具有热集成的分离乙二醇和1,2-丁二醇的方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有热集成的分离乙二醇和1,2-丁二醇的方法，主要解决现有技术中存在能耗高的问题。本发明通过采用包括第一分离塔C1、第二分离塔C2、第三分离塔C3以及第四分离塔C4的工艺流程，其中第一分离塔C1的所需热量部分来源于第三分离塔C3的物流7，部分来源于第一分离塔C1的塔釜再沸器E0的技术方案较好地解决了该问题，可用于分离含乙二醇和1,2-丁二醇物流的工业生产中。
【专利说明】具有热集成的分离乙二醇和1, 2- 丁二醇的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，特别是一种从草酸酯加氢制乙二醇的液相产物中分离提纯乙二醇的节能工艺方法。
【背景技术】
[0002]乙二醇是一种重要的基本有机化工原料，主要用于与对苯二甲酸共聚生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。此外，乙二醇也可用于生产防冻剂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂及炸药等，用途非常广泛。我国是乙二醇的消费大国，近年来随着一批大型PET装置的建成投产，对乙二醇的需求增加迅速，目前国内乙二醇的产量远不能满足需求，2010年我国乙二醇的的进口量为664.4万吨，预计2011年乙二醇的进口量将超过700万吨，因此，我国的乙二醇产业具有良好的发展前景。
[0003]以煤为原料生产乙二醇的工艺路线有多种，其中最具有工业化前景的是经合成气耦联制草酸酯，再通过草酸酯加氢生产乙二醇的路线。在草酸酯加氢制乙二醇的液相反应产物中，除了含有甲醇、乙醇酸酯等沸点较低的物质外，还含有少量1，2-丙二醇及1，2-丁二醇等与乙二醇沸点接近且容易与乙二醇共沸、通过普通精馏难以分离的物质，其中1，2- 丁二醇与乙二醇沸点最接近，与乙二醇最难分离。
[0004]关于乙二醇与1，2- 丁二醇的分离，尤其是草酸酯加氢制乙二醇液相产物的分离提纯工艺国内外鲜有报道。CN 101928201提出通过皂化反应、去甲醇、加氢反应、三塔普通精馏以及吸附处理的技术方案提纯合成气制乙二醇粗产品。该专利所涉及的技术方案中因三塔精馏分离提纯过程中1，2- 丁二醇与乙二醇发生共沸，未实现二者的完全分离，且带来乙二醇的产品损失，降低了产品收率。可采用的乙二醇分离提纯替代工艺是普通精馏与共沸精馏相结合的工艺，需要四个分离塔(以下简称普通四塔分离工艺)，其工艺流程是草酸酯加氢的液相产物依次经第一分离塔脱除甲醇等轻组分、经第二分离塔脱除酯类等轻组分、经第三分离塔(即共沸精馏塔)分离乙二醇和1，2- 丁二醇、经第四分离塔精制得到较高纯度的乙二醇产品。普通四塔分离工艺实现了乙二醇和1，2-丁二醇的完全分离，分离过程简单，乙二醇收率高、纯度高、紫外透过率值高。
[0005]然而，上述普通四塔分离工艺还存在以下缺点:1)由于草酸酯加氢制乙二醇的液相产物中甲醇含量很高(约为80%)，脱除其中的甲醇导致第一分离塔的冷、热能耗很高，占整个工艺能耗的60~80% ;2)第三分离塔加入共沸剂后，塔顶蒸汽量较大，并且由于塔顶共沸物温度较高，冷凝该部分蒸汽所需的冷量较大，占整个工艺能量消耗的第二位；因此，如果能够将第三分离塔的塔顶蒸汽进行利用，即将第三分离塔与第一分离塔进行热集成，系统将有一定的节能空间。若再考虑到第四分离塔的塔顶蒸汽及塔釜液体的温度较第一分离塔的塔釜温度高，并且第四分离塔的塔釜乙二醇产品需进一步冷却方可收集储存，将第四分离塔与第一分离塔进行热集成，系统将有进一步的节能空间。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是现有技术分离乙二醇和1，2-丁二醇，特别是从草酸酯加氢制乙二醇的液相产物中分离提纯乙二醇时，采用普通四塔分离工艺能耗高的问题，提供一种新的具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法。该方法具有工艺简单、能耗低，并且所得的乙二醇产品纯度高、紫外透过率值高的优点。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:一种具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，包括以下步骤:
a)含乙二醇和1，2-丁二醇的物流I进入第一分离塔Cl的中下部，塔顶蒸出主要包含轻组份的物流2，塔釜排出主要包含乙二醇和1，2- 丁二醇的物流3 ；
b)物流3进入第二分离塔C2的中下部，塔顶蒸出主要包含轻组份的物流4，塔釜排出主要包含乙二醇和1，2- 丁二醇的物流5 ；
c)物流5进入第三分离塔C3的中下部，包含共沸剂的物流6从第三分离塔C3的塔顶加入，塔顶蒸出主要为共沸剂与乙二醇形成的共沸物物流7，塔釜得到主要包含1，2- 丁二醇的物流8 ；
d)物流7经与第一分离塔Cl的塔釜液体换热后的物流9进入分相器Dl，分成富含共沸剂的上层物流10和富含乙二醇的下层物流11，物流10返回第三分离塔C3的塔顶继续参与共沸；
e)物流11进入第四分离塔C4的中上部，塔顶蒸出含有共沸剂的物流12，塔釜得到纯度大于99.9%的乙二醇产品物流13 ；
