專利名稱：煤制乙二醇生產過程中副產殘液的回收裝置及方法
技術領域：
本發明屬于化工分離過程的工藝方法，進一步地說是涉及一種煤制乙二醇生產過程中副產殘液的回收裝置及方法。
背景技術：
乙二醇是最簡單和最重要的脂肪族二元醇，也是一種重要的石油化工基礎有機原料，廣泛應用于生產聚酯纖維，防凍劑，潤滑劑，增塑劑，非離子表面活性劑以及炸藥等，高純乙二醇可用作過硼酸銨的溶劑和介質，還可用于生產特種溶劑乙二醇醚。目前國內外化工企業均采用環氧乙烷水合生產乙二醇，但近年受到石油危機的影響，國內外研究學者均投入到以煤為原料生產乙二醇的研究中，針對我國目前乙二醇需求量近40%進口的現狀，國內研究單位和企業均投入大量的精力致力于煤制乙二醇工藝的研發中。目前國內以煤為原料制備乙二醇，主要有三條工藝路線:1、直接法:以煤氣化制取合成氣(C0+H2)，再由合成氣一步直接合成乙二醇。此技術的關鍵是催化劑的選擇，在相當長的時期內難以實現工業化。2、烯烴法:以煤為原料，通過氣化、變換、凈化后得到合成氣，經甲醇合成，甲醇制烯烴(MTO)得到乙烯，再經乙烯環氧化、環氧乙烷水合及產品精致最終得到乙二醇。該過程將煤制烯烴與傳統石油路線乙二醇相結合，技術較為成熟，但成本相對較高。
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3、草酸酯法:以煤為原料，通過氣化、變換、凈化及分離提純后分別得到CO和H2，其中CO通過催化偶聯合成及精制生產草酸酯，再經與H2進行加氫反應并通過精制后獲得聚酯級乙二醇的過程。該工藝流程短，成本低，是目前國內受到關注最高的煤制乙二醇技術，通常所說的“煤制乙二醇”就是特指該工藝。在乙二醇生產過程中會副產大量乙二醇殘液，按照5萬噸/年的生產規模，每年約產生3%-5%的殘液，其富含甲醇、乙醇、1，2-丙二醇、乙二醇和二乙二醇等組分，目前企業均將其當做廉價的溶劑進行銷售，造成了資源的浪費。若能采用合理的分離工藝將其回收利用，必能極大增強此副產廢液的資源化利用，因此本發明提出了一種由刮膜蒸發器和高效精密精餾耦合分離工藝來處理此化工生產廢液。
發明內容
本發明的目的是提供一種煤制乙二醇生產過程中副產殘液的回收裝置及方法，采用本工藝可以有效的回收乙二醇生產殘液中的甲醇，乙醇，1，2-丙二醇，乙二醇，二乙二醇等廣品，從而提聞殘液的資源綜合利用。本發明的技術方案如下:一種煤制乙二醇生產過程中副產殘液的回收方法，乙二醇殘液首先進入蒸發器，在常壓條件下操作，蒸發器頂部排出氣相物料進入輕組分冷凝器，經輕組分冷凝器冷凝后進入甲醇回收塔，經精餾處·理后甲醇回收塔塔頂得到甲醇產品，甲醇回收塔塔釜物料進入乙醇回收塔，乙醇回收塔塔頂得到乙醇產品，乙醇回收塔塔釜物料進入廢水處理塔,廢水處理塔塔頂得到達到排放標準的廢水，廢水處理塔塔釜物料進入刮膜蒸發器，蒸發器底部排出液相物料也進入刮膜蒸發器，刮膜蒸發器底部液相物料進入重沸物儲罐，刮膜蒸發器頂部氣相物料進入重組分冷凝器，經重組分冷凝器冷凝后進入1，2-丙二醇回收塔，1，2-丙二醇回收塔塔頂得到1，2-丙二醇產品，I, 2-丙二醇回收塔塔釜物料進入乙二醇回收塔，乙二醇回收塔塔頂得到乙二醇產品，塔釜得到二乙二醇產品。刮膜蒸發器22底部液相物料出口連接重沸物儲罐24。