一种合成气制乙二醇产物的分离装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种合成气制乙二醇的分离装置，包括馏分切割塔、分隔壁精馏塔、普通精馏塔和刮板式分子蒸发装置，其中，馏分切割塔分别与分隔壁精馏塔、普通精馏塔和刮板式分子蒸发装置通过管线相连通。馏分切割塔和分隔壁精馏塔均为分隔壁型精馏塔，在塔内部通过一块可移动的隔板将整塔分隔开来，且该分隔壁精馏塔能够拆分为两个塔、三个塔或多个塔。一个DWC塔就可以实现普通精馏双塔串联的效果，因此节能效果显著。该装置能够对每一个产品都进行有效分离，其较常规精馏装置而言，具有工艺设备流程简单，能耗低，设备投资小的特点。
【专利说明】一种合成气制乙二醇产物的分离装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种合成气制乙二醇的产物的分离装置。
【背景技术】
[0002]乙二醇，英文名称ethylene glycol，又名“甘醇”、“ I, 2_亚乙基二醇”，简称EG，是一种重要的有机化工原料，主要应用于生产聚酯纤维、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂、涂料、油墨等等，用途非常广泛。
[0003]2013年，我国乙二醇的年生产能力接近400万吨，但国内乙二醇需求量预计在1200万吨左右，市场缺口巨大。传统石油化工路线制备乙二醇虽然技术成熟，但随着原油资源的日益减少，开辟新的化工路线成为当务之急。
[0004]我国拥有丰富的煤炭资源，如何对煤炭进行深加工，生产高附加值的产品是国家近年来大力发展煤化工的主要原因。其中，煤基合成气制乙二醇已成为世界普遍关注的一项技术，在该工艺中，乙二醇的精制是保证乙二醇产品纯度的关键技术。
[0005]目前工业上对乙二醇产物的分离，通常是优化分离序列，对各组分逐一分离，此种方法涉及设备个数庞杂，工艺复杂，设备成本居高不下；且乙二醇产物中，由于化学性质极为接近，往往需要引入第三种溶剂才能对全组分物质进行有效分离，这使得工艺变得更复杂。
[0006]因此，如何有效改造设备，简化工艺，降低投资成本，是未来乙二醇产业的发展趋势。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是合成气制乙二醇工艺中产物分离引入第三种溶剂导致工艺复杂，能耗高的问题，提供一种新的全流程分离装置，旨在对每一个产品都进行有效分离。该装置较常规精馏装置而言，具有工艺流程简单，能耗低的特点。
[0008]本实用新型采用的技术方案如下:
[0009]一种合成气制乙二醇的分离装置，包括馏分切割塔、分隔壁精馏塔、普通精馏塔和刮板式分子蒸发装置，其中，馏分切割塔分别与分隔壁精馏塔、普通精馏塔和刮板式分子蒸发装置通过管线相连通。
[0010]进一步地，所述馏分切割塔和分隔壁精馏塔均为分隔壁型精馏塔，在塔内部通过一块可移动的隔板将整塔分隔开来，且该分隔壁精馏塔能够拆分为两个塔、三个塔或多个
塔
[0011]进一步地，所述刮板式分子蒸发装置包括刮板式分子蒸发塔一塔和刮板式分子蒸发塔二塔；其中刮板式分子蒸发塔一塔的外壁出口与刮板式分子蒸发塔二塔的入口通过管线相连通。
[0012]进一步地，所述馏分切割塔将合成气制乙二醇的产物切割馏分，轻组分从馏分切割塔顶以管线与分隔壁精馏塔的入口相连；中间组分从馏分切割塔塔中部通过管线与普通精馏塔的入口相连；重组分从馏分切割塔塔底通过管线与刮板式分子蒸发塔一塔的入口相连。
[0013]进一步地，所述刮板式分子蒸发塔一塔和刮板式分子蒸发塔二塔均设有脱气系统、加热系统、冷却真空系统和物料循环装置。
[0014]进一步地，所述馏分切割塔、分隔壁精馏塔和普通精馏塔均设有回流比控制器和再沸器。
