罐7和MN分离塔3的塔中部入料口依次连通，所述MN分离塔3塔顶部通过管道与第二冷凝器8和第二回流罐9依次连通，所述MN分离塔3塔底通过管道与粗MF储罐16连通。

优选地，所述第一回流罐7底部出料口还通过管道与MF分离塔2连通，所述第二回流罐9底部出料口还通过管道与MN分离塔3连通。

进一步优选地，所述粗MF储罐16通过管道与粗MF泵17、进料预热器15、MF精馏塔4和甲醇回收塔5依次连通。

更进一步优选地，所述MF精馏塔4顶部通过管道与第三冷凝器10和第三回流罐11依次连通，所述甲醇回收塔5顶部通过管道与第四冷凝器12和第四回流罐13依次连通。

再更进一步优选地，所述第三冷凝器10、第三回流罐11、第四冷凝器12和第四回流罐13还通过管道与液封罐14连通。

再更进一步优选地，所述液封罐14出料口通过管道与粗MF储罐16连通。

进一步优选地，所述第三回流罐11底部出料口还通过管道与MF精馏塔4连通，所述第四回流罐13底部出料口还通过管道与甲醇回收塔5连通。

再更进一步优选地，所述甲醇回收塔5底部出料口还通过管道与进料预热器15连通。

优选地，所述MN气提塔1上部设有粗MF入料口，MN气提塔1下部设有CO入料口。

实施例2

采用实施例1所述的系统进行煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收和精制方法，所述方法包括以下步骤：

1）来自乙二醇合成系统中的粗MF和CO分别从MN气提塔1上部和下部进料进行气提；

2）经过MN气提塔1气提后的粗MF进入MF分离塔2，在MF分离塔2中将粗MF与甲醇进行初步分离；

3）MF分离塔2塔顶气相经第一冷凝器6冷凝后进入第一回流罐7，第一回流罐7出料口液体分为两部分，一部分作回流液，一部分采出MF作为MN分离塔3进料，在MN分离塔3中将MN进一步分离，MN分离塔3塔釜液粗MF进入粗MF储罐16；MN分离塔3塔顶气相经第二冷凝器8冷凝后进入第二回流罐9；

4）粗MF储罐16中的粗MF经粗MF泵17加压后经进料预热器15预热至50~60℃后进入MF精馏塔4精馏；

5）MF精馏塔4塔顶气相经第三冷凝器10冷凝后进入第三回流罐11，一部分作回流液，一部分作为MF产品采出；MF精馏塔4塔釜液作为甲醇回收塔5的进料回收其中的甲醇，甲醇回收塔5塔顶气相经第四冷凝器12冷凝后进入第四回流罐13，一部分作回流液，一部分作为轻组分采出；

完成煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收和精制。

优选地，所述步骤1）中MN气提塔1塔顶气提气返回乙二醇合成系统中的压缩机进口，直接作为乙二醇和的原料气，不在系统中产生新的杂质；

所述步骤2）中MF分离塔2塔底采出甲醇回乙二醇合成系统中的回收甲醇储罐；

所述步骤3）中第二回流罐9出料口液体分为两部分，一部分作回流液，回流比1~3；一部分采出返回乙二醇合成系统中的MN回收塔，回收利用其中的甲醇和MN，作为乙二醇合成的原料；

所述步骤5）中甲醇回收塔5塔釜甲醇采出经进料预热器15换热后返回乙二醇合成系统中甲醇储槽。

优选地，所述步骤1）进入MN气提塔1粗MF质量分数为3%~10%，MN气提塔1的塔压力0.35~0.65Mpa、塔顶温度10~40℃；

所述步骤2）中MF分离塔2的塔压力0.1~0.3Mpa，塔顶温度50~70℃，塔釜温度80~100℃；

所述步骤3）第一回流罐7回流液的回流比为1~3，所述MN分离塔3的控制塔压力0.3~0.6MPa、塔顶温度70~90℃，所述MN分离塔3塔釜液粗MF中MN含量小于100ppm，消除后续精馏时MN在精馏塔塔顶高浓度聚集带来的安全隐患；

