煤制乙二醇液相產物分離的反應精餾耦合新工藝及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于化工精餾分離領域，涉及一種煤制乙二醇液相產物的分離新工藝及裝 置。
【背景技術】
[0002] 乙二醇作為一種重要的基本有機化工原料，主要用于生產聚酯纖維、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，乙二醇還可用于涂料、 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，用于生產特種溶劑乙二 醇醚等，用途十分廣泛。而且有研究指出，乙二醇在未來液體燃料電池領域有很大的發展潛 力。我國是乙二醇的消費大國，國內的乙二醇的產量遠遠不能滿足自身需求，2014年，我國 乙二醇產量為350萬噸，而表觀消費量達1225萬噸，因此，我國的乙二醇產業具有良好的發 展前景。
[0003] 目前，國內外大型乙二醇生產都采用直接水合法或加壓水合法工藝線路，該工藝 是將環氧乙烷和水按1:20~22(摩爾比）配成混合水溶液，在固定床反應器中于130~180 °C，1.0~2.5MPa下反應18~30分鐘，環氧乙烷全部轉化為混合醇，然后經過多效蒸發器脫 水濃縮和減壓精餾分離得到乙二醇。蒸發脫水需要消耗大量的能量。
[0004] 為了降低成本，國內外的一些主要的生產乙二醇的大公司以及科研院所開始研究 催化水合法，同時，也有研究碳酸乙烯酯法，由環氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯，然后 碳酸乙烯酯水解得到乙二醇。專利US 4508927、US 4500559和JP 571006631針對碳酸乙烯 酯法提出了不同的工藝線路。隨著石油資源的日趨緊張，世界油價波動較大，結合我國貧 油、少氣、富煤的資源情況，在我國發展C1化工具有非常重要的意義，從而可以減少對石油 進口的依賴，減輕環境壓力。以煤或天然氣為原料制備合成氣，合成氣通過偶聯制草酸酯， 草酸酯通過加氫獲得乙二醇這一工藝被認為是最具有工業前景的線路，國內目前建成投產 和在建的煤制乙二醇裝置超過20套。在草酸酯加氫制乙二醇的反應產物中，除了含有甲醇、 乙醇酸酯等沸點較低的物質外，還含有少量1，2_丙二醇，1，2_ 丁二醇等與乙二醇沸點接近、 通過普通精餾難以分離的物質，其中，1，2-丁二醇與乙二醇沸點最為接近，同時形成共沸， 因此最難分離。現有的煤制乙二醇工藝中，為了保障乙二醇的純度和回收率，不得不采用很 多的理論板和很高的回流比，這樣會造成乙二醇分離塔壓降過高，塔釜溫度過高，因而容易 影響塔釜乙二醇的品質，而且其他高附加值的二醇并沒有考慮回收，作為冷凍劑使用經濟 性下降。
[0005] 專利CN 101928201公開了一種煤制乙二醇粗產品的提純工藝，提純工藝通過皂化 反應、去甲醇、加氫反應、三塔精餾以及吸附處理，從煤制乙二醇粗產品中獲得高純度的乙 二醇產品，然而1，2-丁二醇通過與乙二醇的共沸去除，不僅造成1，2_丁二醇這一高附加值 的產品損失，同時還影響了乙二醇的收率。
[0006] 專利CN 103193594公開了一種使用與乙二醇不互溶的二氧五環類化合物作為共 沸劑，采用共沸精餾的方法從草酸酯加氫液相產物中分離提純乙二醇的方法，液相混合物 經過兩個脫輕塔脫除甲醇、乙醇酸甲酯等低沸點化合物后進入共沸精餾塔，塔頂采出共沸 劑與乙二醇共沸物，分相后共沸劑回流塔頂，乙二醇進入乙二醇精制塔，該方法隨原料的組 成不同，乙二醇的回收率變化較大，從99.1 %下降到89.65 %，同時1，2-丁二醇的回收也欠 佳考慮。
[0007] 專利CN 102372596提出通過使用共沸精餾分離乙二醇、丙二醇、丁二醇的分離工 藝，合成氣制乙二醇產物經過餾分切割塔脫出輕組分后，經過共沸精餾塔(2)，塔頂通過采 出富含1，2-丙二醇的乙二醇溶液除去丙二醇，塔釜物流進入下一個共沸精餾塔(3 )，塔釜采 出富含1，2-丁二醇的乙二醇溶液，塔頂分相后共沸劑回到塔頂，采出乙二醇物流進入乙二 醇精致塔，該方法共沸劑的選擇困難，而且共沸精餾能耗高。
[0008] 綜上所述，目前在本領域中一種能夠有效分離煤制乙二醇液相產物的工藝對提高 乙二醇的品質和回收率，降低工藝流程的能耗，同時回收高附加值的丙二醇、丁二醇產品， 意義重大。

【發明內容】

