催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)直接水合工藝反應(yīng)液中乙二醇濃度低，采用多效蒸發(fā)除水，導(dǎo)致工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備多、能耗高、生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)采用包括以下步驟：來(lái)自催化水合單元的重量百分比濃度為20~40%的乙二醇水溶液進(jìn)入蒸發(fā)器中部，分離后，塔底得到重量百分比濃度為60~70%的乙二醇水溶液，塔頂?shù)玫秸羝锪鞯募夹g(shù)方案較好地解決了該問(wèn)題，可用于環(huán)氧乙烷催化水合生產(chǎn)乙二醇的工業(yè)生產(chǎn)中。
【專利說(shuō)明】催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙二醇是重要的脂肪族二元醇，用途廣泛，主要用途是生產(chǎn)聚酯樹(shù)脂，包括纖維、薄膜及工程塑料；還可直接用作冷卻劑和防凍劑；同時(shí)也是生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂、增塑劑、油漆、膠粘劑、表面活性劑、炸藥及電容器電解液等產(chǎn)品不可缺少的物質(zhì)。
[0003]以環(huán)氧乙烷為原料制備乙二醇，主要有兩種工藝路線:一種為直接水合法，環(huán)氧乙烷與水在一定條件下反應(yīng)生成乙二醇，反應(yīng)不需要催化劑就可以進(jìn)行，分為催化水合和非催化水合兩種工藝；另一種為碳酸亞乙酯法，即環(huán)氧乙烷在催化劑作用下，先與CO2反應(yīng)生成碳酸亞乙酯，然后水解生成乙二醇。
[0004]目前工業(yè)生產(chǎn)乙二醇采用水合法的非催化工藝，也是當(dāng)今生產(chǎn)唯一使用的方法。該方法不使用催化劑，水和環(huán)氧乙烷的摩爾比(以下簡(jiǎn)稱水合比)為25~32: 1，反應(yīng)溫度150~190°C,反應(yīng)壓力3.7~4.0MPag。在高溫高壓下環(huán)氧乙燒直接水合合成乙二醇。分離時(shí)采用多效蒸發(fā)除去60%左右的水，然后經(jīng)乙二醇(MEG)精餾塔、二乙二醇(DEG)精餾塔、三乙二醇(TEG)精餾塔進(jìn)行最終分離。該生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備多、反應(yīng)條件苛刻，能耗高，直接影響到乙二 醇的生產(chǎn)成本。
[0005]為了解決以上問(wèn)題，各國(guó)研究者致力于環(huán)氧乙烷催化法合成乙二醇的研究。文獻(xiàn)CN1566050公開(kāi)了一種用于環(huán)氧乙烷催化水合制備乙二醇的方法，主要解決以往環(huán)氧乙烷非催化水合水比偏高，或催化水合所用的液體酸催化劑腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境，固體酸催化劑穩(wěn)定性差或穩(wěn)定性和活性不能同時(shí)達(dá)到理想狀態(tài)的缺陷。該方法使用的固體酸催化劑以鈮化合物為主要活性組份，以選自鍺、錫、鉛、銻、磷、硫、鐵或鈷中至少一種為助劑，在較低水比條件下反應(yīng)制備乙二醇。文獻(xiàn)CN101279230A公開(kāi)了一種可用于環(huán)氧乙烷催化水合合成乙二醇的均溫液-固相催化反應(yīng)器，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在對(duì)強(qiáng)放熱反應(yīng)撤熱困難、催化劑化學(xué)溶脹和遇熱膨脹易造成催化劑破碎、每根列管的阻力降不同的問(wèn)題。該反應(yīng)器主要由一個(gè)能承受壓力的殼體(1)、法蘭(2)、封頭(3)、倒置U型列管(4)、倒置U型列管支承板(5)、防U型管傾斜擋板(6)、枝狀分配器(7)和盤(pán)狀再分配器(8)、冷卻或加熱介質(zhì)進(jìn)口
(9)、冷卻或加熱介質(zhì)出口(10)和管箱隔板(11)、液態(tài)反應(yīng)物料由進(jìn)料管(12)進(jìn)、出料管
(13)出組成。
