CN216062021U

CN216062021U - 乙二醇循环处理系统

Info

Publication number: CN216062021U
Application number: CN202121770840.8U
Authority: CN
Inventors: 臧红辉; 录翰武; 裴书伟; 舒文兵; 高广勇; 许祥; 张建国; 李松; 赵宝国; 沈志刚
Original assignee: Chongqing Wankai New Material Technology Co ltd
Current assignee: Chongqing Wankai New Material Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2031-07-30

Abstract

本实用新型涉及工业乙二醇处理领域，公开了乙二醇循环处理系统，包括用于对待脱醛乙二醇加热的加热单元和用于将乙醛气体与乙二醇液体分离的气液分离单元，加热单元与气液分离单元之间通过管道连通，气液分离单元的乙醛出气端还连通有用于纯化乙醛气体的加热纯化单元。本实用新型的系统处理SSP用乙二醇，在AA脱出率﹥80％的同时，能够保证EG的损失≤0.5kg/h，处理效果好，非常适合推广应用。

Description

乙二醇循环处理系统

技术领域

本实用新型涉及工业乙二醇处理领域，具体涉及乙二醇循环处理系统。

背景技术

固相聚合(SOLID STATUS POLYCONDENSATION，SSP)是指PET基础切片在固体状态下进行的聚合反应。它利用PET线性高分子的特性，将无定性PET切片通过加热到玻璃化温度(70-80℃)以上让其结晶，以调整分子排列增加模量使其变硬，防止切片反应过程中软化粘结，然后在低于熔融峰温温度的条件下再进行反应；由于PET缩合反应为可逆反应，固相缩聚采用惰性气体氮气以保证其反应方向，并带走反应产生的EG、乙醛、水等副产物。

目前我司在聚酯固相缩聚(SSP)装置循环氮气处理时采用的是乙二醇洗涤技术，在投运以后现场分析数据中发现，当SSP循环一段时间后(循环至CP4装置配浆阶段)，乙二醇(以下简称EG)中的乙醛(以下简称AA)含量较高，是设计值的1.5～2倍，是纯净EG中AA含量的100倍左右。循环EG进入到反应体系后，AA会与EG反应生成2-甲基-1,3-二氧戊烷(2-MD)，并从工艺塔顶脱出，导致EG单耗偏高。针对上述的技术问题，我司曾采用在管道上设置电热丝的方式，通过加热管道将乙二醇中的乙醛脱出，但是上述的方式经试验证明，只降低了10ppm的乙醛含量。通过研究发现，由于管道直径大，物料处理流量大，物料受热面积有限，造成脱出乙醛效率低，而且这种大管道加热的方式不仅成本非常高且具有安全隐患。因此，亟需开发一种新的乙二醇循环处理系统，提高乙二醇中乙醛的脱出效果。

实用新型内容

本实用新型意在提供乙二醇循环处理系统，以提高SSP循环用乙二醇中乙醛的脱除率。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：乙二醇循环处理系统，包括用于对待脱醛乙二醇加热的加热单元和用于将乙醛气体与乙二醇液体分离的气液分离单元，加热单元与气液分离单元之间通过管道连通，气液分离单元的乙醛出气端还连通有用于纯化乙醛气体的加热纯化单元。

本方案的原理及优点是：本技术方案在对SSP循环用EG进行处理前，对待处理EG的物料特性进行分析发现，其中掺杂的主要杂质为AA和水，需要主要去除的杂质为AA。利用EG与AA之间物料特性的差异，EG沸点为197.3℃、AA沸点为20.85℃。通过加热单元对含有大量AA的EG进行加热，使其温度达到150℃左右，该温度低于EG的沸点、远高于AA的沸点，在该加热温度下，AA迅速气化并从EG中逸出，而EG保持原有液体状态。而后通过气液分离单元实现AA气体与EG液体的分离。为了防止排出的AA中掺杂EG，通过加热纯化单元能够对AA进行纯化，将加热纯化单元的温度控制在35℃左右，该温度高于AA的沸点、远低于EG的沸点，会截留住EG，使得AA经纯化后排出。

本技术方案的有益效果在于：

1、本技术方案中，通过加热单元对待处理EG进行输送过程中的加热处理，利用EG与AA的沸点差异，实现AA的快速分离，相较于原本的管道加热而言，不仅能够保证加热效果，而且还避免局部高温造成的安全隐患问题。

