乙二醇和1,2-丁二醇的分离方法、工艺及装置的制造方法_2

文档序号:9857443阅读:来源:国知局
催化采用固体酸或固体碱树脂催化剂的一种或者混合;醛/酮分离塔(T51,T61)操作压力以绝压计为0.5?lOatm,回流比0.01?15,或者塔顶直接气相采出;缩醛/酮产物回收塔(T52,T62)操作压力以绝压计为0.1?10&加,回流比0.1?15;产品精制塔053 363)操作压力以绝压计为0.01?2atm,回流比0.01?10。
[0036]而且,I,2-丁二醇的缩醛/酮产物不进行水解,直接分离获得缩醛/酮产品,如附图2所示的塔T41,塔顶设置分相器,操作温度20?150°C,水相排出,有机相回流,塔T41以绝对压力计为0.05?5atm。
[0037]一套乙二醇和I,2_丁二醇混合物的分离精制装置,装置包含反应器(R1)、醛/酮回收塔(T11)、乙二醇缩醛/酮产物分离塔(T12)、丁二醇缩醛/酮产物分离塔(T13),缩醛/酮水解精馏塔(T21、T31)、乙二醇精制塔(T22)、I,2-丁二醇精制塔(T32)、冷凝器、再沸器、栗以及相关的进料管线和连接以上设备的管线;所有精馏塔塔顶和塔釜均设置冷凝器和再沸器。反应器(Rl)出料进入、醛/酮回收塔(Tll),塔顶采出未反应的醛/酮栗送回反应器(Rl),乙二醇缩醛/酮产物分离塔(T12);乙二醇缩醛/酮产物分离塔(T12)塔顶采出乙二醇缩醛/酮产物与水的混合物进入乙二醇缩醛/酮产物水解精馏塔(T21),塔釜采出流股进入丁二醇缩醛/酮产物分离塔(T13); 丁二醇缩醛/酮产物分离塔(T13)塔顶采出丁二醇缩醛/酮产物与水的混合物进入丁二醇缩醛/酮产物水解精馏塔(T31),塔釜采出未反应的二醇混合物循环使用;乙二醇缩醛/酮产物水解精馏塔(T21)中部设置反应段,塔顶采出醛/酮产物,用于循环使用,塔釜采出乙二醇与水的混合物进入乙二醇精制塔(T22);乙二醇精制塔(T22)塔顶脱除水,塔釜为乙二醇产品;丁二醇缩醛/酮产物水解精馏塔(T31)中部设置反应段,塔顶采出醛/酮产物,用于循环使用,塔釜采出丁二醇与水的混合物进入丁二醇精制塔(T32); 丁二醇精制塔(T32)塔顶脱除水,塔爸为1,2-丁二醇广品。
[0038]本发明的优点和有益效果如下:
[0039]1、本发明提供的分离精制方法能够将处于共沸状态乙二醇和I,2_丁二醇进行高效的分离,彻底解决了乙二醇和I,2_丁二醇因沸点接近而不能彻底分离的难题,获得高纯度的乙二醇产品、I,2-丁二醇产品或者其缩醛/酮产品。
[0040]2、本发明分离精制方法最显著的两点是节能和产品的回收产品品质,与现有通过单独精馏方法分离乙二醇和I,2-丁二醇相比,本发明通过转化成缩醛后再生成二醇,其能耗节省50-60%,回收产品品质高,回收的乙二醇为聚酯级,可以直接去用于聚酯生产,生产的I,2_丁二醇的纯度高达99%以上,也可以直接用于后续生产。
[0041]3、本发明提供的分离精制方法中缩合过程可以应用反应精馏方法,有机的耦合了反应与精馏过程,既节省了设备投资,又减少了后续分离的操作费用。
[0042]4、本发明中主要产品乙二醇产品纯度可以达到99.9 %以上,回收率可以达到99.5%以上,I,2_丁二醇产品纯度可以达到98.5%以上(I,2_丁二醇缩醛/酮产品纯度可以达到99.6%以上)。本发明的优点是采用反应精馏的方法,变因沸点接近、相对挥发度小且有共沸的乙二醇和I,2_丁二醇分离难题为容易分离的缩醛/酮产物的分离问题,有效的实现了乙二醇和I,2-丁二醇的分离。