[0006]但是，目前的研究只是提出了一些催化水合制乙二醇的思路和初步方案，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的仍舊是環(huán)氧乙烷直接水合工藝。由于在反應(yīng)單元，水合比高達(dá)25~32: 1，導(dǎo)致反應(yīng)液中含有超過(guò)90重量％的水，分離時(shí)要采用四效蒸發(fā)除去其中的水，然后經(jīng)乙二醇(MEG)精餾塔、二乙二醇(DEG)精餾塔、三乙二醇(TEG)精餾塔進(jìn)行最終分離。該生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備多，能耗高，直接影響到乙二醇的生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)直接水合工藝反應(yīng)液中乙二醇濃度低，采用多效蒸發(fā)除水，導(dǎo)致工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備多、能耗高、生產(chǎn)成本高的問(wèn)題，提供一種新的催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法。該方法具有工藝流程短、設(shè)備少、能耗低、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，包括以下步驟:來(lái)自催化水合單元的重量百分比濃度為20~40%的乙二醇水溶液進(jìn)入蒸發(fā)器中部，分離后，塔底得到重量百分比濃度為60~70%的乙二醇水溶液，塔頂?shù)玫秸羝锪鳌?br> [0009]上述技術(shù)方案中，所述蒸發(fā)器的理論塔板數(shù)為:13~28塊，優(yōu)選范圍為:17~19塊。所述蒸發(fā)器的操作壓力為0.05~0.8MPa，優(yōu)選范圍為0.55~0.65MPa。塔頂操作溫度為80~200°C，優(yōu)選范圍為150~160°C;塔底操作溫度為120~200°C，優(yōu)選范圍為170~180°C。所述蒸發(fā)器用塔釜再沸器進(jìn)行加熱，再沸器操作溫度為150~230°C，操作壓力為1.5~2.5MPa。所述塔釜再沸器優(yōu)選方案為使用外界提供的中壓蒸汽提供熱量；所述中壓蒸汽壓力為1.5~2.5MPa。蒸發(fā)器塔頂?shù)玫降恼羝锪鲀?yōu)選方案為進(jìn)入低壓工業(yè)蒸汽管網(wǎng)利用。
[0010]本發(fā)明方法采用催化水合技術(shù)，使反應(yīng)溫度由現(xiàn)有直接水合工藝的150~190°C降低80~100°C，反應(yīng)壓力由3.7~4.0MPag降低至0.8~1.2MPag,同時(shí)將水合比由26~33降低至5~12。
[0011 ] 本發(fā)明方法中，由于采用來(lái)自環(huán)氧乙烷催化水合單元的濃度高達(dá)20~40 %的乙二醇水溶液為進(jìn)料，減少了分離流程中蒸發(fā)器的數(shù)量，僅用一個(gè)蒸發(fā)器就可以將乙二醇水溶液中含水量降低至30~40%，降低了反應(yīng)后分離的操作難度和設(shè)備費(fèi)用，降低了能耗；可以減少設(shè)備費(fèi)用30%以上，`降低能耗5%，取得了較好的技術(shù)效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
[0013]圖2為現(xiàn)有直接水合工藝流程示意圖，其中省略了塔釜再沸器。
[0014]圖1中，I為來(lái)自催化水合單元的反應(yīng)液，2為蒸發(fā)器，3為塔底乙二醇產(chǎn)品，4為塔頂蒸汽物流，5為塔釜再沸器。
[0015]圖2中，6為來(lái)自直接水合單元的反應(yīng)液，7為一效蒸發(fā)器，8為二效蒸發(fā)器，9為三效蒸發(fā)器，10為四效蒸發(fā)器，11為一效蒸發(fā)器塔釜物流，12為一效蒸發(fā)器塔頂蒸汽物流，13為二效蒸發(fā)器塔釜物流，14為二效蒸發(fā)器塔頂蒸汽物流，15為三效蒸發(fā)器塔釜物流，16為三效蒸發(fā)器塔頂蒸汽物流，17為塔底乙二醇產(chǎn)品，18為四效蒸發(fā)器塔頂蒸汽物流。
[0016]圖1中，來(lái)自催化水合單元的重量百分比濃度為20~40%的乙二醇水溶液I進(jìn)入蒸發(fā)器2中部。分離后，塔底得到重量百分比濃度為60~70%的乙二醇水溶液3，塔頂?shù)玫秸羝锪?。