所述的蒸發器的操作壓力為常壓，操作溫度為100°C。所述的甲醇回收塔的理論板數為35 45，操作壓力為常壓，塔頂溫度為65 70°C，塔釜溫度為100 110°C。所述的乙醇回收塔的理論板數為30 40，操作壓力為常壓，塔頂溫度為80 90°C，塔釜溫度為100 110°C。所述的廢水處理塔的理論板數為20 30，操作壓力為常壓，塔頂溫度為100 105°C，塔釜溫度為130 140°C。所述的刮膜蒸發器的操作壓力為20 30kPa，操作溫度為200°C，轉速為200 300轉/分。所述的1，2-丙二醇回收塔的理論板數為30 40，操作壓力為20 30kPa，塔頂溫度為140 150°C，塔釜溫度為170 180°C。所述的乙二醇回收塔的理論板數為35 45，操作壓力為20 30kPa，塔頂溫度為160 170°C，塔釜溫度為190 200°C。本發明的煤制乙二醇生產過程中副產殘液的回收裝置，由蒸發器，輕組分冷凝器，甲醇回收塔，乙醇回收塔，廢水處理塔，刮膜蒸發器，重沸物儲罐，重組分冷凝器，1，2-丙二醇回收塔和乙二醇回收塔組成；蒸發器氣相物料出口連接輕組分冷凝器物料進口，輕組分冷凝器物料出口連接甲醇回收塔物料進口，甲醇回收塔塔頂得到甲醇產品，甲醇回收塔塔釜物料出口連接乙醇回收塔物料進口，乙醇回收塔塔頂得到乙醇產品，乙醇回收塔塔釜物料出口連接廢水處理塔物料進口，廢水處理塔塔頂得到達到排放標準的廢水，廢水處理塔塔釜物料出口連接蒸發器底部液相物料出口管道，蒸發器底部液相物料出口管道連接刮膜蒸發器物料進口，刮膜蒸發器底部液相物料出口連接重沸物儲罐，刮膜蒸發器上部氣相物料出口連接重組分冷凝器物料進口，重組分冷凝器物料出口連接1，2-丙二醇回收塔物料進口，1，2-丙二醇回收塔塔頂得到1，2-丙二醇產品，I, 2-丙二醇回收塔塔釜物料出口連接乙二醇回收塔物料 進口，乙二醇回收塔塔頂得到乙二醇產品，塔釜得到二乙二醇產品。上述的每個塔塔頂設置有冷凝器，塔釜設置有再沸器。所述高沸點物料為刮膜蒸發器中高沸點多元醇化合物，大致為乙二醇生產過程中產生的低聚物等高凝高沸物料，其可以作為燃料外售。按照5萬噸/年的生產規模，每年約產生3%_5%的殘液，經本裝置處理后每年約得到285噸甲醇產品，266噸乙醇產品，209噸1，2-丙二醇產品，741噸乙二醇產品，190噸二
乙二醇產品。本發明的優點在于所述的乙二醇殘液回收工藝可以有效的回收乙二醇殘液中的甲醇，乙醇，1，2-丙二醇，乙二醇，二乙二醇等產品，是一種高效且環保的回收分離工藝。不僅創造了良好的經濟效益，也創造了良好的社會效益。
圖1:乙二醇副產殘液的連續回收工藝的流程示意圖。其中:1 一乙二醇殘液，2—蒸發器，3—蒸發器頂部排出氣相物料，4一輕組分冷凝器，5—輕組分冷凝液，6—甲醇回收塔，7—甲醇回收塔冷凝器，8—甲醇產品，9一甲醇回收塔再沸器，10—甲醇回收塔塔釜物料，11 一乙醇回收塔，12 —乙醇回收塔冷凝器，13—乙醇產品，14 一乙醇回收塔再沸器，15—乙醇回收塔塔釜物料，16—廢水處理塔，17—廢水處理塔冷凝器，18—達到排放標準的廢水，19一廢水處理塔再沸器，20—廢水處理塔塔釜物料，21—蒸發器底部排出液相物料，22—刮膜蒸發器，23—重沸物，24—重沸物儲罐，25—刮膜蒸發器頂部氣相物料，26—重組分冷凝器，27—重組分冷凝液，28— 1，2-丙二醇回收塔，29-1, 2-丙二醇回收塔冷凝器，30— 1，2-丙二醇產品，31— 1，2-丙二醇回收塔再沸器，32—1, 2-丙二醇回收塔塔釜物料，33—乙二醇回收塔，34—乙二醇回收塔冷凝器，35—乙二醇產品，36—乙二醇回收塔再沸器，37—二乙二醇，