[0015]本实用新型引入的分隔壁精懼塔(Dividing Wall Column,简称DWC)是在普通精馏塔内部构造一块垂直壁，该垂直壁可固定不动，也可上下移动，也可直接延伸至塔顶或塔底。DWC塔被分隔壁分开成两部分，分隔壁左边部分可简单称之为预分馏段或者副塔，分隔壁右边部分称之为主塔，DWC塔实际上是完全热耦合精馏塔的一种特殊形式，在热力学性质上等同于一个Petlyuk (热偶精馏)塔，分离原理也与Petlyuk塔相近。由于DWC塔避免了待分离物料中中间组分的返混，中间组分侧线采出处浓度可以达到最大，一个DWC塔就可以实现普通精馏双塔串联的效果，且比普通精馏塔双塔串联少一个再沸器，因此节能效果显著。
[0016]本实用新型引入的刮板式分子蒸发装置是一种物理分离装置，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离，所谓分子运动自由程是指相邻分子碰撞之间所走的路程。当液体混合物沿加热筒体流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，就达到物质分离的目的。分子蒸发操作温度低(远低于沸点)、真空度高、受热时间短，因此适宜于高沸点物质的分离。在分子蒸发中加入刮板，可以控制液膜厚度，能够有效提高分离效率。
[0017]相对于现有技术合成气制乙二醇产物的组分复杂，多元醇(乙二醇、1，2-丙二醇，1，2-丁二醇)之间沸点比较接近，单纯采用普通精馏的装置难以有效分离使工艺复杂的问题，本实用新型采用分隔壁精馏塔和刮板式分子蒸发塔相结合的方式，不引入第三种溶剂，首先用分隔壁精馏塔将乙二醇产物进行三段切割，进而用分隔壁精馏塔有效分离甲醇-乙醇-水体系，用普通精馏塔精馏乙醇酸甲酯-草酸二甲酯体系，用刮板式分子蒸发塔分离乙二醇-1，2-丙二醇-1，2- 丁二醇体系，低温下直接分离得到乙二醇产品，可以有效节省设备投资，降低能耗，取得较好的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为合成气制乙二醇产物的分离工艺设备流程图。
[0019]图1中，I为馏分切割塔；2为分隔壁精馏塔；3为普通精馏塔；4为刮板式分子蒸发塔一塔；5为刮板式分子蒸发塔二塔。
【具体实施方式】
[0020]下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但是，本实用新型的范围并不只局限于实施例所覆盖的范围。
[0021]如图1所示，合成气制乙二醇产物的分离装置，包括馏分切割塔1、分隔壁精馏塔2、普通精馏塔3、刮板式分子蒸发塔一塔4和刮板式分子蒸发塔二塔5。其中馏分切割塔I分别与分隔壁精馏塔2、普通精馏塔3和刮板式分子蒸发塔一塔4通过管线相连通；刮板式分子蒸发塔一塔4的外壁出口和刮板式分子蒸发塔二塔5入口通过管线相连通。
[0022]其中，馏分切割塔I和分隔壁精馏塔2均为分隔壁型精馏塔，在塔内部通过一块可移动的隔板将整塔分隔开来，且该分隔壁精馏塔能够拆分为两个塔、三个塔或多个塔。
[0023]馏分切割塔I将合成气制乙二醇的产物切割馏分，轻组分从馏分切割塔I塔顶以管线与分隔壁精馏塔2的入口相连；中间组分从馏分切割塔I塔中部通过管线与普通精馏塔3的入口相连；重组分从馏分切割塔I塔底通过管线与刮板式分子蒸发塔一塔4的入口相连。
[0024]馏分切割塔1、分隔壁精馏塔2和普通精馏塔3均设有回流比控制器和再沸器。刮板式分子蒸发塔一塔4和刮板式分子蒸发塔二塔5均设有脱气系统、加热系统、冷却真空系统和物料循环装置。
[0025]合成气制乙二醇产物作为原料进入馏分切割塔I进行馏分切割，通过调节温度，将产物馏分切割成三部分:甲醇、乙醇和水，乙醇酸甲酯和草酸二甲酯，乙二醇、1，2-丙二醇和I，2-丁二醇。