其中，第一分离塔Cl的所需热量部分来源于第三分离塔C3的物流7，部分来源于第一分离塔Cl的塔釜再沸器EO。
`[0008]上述技术方案中，所用的热集成方式可以为:第一分离塔Cl的所需热量部分来源于第三分离塔C3的塔顶蒸汽7、部分来源于第四分离塔C4的塔顶蒸汽12或塔釜高温液体13，其余来源于第一分离塔Cl的塔釜再沸器EO ;还可以为:第一分离塔Cl的所需热量部分来源于第三分离塔C3的塔顶蒸汽7、部分来源于第四分离塔C4的塔顶蒸汽12以及塔釜高温液体13，其余来源于第一分离塔Cl的塔釜再沸器E0。
[0009]上述技术方案中，第一分离塔Cl的所需热量的50~80%来源于第一分离塔Cl的塔釜再沸器E0。物流I中乙二醇的质量百分含量为5~30%。
[0010]上述技术方案中，第一分离塔Cl为第一脱轻塔，主要脱除原料中的甲醇，塔内有10~30块理论塔板；操作压力为常压；回流比R=0.1~5。第二分离塔C2为第二脱轻塔，主要脱除原料中的酯类化合物，塔内有20~50块理论塔板；以绝压计的操作压力为40~IOlkPa ;回流比R=0.3~6。第三分离塔C3为共沸精馏塔，塔内有8~30块理论塔板；以绝压计的操作压力为30~101.3kPa ;回流比R=0.8~5 ;共沸剂与原料中乙二醇的摩尔比为0.1~10:1，并且共沸剂与乙二醇不互溶。第四分离塔C4为乙二醇精制塔，塔内有60~120块理论塔板；以绝压计的操作压力为10~IOlkPa ;回流比R=3~60。所用共沸剂的结构式为:
【权利要求】
1.一种具有热集成的分离乙二醇和1，2- 丁二醇的方法，包括以下步骤: a)含乙二醇和1，2-丁二醇的物流I进入第一分离塔Cl的中下部，塔顶蒸出主要包含轻组份的物流2，塔釜排出主要包含乙二醇和1，2- 丁二醇的物流3 ； b)物流3进入第二分离塔C2的中下部，塔顶蒸出主要包含轻组份的物流4，塔釜排出主要包含乙二醇和1，2- 丁二醇的物流5 ； c)物流5进入第三分离塔C3的中下部，包含共沸剂的物流6从第三分离塔C3的塔顶加入，塔顶蒸出主要为共沸剂与乙二醇形成的共沸物物流7，塔釜得到主要包含1，2- 丁二醇的物流8 ; d)物流7经与第一分离塔Cl的塔釜液体换热后的物流9进入分相器D1，分成富含共沸剂的上层物流10和富含乙二醇的下层物流11，物流10返回第三分离塔C3的塔顶继续参与共沸； e)物流11进入第四分离塔C4的中上部，塔顶蒸出含有共沸剂的物流12，塔釜得到纯度大于99.9%的乙二醇产品物流13 ； 其中，第一分离塔Cl的所需热量部分来源于第三分离塔C3的物流7，部分来源于第一分离塔Cl的塔釜再沸器EO。
2.根据权利要求1所述具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，其特征在于第一分离塔Cl的所需热量的50~80%来源于第一分离塔Cl的塔釜再沸器E0。
3.根据权利要求1所述具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，其特征在于第一分离塔Cl的所需热量还有部分`来源于第四分离塔C4的物流12或/和物流13。
4.根据权利要求1所述具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，其特征在于物流I中乙二醇的质量百分含量为5~30%。
5.根据权利要求1所述具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，其特征在于第一分离塔Cl的理论塔板数为10~30块；操作压力为常压；回流比R=0.1~5。
6.根据权利要求1所述具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，其特征在于第二分离塔C2的理论塔板数为20~50块；以绝压计操作压力为40~IOlkPa ;回流比R=0.3 ~6。
7.根据权利要求1所述具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，其特征在于第三分离塔C3的理论塔板数为8~30块；以绝压计操作压力为30~101.3kPa ;回流比R=0.8~5 ;共沸剂与原料中乙二醇的摩尔比为0.1~10:1。
8.根据权利要求1所述具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，其特征在于共沸剂与乙二醇不互溶。
9.根据权利要求1所述具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，其特征在于第四分离塔C4的理论塔板数为60~120块；以绝压计的操作压力为10~IOlkPa ;回流比R=3 ~60。
10.根据权利要求1所述具有热集成的分离乙二醇和1，2-丁二醇的方法，其特征在于所用共沸剂的结构式为:
【文档编号】C07C31/20GK103664522SQ201210325026
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月5日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】郭艳姿, 肖剑 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院