[0043]5、本发明提供的分离精制方法应用于草酸酯法制乙二醇工艺中,可以减轻乙二醇分离纯化塔的负荷,提高乙二醇的品质和收率,同时回收高附加值产品I,2_丁二醇,实现很好的年经济效益。
[0044]6、本发明提供的分离精制方法可以很好的实现沸点很接近,且形成共沸的乙二醇和I,2_丁二醇混合物的分离,整个分离工艺过程操作简单、能耗较小,而且乙二醇,丁二醇(或者丁二醇缩醛/酮)产品纯度高,乙二醇回收率高。
【附图说明】
[0045]图1为乙二醇和I,2-丁二醇混合物反应分离提纯工艺流程示意图。
[0046]图2为改进的乙二醇和I,2_丁二醇混合物反应分离提纯工艺流程示意图。
[0047]图3为改进的乙二醇和I,2_丁二醇混合物反应分离提纯工艺流程示意图。
[0048]图4为改进的乙二醇和I,2_丁二醇混合物反应精馏分离提纯工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0049]下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
[0050]本发明提供的乙二醇和I,2_丁二醇混合物的分离精制方法,进料来源于煤制乙二醇工艺或者生物质催化制乙二醇工艺,首先将乙二醇和I,2_丁二醇通过缩醛或者缩酮反应形成相应的缩醛/酮产物液体混合物,再将含乙二醇和I,2-丁二醇的缩醛/酮产物液体混合物经过回收塔,回收未反应的醛/酮,液体混合物再通过分离塔,根据缩醛或者缩酮沸点差异,通过精馏实现不同缩醛/酮产物的分离,然后水解缩醛/酮产物获得乙二醇和I,2_丁二醇,再对乙二醇和I,2_丁二醇进行精制。使用的反应为缩醛或者缩酮反应,反应剂使用甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等醛或者丙酮、丁酮、环己酮等酮的一种。尤其是乙醛和丙酮效果较好。
[0051]—种乙二醇和I,2_丁二醇混合物的分离精制工艺,通过缩醛或者缩酮反应,把因沸点接近、相对挥发度小且有共沸的乙二醇和I,2_丁二醇分离难题转化为容易实现分离的缩醛/酮产物,从而实现他们的有效分离,方法包含以下步骤:
[0052]⑴含乙二醇和I,2-丁二醇的物流SOl与反应剂醛或者酮S02进入到反应器Rl中反应,采出反应产物S03;
[0053]⑵物流S03进入醛/酮回收塔Tll,塔顶排出主要包含未反应的醛/酮的物流S09,循环使用,塔釜采出缩醛/酮反应的生成物和未反应的二醇混合物流S10;
[0054]⑶物流SlO进入乙二醇缩醛/酮产物分离塔T12,塔顶采出乙二醇缩醛/酮产物与水的共沸物S16,塔釜采出含I,2-丁二醇缩醛/酮产物的流股S17;
[0055]⑷物流S17进入丁二醇缩醛/酮产物分离塔T13,塔顶采出丁二醇缩醛/酮产物与水的混合物流股S37,塔釜采出为反应的二醇混合物流股S38,循环至反应器Rl;
[0056](5)物流S16与补充的流股水S18进入缩醛/酮水解精馏塔T21,塔中部设置反应段,塔顶排出水解产物醛/酮S23,循环使用,塔釜采出含水的乙二醇流股S24;
[0057](6)物流S24进入乙二醇精制塔T22,塔顶排除水S30,可以循环使用,塔釜采出乙二醇产品S31;
[0058](7)物流S37与补充的流股水S40进入缩醛/酮水解精馏塔T31,塔中部设置反应段,塔顶排出水解产物醛/酮S45,循环使用,塔釜采出含水的I,2-丁二醇流股S46;