所述步骤4）中粗MF储罐16中粗MF的质量分数为60%~80%，MF精馏塔4中塔压力5~15Kpa、塔顶温度40-60℃、塔釜温度60~80℃；

所述步骤5）中第三回流罐11的回流比1~3；甲醇回收塔（5的塔压力40~70kpa、塔顶温度40-60℃、塔釜温度60~80℃；第四回流罐13的回流比为1~3。

实施例3

采用实施例1如图1所示在亚硝酸甲酯（MN）气提分离装置中，来自乙二醇合成装置质量分数约为3%~10%的粗MF和CO分别从MN气提塔1上部和下部进料，控制塔压力0.5Mpa、温度30℃，气提气返回乙二醇羰化合成系统的压缩机进口；气提后的粗MF进入MF分离塔2，在MF分离塔2中将MF与甲醇进行初步分离，MF分离塔2塔底采出质量分数95%以上的甲醇回乙二醇合成系统的回收甲醇储罐，控制塔压力0.2Mpa，控制塔顶温度60℃，塔釜温度90℃；MF分离塔2塔顶气相经第一冷凝器6冷凝后进入第一回流罐7，一部分作回流液，回流比2；一部分采出MF作为MN分离塔3进料，在MN分离塔3中将MN进一步分离，控制塔压力0.5MPa、温度75℃，将MN分离塔3塔釜液粗MF中MN含量降低到100ppm以下进入粗MF储罐16；MN分离塔3塔顶气相经第二冷凝器8冷凝后进入第二回流罐9，一部分作回流液，回流比2；一部分采出返回乙二醇合成的MN回收塔。

所示在甲酸甲酯（MF）精制分离装置中，质量分数约为75%的粗MF经粗MF泵17加压后经进料预热器15预热后进入MF精馏塔4，控制塔压力10Kpa、塔顶温度50℃、塔釜温度70℃，MF精馏塔4塔顶气相经第三冷凝器10冷凝后进入第三回流罐11，一部分作回流液，回流比2；一部分质量分数96%以上的MF作为产品采出；MF精馏塔4塔釜液作为甲醇回收塔5进料回收其中的甲醇，在甲醇回收塔5控制塔压力45kpa、塔顶温度50℃、塔釜温度70℃，塔顶气相经第四冷凝器12冷凝后进入第四回流罐13，一部分作回流液，回流比1.5；一部分作为轻组分采出；甲醇回收塔5塔釜甲醇采出质量分数90%以上的甲醇经进料预热器15换热后返回乙二醇合成系统甲醇储槽。第三冷凝器10、第三回流罐11，第四冷凝器12、第四回流罐13的不凝气体进入液封罐14，液封罐14内液体间歇进入粗MF储罐16回收。

具体实施方式进行了详细的描述，但不应理解为对本专利的保护范围限定，在权利要求书所述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，包括MN气提塔（1），其特征在于：所述MN气提塔（1）塔底通过管道与MF分离塔（2）的塔中部入料口连通，所述MF分离塔（2）塔顶部通过管道与第一冷凝器（6）、第一回流罐（7）和MN分离塔（3）的依次连通，所述MN分离塔（3）塔顶部通过管道与第二冷凝器（8）和第二回流罐（9）依次连通，所述MN分离塔（3）塔底通过管道与粗MF储罐（16）连通。

2.根据权利要求1所述的煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，其特征在于：所述第一回流罐（7）底部出料口还通过管道与MF分离塔（2）连通，所述第二回流罐（9）底部出料口还通过管道与MN分离塔（3）连通。

3.根据权利要求2所述的煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，其特征在于：所述粗MF储罐（16）通过管道与粗MF泵（17）、进料预热器（15）、MF精馏塔（4）和甲醇回收塔（5）依次连通。

