專利名稱：一種乙二醇生產(chǎn)中脫水處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乙二醇生產(chǎn)的方法，具體的涉及乙二醇生產(chǎn)中脫水處理的方法。
背景技術(shù)：
乙二醇(EG)是重要的有機(jī)化工原料，用途廣泛，主要用于生產(chǎn)聚酯樹脂，還可直接用作冷卻劑和防凍劑。
目前工業(yè)上制備乙二醇采用直接水合法的非催化水合工藝，通過環(huán)氧乙烷的水解、脫水和精餾來制備。該方法不使用催化劑，反應(yīng)進(jìn)料水和環(huán)氧乙烷的摩爾比為20-25∶1，反應(yīng)溫度150-200℃，反應(yīng)壓力0.8-2.0Mpa，環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化率接近100％，乙二醇選擇性88％左右。反應(yīng)中，由于乙二醇與環(huán)氧乙烷反應(yīng)活性高于水與環(huán)氧乙烷的反應(yīng)活性，未轉(zhuǎn)化的環(huán)氧乙烷繼續(xù)和產(chǎn)物乙二醇反應(yīng)，生成二甘醇、三甘醇等付產(chǎn)物，為提高乙二醇選擇性，工業(yè)上常采用水大為過量的辦法來運(yùn)行水解反應(yīng)器。這可以抑制較高級的二醇，尤其是二甘醇和三甘醇的比例。然后，將水解產(chǎn)物脫水到100-200ppm的殘留含水量，再經(jīng)精餾分離成純的各種二醇。該方法的最大缺點(diǎn)是生產(chǎn)中需要大量的能量用于蒸發(fā)產(chǎn)品中約85％的水份。
所述脫水過程一般在一組壓力梯度不斷下降的壓力塔中進(jìn)行。首先在多效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行加壓處理，將從反應(yīng)器得到的反應(yīng)產(chǎn)物溶液進(jìn)行濃縮；然后經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮的乙二醇水溶液，進(jìn)入具有汽提段的脫水塔進(jìn)行真空脫水，得到含微量水的物料。在蒸發(fā)系統(tǒng)中，為進(jìn)行熱的綜合利用，一般只有第一個壓力塔的底部的再沸器用外部蒸汽加熱，而所有其它壓力塔均用來自其前面塔的氣體加熱。
環(huán)氧乙烷/乙二醇裝置的脫水塔進(jìn)料是經(jīng)濃縮的水解產(chǎn)物乙二醇水溶液，該水溶液一般含85％(wt)左右的乙二醇，其它為水和雜質(zhì)，脫水塔的再沸器熱源通常采用2～2.3MpaG蒸汽。乙二醇是熱敏性物質(zhì)，遇高溫極易分解，分解的雜質(zhì)附著在再沸器的管壁上，使再沸器的傳熱效果降低，為了保證脫水塔塔底的含水量，就必須加大加熱蒸汽量，而加大蒸汽量又勢必加快結(jié)焦的速度，當(dāng)結(jié)焦到一定程度，傳熱速率下降到一定程度，必須停車清焦。
為了解決脫水塔再沸器結(jié)焦問題，現(xiàn)有技術(shù)一般采用強(qiáng)制循環(huán)的方法。須增加臥式再沸器及泵，同時更換脫水塔上游塔設(shè)備的材質(zhì)，這樣就要增加較大投資。
在現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置中，脫水塔再沸器結(jié)焦的問題極大的影響了脫水塔的負(fù)荷，也影響了整套裝置的負(fù)荷；在乙二醇裝置增產(chǎn)擴(kuò)建時，由于環(huán)氧乙烷水解反應(yīng)相應(yīng)帶入大量的水以滿足生產(chǎn)能力提高的要求，由此帶來脫水塔的脫水負(fù)荷增加很大，若整套裝置負(fù)荷提高10％以上，結(jié)焦情況就更嚴(yán)重，停車清焦的次數(shù)就更多了。
因此，需要提供一種投資少，簡便易行的解決脫水塔再沸器結(jié)焦問題的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種流程短、投資少的解決脫水塔再沸器結(jié)焦問題的方法。