2、本技术方案中，通过模拟分析实际检测，水从0.4％wt降低到0.34％wt，AA从300ppm降低到58ppm，AA脱出率﹥80％，效果远超预期。

3、本技术方案中，通过模拟分析实际检测，EG的损失≤0.5kg/h，实现了在高效脱出AA的同时，降低了EG的损耗。

4、本技术方案中，由于高效脱出了AA，使得后期在循环EG进入反应体系后，AA与EG反应减少，从而有效降低了EG的单耗量。

优选的，作为一种改进，乙二醇加热单元包括通过管道依次连通的换热器和第一加热器。

本技术方案中，换热器用于对EG进行换热，可初步提高其温度，而后再利用第一加热器将EG的温度升高至150℃左右，实现了EG的分段加热，且该过程中EG依次流经换热器和第一加热器，可以保证EG加热均匀。

优选的，作为一种改进，第一加热器与气液分离单元之间连通有主管道，主管道靠近第一加热器的一端与气液分离单元之间连通有支管道，支管道上设置有保护安全阀。

本技术方案中，主管道用于主要输送加热后的待处理EG，当检测到主管道内出现超温超压现象时，保护安全阀打开，部分加热后的待处理EG会沿支管道流入气液分离单元内，具有减压分流的作用，提高系统运行的安全性。

优选的，作为一种改进，气液分离单元包括气液分离塔和氮气管道；氮气管道连通在气液分离塔的下部，气液分离塔的底部连通有乙二醇导出单元。

本技术方案中，气液分离塔用于对EG液体与AA气体进行分离，使得AA气体沿气液分离塔顶端排出，而EG液体则落入气液分离塔的底部，并从乙二醇导出单元被导出；为了保证AA气体的有效排出，通过在气液分离塔的下部连通氮气管道，利用带有一定压力和流速的氮气，对AA气体进行导流，使AA气体随着氮气一起由气液分离塔的上端排出。

优选的，作为一种改进，乙二醇导出单元包括EG导出管和设置在EG导出管上的导出泵，EG导出管远离气液分离塔的一端与换热器连通。

本技术方案中，当EG液体落入气液分离塔的底部后，在导出泵的作用下，处理后的洁净EG会沿EG导出管进入换热器的进气端，与待处理的EG进行换热，并最终沿换热器的出气端排出待用，通过导出泵的设置能够提高EG液体导出效率，进而提高整个系统的工作效率。

优选的，作为一种改进，加热纯化单元包括第二加热器，第二加热器的底端与气液分离塔之间连通有回流管，第二加热器的下部连通有AA导出管，AA导出管上设置有离心风机。

本技术方案中，为了避免从气液分离塔顶端排出的AA中掺杂有EG，设置了第二加热器，将第二加热器的温度设置为35℃左右，该温度高于AA的沸点、远低于EG的沸点，会截留住EG，使得掺杂的EG沿回流管回流至气液分离塔中，而AA经纯化后在离心风机的作用下沿AA导出管排出。

优选的，作为一种改进，气液分离塔的下部还连通有纯净EG输入管。

本技术方案中，纯净EG输入管在系统首次开车启动时，会向气液分离塔内通入纯净的EG用作系统预热，避免设备干烧骤热而出现损耗。

优选的，作为一种改进，换热器设置有两个。

本技术方案中，通过将换热器设置为两个，待处理的EG从其中一个换热器的进气口进入，从第二个换热器的出气口流入第一加热器内；而经气液分离塔处理后的洁净的EG从第二个换热器的进气口进入，从第一个换热器的出气口流出，完成换热，能够提高换热效率。而且当其中一个换热器出现故障后，仍能够保证系统的正常运行。

优选的，作为一种改进，导出泵设置有两个。

本技术方案中，通过将导出泵设置为两个，可以提高泵处效率，而且当其中一个导出泵出现故障后，仍能够保证系统的正常运行。

附图说明

图1为本实用新型实施例一乙二醇循环处理系统的示意图。

图2为本实用新型实施例二乙二醇循环处理系统的示意图。

图3为本实用新型实施例三乙二醇循环处理系统的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：换热器1、第一加热器2、气液分离塔3、主管道4、氮气管道5、EG导出管6、导出泵7、第二加热器8、回流管9、AA导出管10、离心风机11、支管道12、保护安全阀13、纯净EG输入管14。

图中左侧EG箭头表示带乙醛的EG(待处理EG)入口、虚线表示处理后的洁净EG管道、双实线表示N₂管道、点划线表示AA管道、箭头所示为各物料的流动方向。

实施例一

本实施例基本如附图1所示：乙二醇循环处理系统，包括用于对待脱醛乙二醇加热的加热单元和用于将乙醛气体与乙二醇液体分离的气液分离单元，加热单元与气液分离单元之间通过管道连通，气液分离单元的乙醛出气端还连通有用于纯化乙醛气体的加热纯化单元。

加热单元包括通过管道依次连通的换热器1和第一加热器2，本实施例中的换热器1设置有两个，第一加热器2的出气端(远离换热器1的一端)与气液分离单元连通。

气液分离单元包括气液分离塔3和氮气管道5；氮气管道5连通在气液分离塔3的右端下部，第一加热器2的出气端与气液分离塔3的上部之间连通有主管道4。气液分离塔3的底部连通有EG导出管6，EG导出管6上设置有导出泵7，导出泵7设置有两个。EG导出管6远离气液分离塔3的一端与换热器1连通。