4.根据权利要求3所述的煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，其特征在于：所述MF精馏塔（4）顶部通过管道与第三冷凝器（10）和第三回流罐（11）依次连通，所述甲醇回收塔（5）顶部通过管道与第四冷凝器（12）和第四回流罐（13）依次连通。

5.根据权利要求4所述的煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，其特征在于：所述第三冷凝器（10）、第三回流罐（11）、第四冷凝器（12）和第四回流罐（13）还通过管道与液封罐（14）连通，所述液封罐（14）出料口通过管道与粗MF储罐（16）连通。

6.根据权利要求3所述的煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，其特征在于：所述第三回流罐（11）底部出料口还通过管道与MF精馏塔（4）连通，所述第四回流罐（13）底部出料口还通过管道与甲醇回收塔（5）连通。

7.根据权利要求3所述的煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收及精制系统，其特征在于：所述甲醇回收塔（5）底部出料口还通过管道与进料预热器（15）连通。

8.采用权利要求1-7任意一项所述的系统进行煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收和精制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）来自乙二醇合成系统中的粗MF和CO分别从MN气提塔（1）上部和下部进料进行气提；

2）经过MN气提塔（1）气提后的粗MF进入MF分离塔（2），在MF分离塔（2）中将粗MF与甲醇进行初步分离；

3）MF分离塔（2）塔顶气相经第一冷凝器（6）冷凝后进入第一回流罐（7），第一回流罐（7）出料口液体分为两部分，一部分作回流液，一部分采出MF作为MN分离塔（3）进料，在MN分离塔（3）中将MN进一步分离，MN分离塔（3）塔釜液粗MF进入粗MF储罐（16）；MN分离塔（3）塔顶气相经第二冷凝器（8）冷凝后进入第二回流罐（9）；

4）粗MF储罐（16）中的粗MF经粗MF泵（17）加压后经进料预热器（15）预热后进入MF精馏塔（4）精馏；

5）MF精馏塔（4）塔顶气相经第三冷凝器（10）冷凝后进入第三回流罐（11），一部分作回流液，一部分作为MF产品采出；MF精馏塔（4）塔釜液作为甲醇回收塔（5）的进料回收其中的甲醇，甲醇回收塔（5）塔顶气相经第四冷凝器（12）冷凝后进入第四回流罐（13），一部分作回流液，一部分作为轻组分采出；

完成煤制乙二醇工艺中副产物甲酸甲酯的回收和精制。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述步骤1）中MN气提塔（1）塔顶气提气返回乙二醇合成系统中的压缩机进口；

所述步骤2）中MF分离塔（2）塔底采出甲醇回乙二醇合成系统中的回收甲醇储罐；

所述步骤3）中第二回流罐（9）出料口液体分为两部分，一部分作回流液，回流比1~3；一部分采出返回乙二醇合成系统中的MN回收塔；

所述步骤5）中甲醇回收塔（5）塔釜甲醇采出经进料预热器（15）换热后返回乙二醇合成系统中甲醇储槽。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述步骤1）进入MN气提塔（1）粗MF质量分数为3%~10%，MN气提塔（1）的塔压力0.35~0.65Mpa、塔顶温度10~40℃；

所述步骤2）中MF分离塔（2）的塔压力0.1~0.3Mpa，塔顶温度50~70℃，塔釜温度80~100℃；

所述步骤3）第一回流罐（7）回流液的回流比为1~3，所述MN分离塔（3）的控制塔压力0.3~0.6MPa、塔顶温度70~90℃，所述MN分离塔（3）塔釜液粗MF中MN含量小于100ppm；

所述步骤4）中粗MF储罐（16）中粗MF的质量分数为60%~80%，MF精馏塔（4）中塔压力5~15Kpa、塔顶温度40-60℃、塔釜温度60~80℃；

所述步骤5）中第三回流罐（11）的回流比1~3；甲醇回收塔（5）的塔压力40~70kpa、塔顶温度40-60℃、塔釜温度60~80℃；第四回流罐（13）的回流比为1~3。