具體實施例方式下面結合實施例，進一步說明本發明，但本發明并不局限于實施例。本發明的設備如圖所示，蒸發器2氣相物料出口連接輕組分冷凝器4物料進口，輕組分冷凝器4物料出口連接甲醇回收塔6物料進口，甲醇回收塔6塔頂設置甲醇回收塔冷凝器7，塔釜設置甲醇回收塔再沸器9，甲醇回收塔6塔釜物料出口連接乙醇回收塔11物料進口，乙醇回收塔11塔頂設置乙醇回收塔冷凝器12，塔釜設置乙醇回收塔再沸器14，乙醇回收塔11塔釜物料出口連接廢水處理塔16物料進口，廢水處理塔16塔頂設置廢水處理塔冷凝器17，塔釜設置廢水處理塔再沸器19，廢水處理塔16塔釜物料出口連接蒸發器2底部液相物料出口管道，蒸發器2底部液相物料出口管道連接刮膜蒸發器22物料進口，刮膜蒸發器22底部液相物料出口連接重沸物儲罐24，刮膜蒸發器22上部氣相物料出口連接重組分冷凝器26物料進口，重組分冷凝器26物料出口連接1，2-丙二醇回收塔28物料進口，1，2-丙二醇回收塔28塔頂設置1，2-丙二醇回收塔冷凝器29，塔釜設置1，2-丙二醇回收塔再沸器31，I, 2-丙二醇回收塔28塔釜物料出口連接乙二醇回收塔33物料進口，乙二醇回收塔33塔頂設置乙二醇回收塔冷凝器34，塔釜設置乙二醇回收塔再沸器36。乙二醇殘液I首先進入蒸發器2，在常壓條件下操作，蒸發器2頂部排出氣相物料3進入輕組分冷凝器4，經輕組分冷凝器4冷凝后進入甲醇回收塔6，經精餾處理后甲醇回收塔6塔頂得到甲醇產品8，甲醇回收塔6塔釜物料10進入乙醇回收塔11，乙醇回收塔11塔頂得到乙醇產品13，乙醇回收塔11塔釜物料15進入廢水處理塔16，廢水處理塔16塔頂得到達到排放標準的廢水18，廢水處理塔16塔釜物料20進入刮膜蒸發器22，蒸發器2底部排出液相物料21也進入刮膜蒸發器22，刮膜蒸發器22底部液相物料23進入重沸物儲罐24，刮膜蒸發器22頂部氣相物料25進入重組分冷凝器26，經重組分冷凝器冷凝后進入1，2-丙二醇回收塔28，1，2-丙二醇回收塔28塔頂得到1，2-丙二醇產品30，1，2-丙二醇回收塔28塔釜物料32 進入乙二醇回收塔33，乙二醇回收塔33塔頂得到乙二醇產品35，塔釜得到二乙二醇產品37。實施例1
乙二醇殘液I以1700kg/h的流速進入蒸發器2，蒸發器2的操作壓力為常壓，操作溫度為110°C，蒸發器2頂部排出氣相物料3進入輕組分冷凝器4，經輕組分冷凝器4冷凝并冷卻到40°C后進入甲醇回收塔6，甲醇回收塔6的理論塔板數為35，操作壓力為常壓，塔頂溫度為65°C，塔釜溫度為100°C，經精餾處理后甲醇回收塔6塔頂得到95%甲醇產品8，甲醇回收塔6塔釜物料10進入乙醇回收塔11，乙醇回收塔11的理論塔板數為30，操作壓力為常壓，塔頂溫度為80°C，塔釜溫度為100°C，經精餾處理后乙醇回收塔11塔頂得到95%乙醇產品13，乙醇回收塔11塔釜物料15進入廢