[0026]作为轻组分的甲醇、乙醇和水的混合物进入分隔壁精馏塔2对混合物进行彻底分离，塔顶采出轻组分甲醇(ω w> 99%)，侧线采出乙醇和水的混合物(由于甲醇的加入彻底破坏了乙醇-水的共沸体系，在全组分范围内乙醇和水的相对挥发度都大于1)，且组成大于乙醇-水的共沸组成(ω己醇〉96%)，塔底为水。
[0027]作为中间组分的乙`醇酸甲酯和草酸二甲酯混合物进入普通精馏塔3进行有效分离，塔顶采出轻组分乙醇酸甲酯(ω99%)，塔釜为草酸二甲酯(ω草酸二￥ii> 99%)。
[0028]作为重组分的乙二醇、1，2-丙二醇和1，2- 丁二醇混合物进入刮板式分子蒸发装置，该蒸发装置中刮板式分子蒸发塔一塔4和刮板式分子蒸发塔二塔5经管线串联连接，该混合物经管线进入到刮板式分子蒸发塔一塔4的入口，调节塔4压力为15kPa，内壁采出乙二醇(ω己二醇〉99%)，外壁的1，2-丙二醇和1，2-丁二醇混合物经管线进入到刮板式分子蒸发塔二塔5的入口处，调节塔5压力为IOkPa,经过有效分离，内壁采出1，2-丙二醇(ω 12_丙二醇>97%)，外壁采出 1，2-丁二醇((012_丁二醇>97%)。\
[0029]本实用新型一种合成气制乙二醇产物的分离装置，因为引入了分隔壁精馏塔，总能耗较现有技术能耗，降低了 5%~20%;由于引入了刮板式分子蒸发塔，可以在不引入第三种溶剂的情况下对产物全组分进行有效分离，简化了工艺。并且本实用新型流程设计与现有技术相比，更加简化、合理，减少了设备台数，大大降低了设备投资费用。
[0030]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型技术方案作出的各种变形、改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种合成气制乙二醇的分离装置，其特征在于:包括馏分切割塔(I)、分隔壁精馏塔(2)、普通精馏塔(3)和刮板式分子蒸发装置，其中，馏分切割塔(I)分别与分隔壁精馏塔(2 )、普通精馏塔(3 )和刮板式分子蒸发装置通过管线相连通。
2.根据权利要求1所述合成气制乙二醇的分离装置，其特征在于:所述馏分切割塔(I)和分隔壁精馏塔(2)均为分隔壁型精馏塔，在塔内部通过一块可移动的隔板将整塔分隔开来，且该分隔壁精馏塔能够拆分为两个塔、三个塔或多个塔。
3.根据权利要求1所述合成气制乙二醇的分离装置，其特征在于:所述刮板式分子蒸发装置包括刮板式分子蒸发塔一塔(4)和刮板式分子蒸发塔二塔(5);其中刮板式分子蒸发塔一塔(4)的外壁出口与刮板式分子蒸发塔二塔(5)的入口通过管线相连通。
4.根据权利要求1或3所述合成气制乙二醇的分离装置，其特征在于:所述馏分切割塔(I)将合成气制乙二醇的产物切割馏分，轻组分从馏分切割塔(I)塔顶以管线与分隔壁精馏塔(2)的入口相连；中间组分从馏分切割塔(I)塔中部通过管线与普通精馏塔(3)的入口相连；重组分从馏分切割塔(I)塔底通过管线与刮板式分子蒸发塔一塔(4)的入口相连。
5.根据权利要求3所述合成气制乙二醇的分离装置，其特征在于:所述刮板式分子蒸发塔一塔(4)和刮板式分子蒸发塔二塔(5)均设有脱气系统、加热系统、冷却真空系统和物料循环装置。
6.根据权利要求1所述合成气制乙二醇的分离装置，其特征在于:所述馏分切割塔(I)、分隔壁精馏塔(2)和普通精馏塔(3)均设有回流比控制器和再沸器。
【文档编号】C07C67/54GK203474691SQ201320478601
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月6日 优先权日:2013年8月6日
【发明者】沈鹏飞, 王丹君, 李学强, 聂颖颖 申请人:陕西煤业化工技术研究院有限责任公司