草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置的製作方法
2023-04-30 16:30:01
專利名稱：草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置。
背景技術：
乙二醇是一種重要的有機化工原料，主要用於生產聚酯纖維、防凍劑、不飽和聚酯樹脂、潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑以及炸藥等，此外還可以用於塗料、照相顯影液、 剎車液以及油墨等行業，用作過硼酸銨的溶劑和介質，用於生產特種溶劑乙二醇醚等，用途十分廣泛。當前，國內外大型乙二醇的工業化生產都採用環氧乙烷直接水合，S卩加壓水合法的工藝路線，生產技術基本上由英荷aiell、美國Halcon-SD以及美國UCC三家公司壟斷。 另外，乙二醇新合成技術的研究和開發工作也一直在取得進展。如Siell公司、UCC公司、 莫斯科門捷列夫化工學院、上海石化院等相繼開發了環氧乙烷催化水合法制乙二醇生產技術HalCOn-SD、UCC、Dow化學、日本觸媒化學以及三菱化學等公司相繼開發了碳酸乙烯酯法制乙二醇生產技術Dow化學等公司開發了乙二醇(EG)和碳酸二甲酯(DMC)聯產制乙二醇生產技術等。但上述方法的共同缺點是需要消耗乙烯資源，而對於目前乙烯主要靠傳統的石油資源煉製，且未來一段時期全球石油價格將長期高位運行的情況下，以資源豐富、價格便宜的天然氣或煤代替石油生產乙二醇(非石油路線，又叫CO路線)，可具備與傳統的乙烯路線相競爭的優勢。其中，合成氣合成EG新技術，可能會對EG生產工藝的革新產生重大的影響。以一氧化碳為原料製備草酸二甲酯，然後將草酸二甲酯加氫反應製備乙二醇是一條非常具有吸引力的煤化工路線。現在國內外對以一氧化碳為原料製備草酸二甲酯的研究取得了良好的效果，工業生產已經成熟。而將草酸二甲酯加氫製備乙二醇，仍有較多工作需要深入研究，尤其是如何有效提高草酸二甲酯加氫工序工藝裝置的長期穩定性，催化劑的壽命是影響生產裝置運行周期的決定性因素，實踐證明加氫工序原料的純度是影響加氫催化劑活性和選擇性的重要因素，原料中有害雜質的存在直接影響了加氫催化劑的使用壽命，脫除原料氣中的雜質，提高原料的純度是加氫工序科研攻關的重要課題。
實用新型內容為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種高效的草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，用以製備乙二醇，該裝置節能環保，實現了系統熱能的充分利用，在滿足工藝條件的前提下，原料氫氣得到了循環使用，實現了原料的最大化利用，有效解決了循環氣相中惰性氣體(氮氣、氬氣等)的累積問題，保證了反應氣體的有效濃度，同時，液相進料的雜質得到有效脫除，循環氣中有害雜質氣體的濃度得到了有效控制，解決了由於有害氣體濃度累積給加氫催化劑的活性和選擇性造成的困擾，保證了加氫工序長期穩定的運行。本實用新型提供的草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，包括通過管道順次連接的進料預熱器、進料加熱器、一段淨化器、二段淨化器和加氫反應器，其中，所述加氫反應器通過管道與所述進料預熱器連接；加氫產物冷卻器，通過管道與所述進料預熱器連接；以及， 加氫液相產物罐，通過管道與所述產物冷卻器連接。上述的草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，還包括壓縮機，通過管道分別與所述進料預熱器和所述加氫產物冷卻器連接；變壓吸附裝置，通過管道分別與所述進料預熱器和所述加氫產物冷卻器連接。上述變壓吸附裝置包括動力裝置壓縮機和吸附裝置。上述進料預熱器、所述進料加熱器和所述加氫產物冷卻器為間壁列管式換熱器或板殼式換熱器。上述一段淨化器、二段淨化器、加氫反應器均為固定床列管式反應器。本實用新型所能達到的有益效果是1、進料預熱器的使用。使加氫反應器出口氣體作為熱源給進料預熱，有效回收了系統熱能，減少了向系統內熱能輸入，節約了熱能消耗。2、進料加熱器的使用，使原料進料充分加熱，達到一段淨化器的溫度要求，保障了反應效果。3、一段、二段淨化器的使用。利用化學方法有效脫除了液相進料中的雜質，循環氣中的一氧化碳等有害氣體，實現了加氫反應原料的徹底淨化，有效控制了進入加氫反應器原料的純度，保證了加氫催化劑的活性和選擇性，提高了裝置的產能，並保證了加氫催化劑的使用壽命，有效確保了生產裝置的長期穩定運行；再次，加氫原料淨化後，加氫反應產物中的副產物降低，大大降低了加氫產物分離崗位的工作負荷。4、壓縮機的使用，使加氫反應器未反應的原料氣氫氣在系統打循環，原料氣氫氣得到充分利用；再次，為整個循環工序提供壓力保障。5、變壓吸附裝置的使用，排除了循環氣中的惰性氣體，使反應氣體的濃度控制在工藝指標之內，保證了加氫反應效率。