[0009] 本發明的目的是提供一種煤制乙二醇液相產物的分離工藝及裝置，應用該方法于 煤制乙二醇液相分離工藝中，具有可以降低過程的能耗，提高乙二醇的回收率及其品質，同 時還可以回收高附加值的丙二醇和丁二醇等優點。
[0010] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0011] -種煤制乙二醇液相產物的分離方法，包括如下步驟 [0012]⑴包括煤制乙二醇液相產物脫除甲醇的步驟；
[0013] ⑵包括煤制乙二醇液相產物脫除輕組分的步驟，輕組分包括乙醇、丙醇、草酸二甲 酯；
[0014] ⑶將剩余產物進行兩項分離，塔頂產物為丙二醇和丁二醇，塔釜產物為乙二醇；
[0015] ⑷包括對塔頂產物為丙二醇和丁二醇進行分離精制的步驟；
[0016] (5)采用加入反應劑醛/酮的方式對丙二醇和丁二醇進行縮醛/縮酮反應，轉換為沸 點差異更大的丙二醇縮醛/縮酮產物和丁二醇縮醛/縮酮進行分離;所述反應劑醛/酮為含1 ~8個碳原子的醛的一種，或者含3~8個碳原子的酮的一種；
[0017] (6)丙二醇縮醛/縮酮產物和丁二醇縮醛/縮酮進行分離進行逆反應，分別精制丙二 醇和丁二醇。
[0018] 一種煤制乙二醇液相產物的分離工藝，包括以下步驟：
[0019]⑴煤制乙二醇液相產物(S01)經過第一脫甲醇塔(T11)和第二脫甲醇塔(T12)脫除 甲醇后的流股(S05)作為脫輕塔(T13)的進料；
[0020] ⑵脫氫塔(T13)脫除輕組分乙醇、丙醇、草酸二甲酯等輕組分(S06);
[0021] ⑶上述脫除輕組分后的流股(S07)進入丙二醇和丁二醇脫除塔(T14)，塔頂采出含 丙二醇和1，2_丁二醇的乙二醇流股(S08)，塔釜采出含重組分的乙二醇流股(S09);
[0022] ⑷塔釜采出流股(S09)經過乙二醇產品塔(T15)脫除重組分后，塔頂獲得乙二醇產 品(S10);
[0023] (5)步驟⑶塔頂采出混合物二醇流股（S08)和反應劑醛/酮流股（S12)進入縮醛/酮 反應精餾塔(T21)，塔下段設置反應段，塔頂采出產物流股(S13);
[0024] (6)步驟(5)塔頂采出產物流股(S13)經過醛/酮回收塔(T22)，塔頂分離出未反應的 醛或者酮(S14)循環至縮醛/酮反應精餾塔使用，塔釜采出流股(S15);
[0025] (7)步驟(6)塔釜采出流股（S15)經過乙二醇縮醛/酮產物分離塔(T23)，塔頂采出獲 得乙二醇縮醛/酮產物與水的共沸物（S16)，塔釜采出流股通過丁二醇縮醛酮產物分離塔 (T24)，丁二醇縮醛酮產物分離塔(T24)塔頂采出丙二醇縮醛/酮產物與水的共沸物(S23)、 丁二醇縮醛酮產物分離塔(T24)塔釜采出丁二醇縮醛/酮產物的水溶液(S24);
[0026] (8)乙二醇縮醛/酮產物分離塔塔頂采出共沸物(S16)在乙二醇縮醛/酮產物水解塔 (T31)中水解，塔中段設置反應段，塔頂獲得醛/酮，塔釜采出含水的乙二醇流股（S20)經過 乙二醇精制塔(T32)脫除輕組分后塔釜獲得乙二醇產品（S22);
[0027] (9) 丁二醇縮醛酮產物分離塔塔頂采出流股（S23)在丙二醇縮醛/酮產物水解塔 (T41)中水解，塔中段設置反應段，塔頂獲得醛/酮，塔釜采出含水的丙二醇流股(S27)經過 丙二醇精制塔(T42)脫除輕組分后塔釜獲得丙二醇產品（S29);
[0028] (10) 丁二醇縮醛酮產物分離塔塔釜采出（S24)在丁二醇縮醛/酮產物水解塔(T51)中 水解，塔中段設置反應段，塔頂獲得醛/酮，塔釜采出含水的丁二醇流股(S30)經過丁二醇精 制塔(T52)脫除輕組分后塔釜獲得丁二醇產品（S33)。
[0029] 而且，所述反應劑醛/酮為含1~8個碳原子的醛的一種，或者含3~8個碳原子的酮 的一種。
[0030] 而且，當煤制乙二醇液相流股中的丙二醇或1，2-丁二醇含量低于0.5w%時，回收 經濟性不佳，省略相應二醇縮醛/酮產物的水解及精制操作。
[0031] 而且，丁二醇的縮醛/酮產物不做水解，通過塔頂帶傾析器(D1)的丁二醇縮醛/酮 產物精制塔(T61)分離，塔釜獲得丁二醇縮醛/酮產物產品，丁二醇縮醛/酮產物精制塔T61 操作壓力〇. 05~5atm(a)，塔釜控制縮醛/酮產品的純度，塔頂傾析器操作溫度20~150°C。 [0032] 而且，所述第一脫甲醇塔操作壓力0.5~2atm(a)，回流比R = 0.01~10,優先操作 壓力為常壓;第二脫甲醇塔操作壓力5~80KPa(a)，R=0.01~10;脫輕塔操作壓力1~50KPa (&)，1? = 0.01~20;丙二醇和丁二醇脫除塔操作壓力1~50砑&(&)，1