水處理塔16，廢水處理塔16的理論塔板數為20，操作壓力為常壓，塔頂溫度為100°C，塔釜溫度為130°C，經精餾處理后廢水處理塔16塔頂得到達到排放標準的廢水18，廢水處理塔16塔釜物料20進入刮膜蒸發器22，蒸發器2底部排出液相物料21也進入刮膜蒸發器22，刮膜蒸發器22的操作壓力為20kPa，操作溫度為2000C，轉速為200轉/分，刮膜蒸發器22底部液相物料23進入重沸物儲罐24，刮膜蒸發器22頂部氣相物料25進入重組分冷凝器26，經重組分冷凝器26冷凝并冷卻到80°C后進入1，2-丙二醇回收塔28，I, 2-丙二醇回收塔28的理論塔板數為30，操作壓力為20kPa，塔頂溫度為140°C，塔釜溫度為170°C，經精餾處理后1，2-丙二醇回收塔28塔頂得到96%1，2-丙二醇產品30，I, 2-丙二醇回收塔28塔釜物料32進入乙二醇回收塔33，乙二醇回收塔33的理論塔板數為35，操作壓力為20kPa，塔頂溫度為160°C，塔釜溫度為190°C，經精餾處理后乙二醇回收塔33塔頂得到99%乙二醇產品35，乙二醇回收塔33塔釜得到96% 二乙二醇產品37。實施例2乙二醇殘液I以1700kg/h的流速進入蒸發器2，蒸發器2的操作壓力為常壓，操作溫度為110°C，蒸發器2頂部排出氣相物料3進入輕組分冷凝器4，經輕組分冷凝器4冷凝并冷卻到40°C后進入甲醇回收塔6，甲醇回收塔6的理論塔板數為40，操作壓力為常壓，塔頂溫度為68°C，塔釜溫度為105°C，經精餾處理后甲醇回收塔6塔頂得到94%甲醇產品8，甲醇回收塔6塔釜物料10進入乙醇回收塔11，乙醇回收塔11的理論塔板數為35，操作壓力為常壓，塔頂溫度為 85°C，塔釜溫度為105°C，經精餾處理后乙醇回收塔11塔頂得到96%乙醇產品13，乙醇回收塔11塔釜物料15進入廢水處理塔16，廢水處理塔16的理論塔板數為25，操作壓力為常壓，塔頂溫度為103°C，塔釜溫度為135°C，經精餾處理后廢水處理塔16塔頂得到達到排放標準的廢水18，廢水處理塔16塔釜物料20進入刮膜蒸發器22，蒸發器2底部排出液相物料21也進入刮膜蒸發器22，刮膜蒸發器22的操作壓力為25kPa，操作溫度為2000C，轉速為250轉/分，刮膜蒸發器22底部液相物料23進入重沸物儲罐24，刮膜蒸發器22頂部氣相物料25進入重組分冷凝器26，經重組分冷凝器26冷凝并冷卻到80°C后進入1，2-丙二醇回收塔28，I, 2-丙二醇回收塔28的理論塔板數為35，操作壓力為25kPa，塔頂溫度為145°C，塔釜溫度為175°C，經精餾處理后1，2-丙二醇回收塔28塔頂得到97%1，2-丙二醇產品30，I, 2-丙二醇回收塔28塔釜物料32進入乙二醇回收塔33，乙二醇回收塔33的理論塔板數為40，操作壓力為25kPa，塔頂溫度為165°C，塔釜溫度為195°C，經精餾處理后乙二醇回收塔33塔頂得到99%乙二醇產品35，乙二醇回收塔33塔釜得到96% 二乙二醇產品37。