圖1是本實用新型草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置示意圖；圖2是本實用新型草酸二甲酯加氫制乙二醇工藝流程示意圖。附圖標記1、進料預熱器；2、進料加熱器；3、加氫產物冷卻器；4、一段淨化器；5、二段淨化器；6、加氫反應器；7、壓縮機；8、變壓吸附裝置；9、加氫液相產物罐。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型並能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。如圖1和2所示，新鮮氫氣、草酸二甲酯與循環氫氣一起通過管道進入進料預熱器 1換熱，進料預熱器1為列管式換熱器或板殼式換熱器，其殼程熱源為加氫反應器6出口產物，管程(或板程)為循環氫氣、新鮮氫氣和草酸二甲酯液相進料。換熱後，循環氫氣、新鮮氫氣和草酸二甲酯進入進料加熱器2進一步加熱，以達到一段淨化器4溫度的要求，進料加熱器2為列管式換熱器或板殼式換熱器，其殼程熱源為中壓蒸汽，管程(或板程)為循環氫氣、新鮮氫氣和草酸二甲酯。循環氫氣、新鮮氫氣和草酸二甲酯加熱氣化後，進入一段淨化器4，脫除掉草酸二甲酯帶進來的雜質，一段淨化器4為固定床列管式反應器，列管內填裝固體顆粒狀淨化劑，殼程為反應熱移出的冷載體(如脫鹽水)。一段淨化器4出口氣體進入二段淨化器5，對氣體進行二次淨化，二段淨化器5為固定床列管式反應器，列管內填裝固體顆粒狀淨化劑，殼程為反應熱移出的冷載體(如脫鹽水)。二段淨化器5出口的氣體進入加氫反應器6進行加氫反應，加氫反應器6為固定床列管式反應器，列管內填裝固體顆粒狀催化劑，殼程為反應熱移出的冷載體(如脫鹽水)。加氫反應器6出口產物進入進料預熱器1與進料原料換熱，上述出口產物被冷卻，然後在加氫產物冷卻器3中進行氣液分離，加氫產物冷卻器3為列管式換熱器或板殼換熱器，其殼程為循環水或冷凍水，管程 (或板程)為上述出口產物，上述出口產物被冷卻分離為液相和氣相，液相為加氫反應生成的乙二醇，進入加氫液相產物罐9，氣相為氫氣和少量惰性氣體等的混合氣體，體積百分比 90-100%的上述混合氣體進入壓縮機7，壓縮機7為提供動力裝置，實現原料氫氣的循環使用，體積百分比1-10%的上述混合氣體進入變壓吸附裝置8脫除系統中累積的惰性氣體， 變壓吸附裝置包括動力裝置壓縮機、吸附設備(含吸附劑)(圖中未示)，實現惰性氣體和循環氫氣的分離，脫除惰性氣體後的氣體與壓縮機7出口氣體匯合後循環使用。 以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型的保護範圍以權利要求書為準。
權利要求1.一種草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，其特徵在於，包括通過管道順次連接的進料預熱器、進料加熱器、一段淨化器、二段淨化器和加氫反應器，其中，所述加氫反應器通過管道與所述進料預熱器連接；加氫產物冷卻器，通過管道與所述進料預熱器連接；以及，加氫液相產物罐，通過管道與所述加氫產物冷卻器連接。
2.根據權利要求1所述的草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，其特徵在於，還包括壓縮機，通過管道分別與所述進料預熱器和所述加氫產物冷卻器連接；變壓吸附裝置，通過管道分別與所述進料預熱器和所述加氫產物冷卻器連接。
3.根據權利要求2所述的草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，其特徵在於，所述變壓吸附裝置包括動力裝置壓縮機和吸附裝置。
4.根據權利要求1所述的草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，其特徵在於，所述進料預熱器為列管式換熱器或板殼式換熱器。
5.根據權利要求1所述的草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，其特徵在於，所述進料加熱器為列管式換熱器或板殼式換熱器。
6.根據權利要求1所述的草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，其特徵在於，所述加氫產物冷卻器為列管式換熱器或板殼式換熱器。
7.根據權利要求1所述的草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，其特徵在於，所述一段淨化器、二段淨化器、加氫反應器均為固定床列管式反應器。
專利摘要本實用新型公開了一種草酸二甲酯加氫制乙二醇的裝置，包括通過管道順次連接的進料預熱器、進料加熱器、一段淨化器、二段淨化器和加氫反應器，其中，所述加氫反應器通過管道與所述進料預熱器連接；加氫產物冷卻器，通過管道與所述進料預熱器連接；以及，加氫液相產物罐，通過管道與所述加氫產物冷卻器連接。上述裝置節能環保，實現了系統熱能的充分利用，在滿足工藝條件的前提下，原料氫氣得到了循環使用，實現了原料的最大化利用，有效解決了循環氣相中惰性氣體(氮氣、氬氣等)的累積問題，同時，原料液相和氣相中的有害雜質得到有效脫除，解決了由於有害雜質濃度的積累給加氫催化劑的活性和選擇性造成的困擾，保證了加氫工序長期穩定運行。
文檔編號C07C29/149GK202139179SQ20112001321
公開日2012年2月8日 申請日期2011年1月17日 優先權日2011年1月17日
發明者於富紅, 劉春麗, 張永昌, 潘得勝 申請人:山東華魯恆升集團德化設計研究有限公司