[0017]圖2中，來(lái)自直接水合單元的重量百分比濃度為10~20%的乙二醇水溶液6，依次經(jīng)一效蒸發(fā)器7、二效蒸發(fā)器8、三效蒸發(fā)器9和四效蒸發(fā)器10除水后，在四效蒸發(fā)器塔釜得到重量百分比濃度為60~70%的乙二醇水溶液17。各蒸發(fā)器的塔頂蒸汽物流12、14、16和18可為各蒸發(fā)器塔釜再沸器提供熱量，也可以送至低壓工藝蒸汽管網(wǎng)利用。[0018]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
【具體實(shí)施方式】
[0019]【實(shí)施例1】
[0020]采用圖1所示流程，催化水合反應(yīng)單元生成的乙二醇水溶液I進(jìn)入蒸發(fā)器2進(jìn)行分離，塔底乙二醇混合溶液3進(jìn)入后續(xù)流程分離。塔頂產(chǎn)生的工藝蒸汽4送至低壓工藝蒸汽管網(wǎng)利用。蒸發(fā)器再沸器5使用界外提供的中壓蒸汽提供熱量。乙二醇混合溶液3中，乙二醇濃度為51.89重量％，二乙二醇濃度為11.29重量％，三乙二醇濃度為1.38重量％。乙二醇產(chǎn)品的總濃度為64.56重量％ (乙二醇產(chǎn)品包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇)。
[0021]其中，催化水合反應(yīng)單元生成的乙二醇水溶液I中，乙二醇濃度為21.53重量％，二乙二醇濃度為4.68重量％，三乙二醇濃度為0.57重量％。
[0022]蒸發(fā)器的操作條件為:理論塔板數(shù)為18塊，操作壓力為0.5906MPa，塔頂溫度為158.4°C，塔釜溫度為 171.8。。。
[0023]再沸器操作溫度為197.50C，操作壓力為1.6MPa。
[0024]以40萬(wàn)噸/年規(guī)模計(jì)，整個(gè)工藝流程能耗見(jiàn)表1。
[0025]表1
【權(quán)利要求】
1.一種催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，包括以下步驟:來(lái)自催化水合單元的重量百分比濃度為20-40%的乙二醇水溶液進(jìn)入蒸發(fā)器中部，分離后，塔底得到重量百分比濃度為60-70%的乙二醇水溶液，塔頂?shù)玫秸羝锪鳌?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，其特征在于所述蒸發(fā)器的理論塔板數(shù)為:13~28塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，其特征在于所述蒸發(fā)器的理論塔板數(shù)為:17~19塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，其特征在于所述蒸發(fā)器的操作壓力為0.05~0.8MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，其特征在于所述蒸發(fā)器的操作壓力為0.55~0.65MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，其特征在于塔頂操作溫度為8(T200°C，塔底操作溫度為12(T200°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，其特征在于塔頂操作溫度為15(Tl60°C，塔底操作溫度為17(Tl80°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，其特征在于所述蒸發(fā)器用塔釜再沸器進(jìn)行加熱，再沸器操作溫度為15(T230°C，操作壓力為1.5~2.5MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，其特征在于所述塔釜再沸器使用外界提供的中壓蒸汽提供熱量；所述中壓蒸汽壓力為1.5^2.5MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述催化水合生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品分離方法，其特征在于蒸發(fā)器塔頂?shù)玫降恼羝锪鬟M(jìn)入低壓工業(yè)蒸`汽管網(wǎng)利用。
【文檔編號(hào)】C07C31/20GK103709002SQ201210377872
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月8日
【發(fā)明者】陳迎, 薛宏慶, 張藝, 賈微, 賈震, 許慎艷 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中石化上海工程有限公司