實施例3乙二醇殘液I以1700kg/h的流速進入蒸發器2，蒸發器2的操作壓力為常壓，操作溫度為110°C，蒸發器2頂部排出氣相物料3進入輕組分冷凝器4，經輕組分冷凝器4冷凝并冷卻到40°C后進入甲醇回收塔6，甲醇回收塔6的理論塔板數為45，操作壓力為常壓，塔頂溫度為70°C，塔釜溫度為110°C，經精餾處理后甲醇回收塔6塔頂得到95%甲醇產品8，甲醇回收塔6塔釜物料10進入乙醇回收塔11，乙醇回收塔11的理論塔板數為40，操作壓力為常壓，塔頂溫度為90°C，塔釜溫度為110°C，經精餾處理后乙醇回收塔11塔頂得到95%乙醇產品13，乙醇回收塔11塔釜物料15進入廢水處理塔16，廢水處理塔16的理論塔板數為30，操作壓力為常壓，塔頂溫度為105°C，塔釜溫度為140°C，經精餾處理后廢水處理塔16塔頂得到達到排放標準的廢水18，廢水處理塔16塔釜物料20進入刮膜蒸發器22，蒸發器2底部排出液相物料21也進入刮膜蒸發器22，刮膜蒸發器22的操作壓力為30kPa，操作溫度為2000C，轉速為300轉/分，刮膜蒸發器22底部液相物料23進入重沸物儲罐24，刮膜蒸發器22頂部氣相物料25進入重組分冷凝器26，經重組分冷凝器26冷凝并冷卻到80°C后進入1，2-丙二醇回收塔28，I, 2-丙二醇回收塔28的理論塔板數為40，操作壓力為30kPa，塔頂溫度為150°C，塔釜溫度為180°C，經精餾處理后1，2-丙二醇回收塔28塔頂得到96%1，2-丙二醇產品30，I, 2-丙二醇回收塔28塔釜物料32進入乙二醇回收塔33，乙二醇回收塔33的理論塔板數為45，操作壓力為30kPa，塔頂溫度為170°C，塔釜溫度為200°C，經精餾處理后乙二醇回收塔33塔頂得到99%乙二醇產品35，乙二醇回收塔33塔釜得到96% 二乙二醇產品37。本發明提出的煤制乙二醇生產過程中副產殘液的回收裝置及方法，已通過較佳實施例子進行了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本發明內容，精神和范圍內對本文所述的設備和制備方法進行改動或適當變更與組合，來實現本發明技術。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域的人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發明的精神，范圍 和內容中。
權利要求
1.一種煤制乙二醇生產過程中副產殘液的回收方法，其特征在于乙二醇殘液首先進入蒸發器，在常壓條件下操作，蒸發器頂部排出氣相物料進入輕組分冷凝器，經輕組分冷凝器冷凝后進入甲醇回收塔，經精餾處理后甲醇回收塔塔頂得到甲醇產品，甲醇回收塔塔釜物料進入乙醇回收塔，乙醇回收塔塔頂得到乙醇產品，乙醇回收塔塔釜物料進入廢水處理塔，廢水處理塔塔頂得到達標的廢水，廢水處理塔塔釜物料進入刮膜蒸發器，蒸發器底部排出液相物料進入刮膜蒸發器，刮膜蒸發器底部液相物料進入重沸物儲罐，刮膜蒸發器頂部氣相物料進入重組分冷凝器，經重組分冷凝器冷凝后進入1，2-丙二醇回收塔，1，2-丙二醇回收塔塔頂得到1，2-丙二醇產品，I, 2-丙二醇回收塔塔釜物料進入乙二醇回收塔，乙二醇回收塔塔頂得到乙二醇產品，塔釜得到二乙二醇產品。
2.如權利要求I所述的回收方法，其特征是所述的蒸發器的操作壓力為常壓，操作溫度為100°C。
3.如權利要求I所述的回收方法，其特征是所述的甲醇回收塔的理論板數為35 45，操作壓力為常壓，塔頂溫度為65 70°C，塔釜溫度為100 110°C。
