高效提純草酸酯加氫法所得乙二醇的系統的製作方法
2023-12-09 11:51:26 1
高效提純草酸酯加氫法所得乙二醇的系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高效提純草酸酯加氫法所得乙二醇的系統，其特徵在於其特徵在於包括換熱單元、補充製冷設備、分離單元，LNG儲罐的輸送管道經過換熱單元，草酸酯加氫制乙二醇粗產物輸送管道與LNG輸送反向地經過換熱單元後連接至補充製冷設備，補充製冷設備經管道連接至並聯的分離單元，分離單元的液體輸送管路、固體輸送管道與LNG輸送同方向經過換熱單元後分別連接至副產物回收裝置和乙二醇回收裝置。本實用新型能高效利用LNG冷能，獲得高純乙二醇。
【專利說明】高效提純草酸酯加氫法所得乙二醇的系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種草酸酯加氫制乙二醇的工藝，高效利用LNG冷能提純乙二醇，具體的說是通過換熱方式將LNG氣化時放出的高品位冷能用於冷凍提純法精製乙二醇，分離丙二醇和丁二醇等副產物。取代目前共沸精餾方法提純乙二醇，解決制乙二醇能耗過高、純度低的問題。同時也有助於解決目前LNG冷能的梯級綜合利用問題。
【背景技術】
[0002]乙二醇(EG)作為一種大宗化工產品和基礎化工原料，其開發利用市場前景廣闊。可以用來生產不飽和聚醋樹脂、聚酯纖維、塗料、防凍劑、油墨潤滑劑、炸藥等。另外，一些特種溶劑例如乙二醇醚的生產也需要乙二醇。
[0003]目前許多大型乙二醇生產項目仍然以採用環氧乙烷(EO)直接水合法，該生產工藝雖然比較成熟、穩定但仍有許多缺點，例如流程冗長、設備較多、能耗很高，其原料乙烯成本佔了產品乙二醇成本很大一部分。而這一生產工藝仍然依賴石油資源，隨著石油資源的日漸缺乏，此種生產工藝未來將受到嚴重挑戰。
[0004]草酸酯加氫制乙二醇過程是由煤氣化生成合成氣，合成氣(CCHH2)經偶聯反應合成草酸酯，草酸酯再進一步加氫生成乙二醇。原料煤資源豐富，價格相比於石油低廉，工藝簡單，能耗較小，對反應條件的要求也很溫和等諸多優勢，這條技術路線在乙二醇市場中將極具競爭力和發展前景。但產物液相出料主要包括甲醇、乙醇、水、乙醇酸甲酯、草酸二甲酯、丙二醇、乙二醇和丁二醇等成分，其中1，2-丙二醇(沸點187°C )、乙二醇(沸點197.3°C )和1，2-丁二醇(沸點191~192°C)由於沸點接近難以使用普通精餾分離，影響最終產品的性能及市場價值，同時分離還存在能耗高的缺點。如聚酯級的乙二醇市場(乙二醇含量≥99.8%)價格大概在9000~10000元/噸左右，而防凍液級的乙二醇(乙二醇含量≥98%,含有丁二醇、丙二醇等雜質含量較高)市場價格僅在6000元/噸左右，產品的純度將直接影響到產品最終的市場價值。
[0005]常規天然氣從氣田開採後經過淨化和超低溫處理，體積驟縮600倍轉變為超低溫液體(_162°C )，形成液化天然氣(LNG)，可以大大節約儲運空間，而且具有熱值大、性能高等特點。而LNG氣化所需的熱量，以往是通過與海水換熱或者通過燃燒天然氣補充加熱的方式提供。如此巨量的冷能不僅沒有被科學的利用，而且破壞了海洋生態環境甚至消耗了天然氣資源。我國的LNG冷能利用還只是處於起步階段，LNG冷能利用技術尚不成熟，要求尋找更合理的冷能梯級利用方式，提高冷能的附加值，以降低LNG的下遊產品成本。
實用新型內容
[0006]為了合理的利用天然氣氣化時放出的冷能及進一步降低草酸脂制乙二醇方法中分離乙二醇、丙二醇和丁二醇的能耗，提高乙二醇純度，本實用新型提出了草酸酯加氫法製備高純乙二醇的工藝及其系統。
[0007]本實用新型申請採用了以下的技術方案:[0008]草酸酯加氫法製備高純乙二醇的系統，包括換熱單元、補充製冷設備、分離單元，LNG儲罐的輸送管道經過換熱單元，草酸酯加氫制乙二醇粗產物輸送管道與LNG輸送反向地經過換熱單元後連接至補充製冷設備，補充製冷設備經管道連接至並聯的分離單元，分離單元的液體輸送管路、固體輸送管道與LNG輸送同方向經過換熱單元後分別連接至副產物回收裝置和乙二醇回收裝置。
[0009]草酸酯加氫法製備高純乙二醇的工藝如下:
[0010]( I )LNG低溫液體通過換熱單元換熱升溫至室溫氣化後，天然氣由天然氣輸送管道輸送至界區外的天然氣使用處；
[0011](2)將傳統工藝製備的高溫高壓的草酸酯加氫制乙二醇粗產物經輸送管道與LNG低溫液體輸送方向相反地經過換熱單元，經換熱單元預冷、輔助製冷設備輔助製冷，粗產物降溫至_5°C~5°C經管道輸送至分離單元；
[0012]草酸酯加氫制乙二醇粗產物的溫度為50~200°C，壓力為25_30bar ;各組份的質量分數是:乙二醇60~99%，丙二醇O~15%，丁二醇O~25% ；
[0013](3)根據1，2-丙二醇、乙二醇和1，2- 丁二醇凝固點溫度範圍，在分離單元通過冷凍分離設備降溫至-20~-40°C，使乙二醇呈固態，I, 2-丙二醇和1，2- 丁二醇呈液態，液態