[0059](8)物流S46进入乙二醇精制塔T32,塔顶排除水S52,可以循环使用,塔釜采出乙二醇产品S53。
[0060]本申请还根据具体方案,提供上述步骤的较好的、收率较高的工艺参数,具体如下:
[0061]步骤⑴中的反应器Rl采用釜式反应器、固定床反应器的一种,操作压力以绝对压力计为0.5?lOatm,反应温度40?200°C,催化采用固体酸或固体碱树脂催化剂的一种或者混合,进入反应器中的醛/酮进料量与二醇进料总量的摩尔比为I?10。
[0062]步骤⑵的醛/酮回收塔Tl I以绝对压力计的操作压力为0.I?1atm,回流比0.0I?15,或者直接气相采出,不回流。
[0063]步骤⑶的乙二醇缩醛/酮产物分离塔T12以绝对压力计的操作压力为0.5?lOatm,回流比0.1?15。
[0064]步骤⑷的丁二醇缩醛/酮产物分离塔T13以绝对压力计的操作压力为0.01?5atm,回流比0.1?15。
[0065]步骤(5)的缩醛/酮水解精馏塔T21以绝对压力计的操作压力为0.1?lOatm,回流比
0.01?20,或者塔顶直接气相采出,不回流,补充的水S18与S16中的水总进料量与缩醛/酮的总进料量的摩尔比为I?10。
[0066]步骤(6)的乙二醇精制塔T22以绝对压力计的操作压力为0.01?2atm,回流比0.01?10。
[0067]步骤(7)的缩醛/酮水解精馏塔T31以绝对压力计的操作压力为0.1?lOatm,回流比
0.01?20,或者塔顶直接气相采出,补充的水S40与S37中的水总进料量与缩醛/酮的总进料量的摩尔比为I?10。
[0068]步骤(8)的I,2_丁二醇精制塔T32以绝对压力计的操作压力为0.01?2atm,回流比0.01 ?10。
[0069]还可以将I,2_丁二醇的缩醛/酮产物不进行水解,直接分离获得缩醛/酮产品,如附图2所示的塔T41,塔顶设置分相器,操作温度20?150°C,水相排出,有机相回流,塔T41以绝对压力计为0.05?5atm。
[0070]本发明还提供一种乙二醇和I,2_丁二醇混合物的分离精制设备,可以按照下述设备连接操作进行:
[0071]其装置主要包含反应器(Rl)、醛/酮回收塔(TH)、乙二醇缩醛/酮产物分离塔(T12)、丁二醇缩醛/酮产物分离塔(T13),缩醛/酮水解精馏塔(T21、T31)、乙二醇精制塔(下22)、1,2-丁二醇精制塔032)、冷凝器、再沸器、栗以及相关的进料管线和连接以上设备的管线;所有精馏塔塔顶和塔釜均设置冷凝器和再沸器。反应器(Rl)出料进入、醛/酮回收塔(Tll),塔顶采出未反应的醛/酮栗送回反应器(Rl),乙二醇缩醛/酮产物分离塔(T12);乙二醇缩醛/酮产物分离塔(T12)塔顶采出乙二醇缩醛/酮产物与水的混合物进入乙二醇缩醛/酮产物水解精馏塔(Τ21),塔釜采出流股进入丁二醇缩醛/酮产物分离塔(T13); 丁二醇缩醛/酮产物分离塔(Τ13)塔顶采出丁二醇缩醛/酮产物与水的混合物进入丁二醇缩醛/酮产物水解精馏塔(T31),塔釜采出未反应的二醇混合物循环使用;乙二醇缩醛/酮产物水解精馏塔(T21)中部设置反应段,塔顶采出醛/酮产物,用于循环使用,塔釜采出乙二醇与水的混合物进入乙二醇精制塔(T22);乙二醇精制塔(T22)塔顶脱除水,塔釜为乙二醇产品;丁二醇缩醛/酮产物水解精馏塔(T31)中部设置反应段,塔顶采出醛/酮产物,用于循环使用,塔釜采出丁二醇与水的混合物进入丁二醇精制
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