4.如權利要求I所述的回收方法，其特征是所述的乙醇回收塔的理論板數為30 40，操作壓力為常壓，塔頂溫度為80 90°C，塔釜溫度為100 110°C。
5.如權利要求I所述的回收方法，其特征是所述的廢水處理塔的理論板數為20 30，操作壓力為常壓，塔頂溫度為100 105°C，塔釜溫度為130 140°C。
6.如權利要求I所述的回收方法，其特征是所述的刮膜蒸發器的操作壓力為20 30kPa，操作溫度為200°C，轉速為200 300轉/分。
7.如權利要求I所述的回收方法，其特征是所述的1，2-丙二醇回收塔的理論板數為30 40，操作壓力為20 30kPa，塔頂溫度為140 150°C，塔釜溫度為170 180°C。
8.如權利要求I所述的回收方法，其特征是所述的乙二醇回收塔的理論板數為35 45，操作壓力為20 30kPa，塔頂溫度為160 170°C，塔釜溫度為190 200°C。
9.實現權利要求I方法的煤制乙二醇的殘液的回收裝置，其特征是由蒸發器，輕組分冷凝器，甲醇回收塔，乙醇回收塔，廢水處理塔，刮膜蒸發器，重沸物儲罐，重組分冷凝器，1，2-丙二醇回收塔和乙二醇回收塔組成；蒸發器氣相物料出口連接輕組分冷凝器物料進口，輕組分冷凝器物料出口連接甲醇回收塔物料進口，甲醇回收塔塔頂得到甲醇產品，甲醇回收塔塔釜物料出口連接乙醇回收塔物料進口，乙醇回收塔塔頂得到乙醇產品，乙醇回收塔塔釜物料出口連接廢水處理塔物料進口，廢水處理塔塔頂得到達到排放標準的廢水，廢水處理塔塔釜物料出口連接蒸發器底部液相物料出口管道，蒸發器底部液相物料出口管道連接刮膜蒸發器物料進口，刮膜蒸發器底部液相物料出口連接重沸物儲罐，刮膜蒸發器上部氣相物料出口連接重組分冷凝器物料進口，重組分冷凝器物料出口連接1，2-丙二醇回收塔物料進口，1，2-丙二醇回收塔塔頂得到1，2-丙二醇產品，I, 2-丙二醇回收塔塔釜物料出口連接乙二醇回收塔物料進口，乙二醇回收塔塔頂得到乙二醇產品，塔釜得到二乙二醇產品。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征是所述的每個塔塔頂設置有冷凝器，塔釜設置有再沸器。
全文摘要
本發明公開了一種煤制乙二醇生產過程中副產殘液的回收裝置及方法。乙二醇殘液進入蒸發器，蒸發器頂部物料進入甲醇回收塔，甲醇回收塔塔頂得到甲醇產品，甲醇回收塔塔釜物料進入乙醇回收塔，乙醇回收塔塔頂得到乙醇產品，乙醇回收塔塔釜物料進入廢水處理塔，廢水處理塔塔頂得到達到排放標準的廢水，廢水處理塔塔釜物料和蒸發器底部排出液相物料都進入刮膜蒸發器，刮膜蒸發器底部液相物料進入重沸物儲罐，刮膜蒸發器頂部物料進入1,2-丙二醇回收塔，1,2-丙二醇回收塔塔頂得到1,2-丙二醇產品，1,2-丙二醇回收塔塔釜物料進入乙二醇回收塔，乙二醇回收塔塔頂得到乙二醇產品，塔釜得到二乙二醇產品。
文檔編號C07C31/04GK103254030SQ20131018639
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月17日 優先權日2013年5月17日
發明者陸丁丁, 隋然, 何曉萍, 迪建東 申請人:天津天中福大科技發展有限公司