I,2-丙二醇和1，2-丁二醇經餘冷回收後作為副產物被分離回收；收集固態乙二醇，加溫成液態後，經換熱單元與高溫高壓的草酸酯加氫制乙二醇粗產物換熱，為粗產物提供冷能，實現冷能回用，同時收集乙二醇純品(乙二醇含量≥99.8%)。
[0014](4)分離單元內所進行的是由冷凍分離以及固體收集組成的間歇式過程，通過並聯的兩組冷凍分離系統交替進行冷凍分離、固體收集過程，使分離單元使可達到連續淨化乙二醇產品的目的，生產率高。
[0015]本實用新型利用1，2_丙二醇(凝固點-60°C)、乙二醇(凝固點-11.5°C)和1，2- 丁二醇(凝固點-50°C)凝固點不同的特點，將LNG的冷能耦合到冷凍分離淨化工藝流程中，通過換熱方式將LNG氣化時放出的高品位冷能用於冷凍提純法精製乙二醇，去除1，2-丙二醇和1，2-丁二醇等雜質，突破了藉助沸點分離乙二醇中雜質的傳統方式。在冷凍分離淨化單元以LNG的冷能利用為主，壓縮機、膨脹機輔助製冷的工藝與共沸精餾方法相t匕，將大幅降低能耗。同時可以綜合利用LNG的冷能，緩解LNG氣化時對環境的負面影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的工藝流程圖；
[0017]圖中，1.LNG儲罐，2.換熱單元，3.輔助製冷設備，4.乙二醇、1，2_丙二醇和1，2- 丁二醇分離單元；
[0018]101.LNG輸送管道，102.天然氣輸送管道，103.草酸酯加氫制乙二醇粗產物輸送管道，104.換熱乙二醇粗產物輸送管道，105.進分離單元乙二醇粗產物輸送管道，106.乙二醇產品輸送管道，107.1, 2-丙二醇和1，2- 丁二醇回收管道，108.乙二醇產品進料管道，109.副產物回收裝置進料管道。
【具體實施方式】
[0019]以下將結合實施例對本申請的技術方案進一步詳細闡述:[0020]實施例1
[0021]圖1是本實用新型的工藝流程圖，參照圖1所示，所採用的裝置包括換熱單元2，補充製冷設備3，乙二醇、1，2-丙二醇和1，2- 丁二醇分離單元4。換熱單元2與LNG儲罐I通過管道101相連，_162°C的LNG低溫液體通過換熱單元2換熱升溫至室溫氣化。氣化後天然氣由天然氣輸送管道102輸送至界區外的天然氣使用處。溫度為180°C，壓力為30bar草酸酯加氫制乙二醇粗產物(乙二醇的質量分數為70%，I, 2-丙二醇的質量分數為15%，I, 2- 丁二醇的質量分數為15%)以2500Kg/h的流速經粗產物輸送管道103進入換熱單元2換熱降溫至0°C。降溫後的粗產物通過換熱乙二醇粗產物輸送管道104輸送至輔助製冷設備3，在輔助製冷設備3中粗產物進一步降溫至-5°C由進分離單元乙二醇粗產物輸送管道105輸送至乙二醇、1,2-丙二醇和1,2-丁二醇分離單元4。
[0022]在分離單元4通過冷凍分離設備在-2 5 °C條件下分離乙二醇粗產物中乙二醇、1，2-丙二醇和1,2-丁二醇等產物，其中液體產品1,2-丙二醇質量分數為49.6%、1，2_ 丁二醇質量分數為49.6%通過1，2-丙二醇和1，2- 丁二醇回收管道107輸送至換熱單元2進行餘冷回收。餘冷回收後的副產物可通過副產物回收裝置進料管道109進入副產物回收裝置。
[0023]其中固體產品乙二醇質量分數為99.9%經收集後加溫至0°C，以1745kg/h的流速由乙二醇產品輸送管道106送至換熱單元與180°C，壓力為30bar草酸酯加氫制乙二醇粗產物換熱，為粗產物提供冷能，實現冷能回用，同時使乙二醇產品經乙二醇產品進料管道108進入乙二醇產品單元(純度為99.9%)。
[0024]分離單元由冷凍分離以及固體收集組成的間歇式過程，通過並聯的兩組冷凍分離系統交替進行冷凍分離、固體收集過程，使分離單元使可達到連續淨化乙二醇產品的目的，
生產率高。
[0025]以上所述僅為本專利的較佳實施例，凡依本專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本專利涵蓋範圍。
【權利要求】
1.高效提純草酸酯加氫法所得乙二醇的系統，其特徵在於包括換熱單元、補充製冷設備、分離單元，LNG儲罐的輸送管道經過換熱單元，草酸酯加氫制乙二醇粗產物輸送管道與LNG輸送反向地經過換熱單元後連接至補充製冷設備，補充製冷設備經管道連接至並聯的分離單元，分離單元的液體輸送管路、固體輸送管道與LNG輸送同方向經過換熱單元後分別連接至副產物回收裝置和乙二醇回收裝置。
【文檔編號】C07C31/20GK203382692SQ201320375531
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年6月26日 優先權日:2013年6月26日
【發明者】穆立文, 杜向前, 張崗, 巴換粉, 張立剛, 徐曉明, 吳元玲, 賀平, 喬風笙, 吳耀方, 徐楓, 劉維佳, 沈建鋒, 袁紅蘭, 李明波 申請人:江蘇中核華緯工程設計研究有限公司