高效提纯草酸酯加氢法所得乙二醇的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高效提纯草酸酯加氢法所得乙二醇的系统，其特征在于其特征在于包括换热单元、补充制冷设备、分离单元，LNG储罐的输送管道经过换热单元，草酸酯加氢制乙二醇粗产物输送管道与LNG输送反向地经过换热单元后连接至补充制冷设备，补充制冷设备经管道连接至并联的分离单元，分离单元的液体输送管路、固体输送管道与LNG输送同方向经过换热单元后分别连接至副产物回收装置和乙二醇回收装置。本实用新型能高效利用LNG冷能，获得高纯乙二醇。
【专利说明】高效提纯草酸酯加氢法所得乙二醇的系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种草酸酯加氢制乙二醇的工艺，高效利用LNG冷能提纯乙二醇，具体的说是通过换热方式将LNG气化时放出的高品位冷能用于冷冻提纯法精制乙二醇，分离丙二醇和丁二醇等副产物。取代目前共沸精馏方法提纯乙二醇，解决制乙二醇能耗过高、纯度低的问题。同时也有助于解决目前LNG冷能的梯级综合利用问题。
【背景技术】
[0002]乙二醇(EG)作为一种大宗化工产品和基础化工原料，其开发利用市场前景广阔。可以用来生产不饱和聚醋树脂、聚酯纤维、涂料、防冻剂、油墨润滑剂、炸药等。另外，一些特种溶剂例如乙二醇醚的生产也需要乙二醇。
[0003]目前许多大型乙二醇生产项目仍然以采用环氧乙烷(EO)直接水合法，该生产工艺虽然比较成熟、稳定但仍有许多缺点，例如流程冗长、设备较多、能耗很高，其原料乙烯成本占了产品乙二醇成本很大一部分。而这一生产工艺仍然依赖石油资源，随着石油资源的日渐缺乏，此种生产工艺未来将受到严重挑战。
[0004]草酸酯加氢制乙二醇过程是由煤气化生成合成气，合成气(CCHH2)经偶联反应合成草酸酯，草酸酯再进一步加氢生成乙二醇。原料煤资源丰富，价格相比于石油低廉，工艺简单，能耗较小，对反应条件的要求也很温和等诸多优势，这条技术路线在乙二醇市场中将极具竞争力和发展前景。但产物液相出料主要包括甲醇、乙醇、水、乙醇酸甲酯、草酸二甲酯、丙二醇、乙二醇和丁二醇等成分，其中1，2-丙二醇(沸点187°C )、乙二醇(沸点197.3°C )和1，2-丁二醇(沸点191~192°C)由于沸点接近难以使用普通精馏分离，影响最终产品的性能及市场价值，同时分离还存在能耗高的缺点。如聚酯级的乙二醇市场(乙二醇含量≥99.8%)价格大概在9000~10000元/吨左右，而防冻液级的乙二醇(乙二醇含量≥98%,含有丁二醇、丙二醇等杂质含量较高)市场价格仅在6000元/吨左右，产品的纯度将直接影响到产品最终的市场价值。
[0005]常规天然气从气田开采后经过净化和超低温处理，体积骤缩600倍转变为超低温液体(_162°C )，形成液化天然气(LNG)，可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高等特点。而LNG气化所需的热量，以往是通过与海水换热或者通过燃烧天然气补充加热的方式提供。如此巨量的冷能不仅没有被科学的利用，而且破坏了海洋生态环境甚至消耗了天然气资源。我国的LNG冷能利用还只是处于起步阶段，LNG冷能利用技术尚不成熟，要求寻找更合理的冷能梯级利用方式，提高冷能的附加值，以降低LNG的下游产品成本。
实用新型内容
[0006]为了合理的利用天然气气化时放出的冷能及进一步降低草酸脂制乙二醇方法中分离乙二醇、丙二醇和丁二醇的能耗，提高乙二醇纯度，本实用新型提出了草酸酯加氢法制备高纯乙二醇的工艺及其系统。
[0007]本实用新型申请采用了以下的技术方案:[0008]草酸酯加氢法制备高纯乙二醇的系统，包括换热单元、补充制冷设备、分离单元，LNG储罐的输送管道经过换热单元，草酸酯加氢制乙二醇粗产物输送管道与LNG输送反向地经过换热单元后连接至补充制冷设备，补充制冷设备经管道连接至并联的分离单元，分离单元的液体输送管路、固体输送管道与LNG输送同方向经过换热单元后分别连接至副产物回收装置和乙二醇回收装置。
[0009]草酸酯加氢法制备高纯乙二醇的工艺如下:
[0010]( I )LNG低温液体通过换热单元换热升温至室温气化后，天然气由天然气输送管道输送至界区外的天然气使用处；
[0011](2)将传统工艺制备的高温高压的草酸酯加氢制乙二醇粗产物经输送管道与LNG低温液体输送方向相反地经过换热单元，经换热单元预冷、辅助制冷设备辅助制冷，粗产物降温至_5°C~5°C经管道输送至分离单元；
[0012]草酸酯加氢制乙二醇粗产物的温度为50~200°C，压力为25_30bar ;各组份的质量分数是:乙二醇60~99%，丙二醇O~15%，丁二醇O~25% ；
[0013](3)根据1，2-丙二醇、乙二醇和1，2- 丁二醇凝固点温度范围，在分离单元通过冷冻分离设备降温至-20~-40°C，使乙二醇呈固态，I, 2-丙二醇和1，2- 丁二醇呈液态，液态