加热纯化单元包括第二加热器8，第二加热器8的底端与气液分离塔3之间连通有回流管9，第二加热器8的下部连通有AA导出管10，AA导出管10上设置有离心风机11。

具体实施过程如下：将SSP循环系统内，含有大量AA的待处理EG通过管道引出(EG沸点为197.3℃、AA沸点为20.85℃)，并依次流经两个换热器1，进行初步换热，使得其被预升温至100-150℃左右。然后进入第一加热器2进行加热，使得其温度升高至150℃左右，该温度低于EG的沸点、远高于AA的沸点，在该加热温度下，AA迅速气化并从EG中逸出，而EG保持原有液体状态。而后通过主管道4流至气液分离塔3内，实现AA气体与EG液体的分离。AA气体沿气液分离塔3顶端排出，而EG液体则落入气液分离塔3的底部，作为洁净EG在导出泵7的作用下沿EG导出管6被排出。处理后的洁净EG会沿EG导出管6进入换热器1的进气端，与待处理EG进行换热，并最终沿换热器1的出气端排出待用。

为了保证AA气体的有效排出，通过在气液分离塔3的下部连通氮气管道5，利用带有一定压力和流速的氮气，对AA气体进行导流，使AA气体随着氮气一起由气液分离塔3的上端排出到第二加热器8内。将第二加热器8的温度设置为35℃左右，该温度高于AA的沸点、远低于EG的沸点，会截留住EG，使得掺杂的EG沿回流管9回流至气液分离塔3中，而AA经纯化后在离心风机11的作用下沿AA导出管10排出。

本技术方案，通过模拟分析实际检测，AA从300ppm降低到58ppm，AA脱出率﹥80％，水从0.4％wt降低到0.34％wt，EG的损失≤0.5kg/h，实现了在高效脱出AA的同时，降低了EG的损耗，非常适合于推广应用。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中，主管道4靠近第一加热器2的一端与气液分离单元之间连通有支管道12，支管道12上设置有保护安全阀13，本实施例中的保护安全阀13为超温超压保护安全阀13，当检测到管道内的温度、压强达到预设阈值时则开启。

实际使用时，主管道4用于主要输送加热后的待处理EG，当检测到主管道4内出现超温超压现象时，保护安全阀13打开，部分加热后的待处理EG会沿支管道12流入气液分离单元内，具有减压分流的作用，提高系统运行的安全性。

实施例三

如图3所示，本实施例与实施例二的不同之处在于：本实施例中，气液分离塔3的下部还连通有纯净EG输入管14。

实际使用时，纯净EG输入管14在系统首次开车启动时，会向气液分离塔内通入纯净的EG用作系统预热，避免设备干烧骤热而出现损耗。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.乙二醇循环处理系统，其特征在于：包括用于对待脱醛乙二醇加热的加热单元和用于将乙醛气体与乙二醇液体分离的气液分离单元，加热单元与气液分离单元之间通过管道连通，所述气液分离单元的乙醛出气端还连通有用于纯化乙醛气体的加热纯化单元。

2.根据权利要求1所述的乙二醇循环处理系统，其特征在于：所述乙二醇加热单元包括通过管道依次连通的换热器和第一加热器。

3.根据权利要求2所述的乙二醇循环处理系统，其特征在于：所述第一加热器与气液分离单元之间连通有主管道，主管道靠近第一加热器的一端与气液分离单元之间连通有支管道，支管道上设置有保护安全阀。

4.根据权利要求3所述的乙二醇循环处理系统，其特征在于：所述气液分离单元包括气液分离塔和氮气管道；所述氮气管道连通在气液分离塔的下部，气液分离塔的底部连通有乙二醇导出单元。

5.根据权利要求4所述的乙二醇循环处理系统，其特征在于：所述乙二醇导出单元包括EG导出管和设置在EG导出管上的导出泵，所述EG导出管远离气液分离塔的一端与换热器连通。

6.根据权利要求5所述的乙二醇循环处理系统，其特征在于：所述加热纯化单元包括第二加热器，第二加热器的底端与气液分离塔之间连通有回流管，第二加热器的下部连通有AA导出管，AA导出管上设置有离心风机。

7.根据权利要求6所述的乙二醇循环处理系统，其特征在于：所述气液分离塔的下部还连通有纯净EG输入管。

8.根据权利要求7所述的乙二醇循环处理系统，其特征在于：所述换热器设置有两个。

9.根据权利要求8所述的乙二醇循环处理系统，其特征在于：所述导出泵设置有两个。