I,2-丙二醇和1，2-丁二醇经余冷回收后作为副产物被分离回收；收集固态乙二醇，加温成液态后，经换热单元与高温高压的草酸酯加氢制乙二醇粗产物换热，为粗产物提供冷能，实现冷能回用，同时收集乙二醇纯品(乙二醇含量≥99.8%)。
[0014](4)分离单元内所进行的是由冷冻分离以及固体收集组成的间歇式过程，通过并联的两组冷冻分离系统交替进行冷冻分离、固体收集过程，使分离单元使可达到连续净化乙二醇产品的目的，生产率高。
[0015]本实用新型利用1，2_丙二醇(凝固点-60°C)、乙二醇(凝固点-11.5°C)和1，2- 丁二醇(凝固点-50°C)凝固点不同的特点，将LNG的冷能耦合到冷冻分离净化工艺流程中，通过换热方式将LNG气化时放出的高品位冷能用于冷冻提纯法精制乙二醇，去除1，2-丙二醇和1，2-丁二醇等杂质，突破了借助沸点分离乙二醇中杂质的传统方式。在冷冻分离净化单元以LNG的冷能利用为主，压缩机、膨胀机辅助制冷的工艺与共沸精馏方法相t匕，将大幅降低能耗。同时可以综合利用LNG的冷能，缓解LNG气化时对环境的负面影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的工艺流程图；
[0017]图中，1.LNG储罐，2.换热单元，3.辅助制冷设备，4.乙二醇、1，2_丙二醇和1，2- 丁二醇分离单元；
[0018]101.LNG输送管道，102.天然气输送管道，103.草酸酯加氢制乙二醇粗产物输送管道，104.换热乙二醇粗产物输送管道，105.进分离单元乙二醇粗产物输送管道，106.乙二醇产品输送管道，107.1, 2-丙二醇和1，2- 丁二醇回收管道，108.乙二醇产品进料管道，109.副产物回收装置进料管道。
【具体实施方式】
[0019]以下将结合实施例对本申请的技术方案进一步详细阐述:[0020]实施例1
[0021]图1是本实用新型的工艺流程图，参照图1所示，所采用的装置包括换热单元2，补充制冷设备3，乙二醇、1，2-丙二醇和1，2- 丁二醇分离单元4。换热单元2与LNG储罐I通过管道101相连，_162°C的LNG低温液体通过换热单元2换热升温至室温气化。气化后天然气由天然气输送管道102输送至界区外的天然气使用处。温度为180°C，压力为30bar草酸酯加氢制乙二醇粗产物(乙二醇的质量分数为70%，I, 2-丙二醇的质量分数为15%，I, 2- 丁二醇的质量分数为15%)以2500Kg/h的流速经粗产物输送管道103进入换热单元2换热降温至0°C。降温后的粗产物通过换热乙二醇粗产物输送管道104输送至辅助制冷设备3，在辅助制冷设备3中粗产物进一步降温至-5°C由进分离单元乙二醇粗产物输送管道105输送至乙二醇、1,2-丙二醇和1,2-丁二醇分离单元4。
[0022]在分离单元4通过冷冻分离设备在-2 5 °C条件下分离乙二醇粗产物中乙二醇、1，2-丙二醇和1,2-丁二醇等产物，其中液体产品1,2-丙二醇质量分数为49.6%、1，2_ 丁二醇质量分数为49.6%通过1，2-丙二醇和1，2- 丁二醇回收管道107输送至换热单元2进行余冷回收。余冷回收后的副产物可通过副产物回收装置进料管道109进入副产物回收装置。
[0023]其中固体产品乙二醇质量分数为99.9%经收集后加温至0°C，以1745kg/h的流速由乙二醇产品输送管道106送至换热单元与180°C，压力为30bar草酸酯加氢制乙二醇粗产物换热，为粗产物提供冷能，实现冷能回用，同时使乙二醇产品经乙二醇产品进料管道108进入乙二醇产品单元(纯度为99.9%)。
[0024]分离单元由冷冻分离以及固体收集组成的间歇式过程，通过并联的两组冷冻分离系统交替进行冷冻分离、固体收集过程，使分离单元使可达到连续净化乙二醇产品的目的，
生产率高。
[0025]以上所述仅为本专利的较佳实施例，凡依本专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本专利涵盖范围。
【权利要求】
1.高效提纯草酸酯加氢法所得乙二醇的系统，其特征在于包括换热单元、补充制冷设备、分离单元，LNG储罐的输送管道经过换热单元，草酸酯加氢制乙二醇粗产物输送管道与LNG输送反向地经过换热单元后连接至补充制冷设备，补充制冷设备经管道连接至并联的分离单元，分离单元的液体输送管路、固体输送管道与LNG输送同方向经过换热单元后分别连接至副产物回收装置和乙二醇回收装置。
【文档编号】C07C31/20GK203382692SQ201320375531
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2013年6月26日
【发明者】穆立文, 杜向前, 张岗, 巴换粉, 张立刚, 徐晓明, 吴元玲, 贺平, 乔风笙, 吴耀方, 徐枫, 刘维佳, 沈建锋, 袁红兰, 李明波 申请人:江苏中核华纬工程设计研究有限公司