在化工生產(chǎn)領(lǐng)域特別是在石油化工領(lǐng)域，化工過程的預(yù)熱器常用于物料加熱。本發(fā)明人采用在脫水塔前增加預(yù)熱器的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中脫水塔再沸器易結(jié)焦的問題。
具體的，本發(fā)明的乙二醇生產(chǎn)中脫水處理的方法，包括將從多效蒸發(fā)系統(tǒng)得到的濃縮的乙二醇水溶液，首先在預(yù)熱器中加熱，使所述溶液的溫度達(dá)到其泡點(diǎn)溫度或高于其泡點(diǎn)溫度；然后進(jìn)入脫水塔進(jìn)行脫水處理。
本發(fā)明所用的預(yù)熱器可以是現(xiàn)有技術(shù)中已存在的各種形式的換熱器，只要起到加熱的效果，能夠達(dá)到本發(fā)明的方法的要求就可以，例如列管式換熱器等。
在現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置中，最初乙二醇溶液濃度約為85％(wt)以上進(jìn)入脫水塔，但近來脫水塔的進(jìn)料乙二醇溶液的濃度降至80％(wt)，也可以達(dá)到脫水要求；因此，在不同的生產(chǎn)裝置中，脫水塔的進(jìn)料濃度是不同的。由于泡點(diǎn)溫度與溶液的濃度有一定的關(guān)系，本發(fā)明所述的泡點(diǎn)溫度是隨著進(jìn)料乙二醇水溶液的濃度變化而變化的。若從多效蒸發(fā)得到的濃縮乙二醇水溶液的濃度約為80％(wt)，則其泡點(diǎn)溫度約140℃。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，若所述的溶液在所述的預(yù)熱器中被加熱到高于其泡點(diǎn)溫度，則先進(jìn)入分離罐進(jìn)行氣液分離，然后分氣液兩股物料進(jìn)入所述的脫水塔。
優(yōu)選本發(fā)明所述的預(yù)熱器使用1.0-2.0MpaG的中壓蒸汽進(jìn)行加熱。
優(yōu)選本發(fā)明所述的脫水塔的塔板數(shù)為30～32塊，塔頂溫度60～65℃，塔底溫度160～170℃，塔內(nèi)壓力15～40kPaA。
本發(fā)明所述的脫水塔的塔底流出物含有約99.5％mol乙二醇。
本發(fā)明的權(quán)利要求書和說明書中的MPaG指表壓；kPaA指絕壓。
通常脫水塔的進(jìn)料溫度是在進(jìn)料泡點(diǎn)溫度以下約85～95℃進(jìn)入塔內(nèi)的。而本發(fā)明的方法通過增加預(yù)熱器，將進(jìn)料加熱到其泡點(diǎn)溫度，改變脫水塔的進(jìn)料溫度，從而將部分熱負(fù)荷轉(zhuǎn)移至預(yù)熱器，降低了脫水塔再沸器的熱負(fù)荷，減緩了再沸器結(jié)焦的速度，延長了再沸器的使用壽命。
在脫水塔進(jìn)料被加熱到高于泡點(diǎn)溫度的情況下，本發(fā)明的方法采用在預(yù)熱器之后設(shè)置1臺分離罐，將氣液兩相先進(jìn)行分離后，分兩股物料進(jìn)入塔中；可以避免兩相流進(jìn)料，使脫水塔操作難于控制。
本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果1、本發(fā)明的方法有效的解決了脫水塔再沸器結(jié)焦問題，可減緩再沸器結(jié)焦的速度，延長了再沸器的使用壽命。在負(fù)荷增加的情況下，減少了停車清焦的次數(shù)，從而減少了停車造成的經(jīng)濟(jì)損失。
2、使用本發(fā)明的方法，與現(xiàn)有技術(shù)中采用強(qiáng)制循環(huán)的技術(shù)對比，流程短，投資省，經(jīng)濟(jì)效果更好。
3、本發(fā)明的方法，尤其適用于對現(xiàn)有生產(chǎn)裝置的增產(chǎn)改造，僅僅增加少量的設(shè)備，就可以提高脫水塔負(fù)荷30％以上，而且再沸器結(jié)焦速度很慢，設(shè)備投資少，經(jīng)濟(jì)效益顯著。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中脫水塔再沸器采用強(qiáng)制循環(huán)的流程示意圖。
如圖1所示，將現(xiàn)有技術(shù)中的再沸器改為臥式再沸器，并增加了循環(huán)泵P1，通過強(qiáng)制循環(huán)來延緩再沸器結(jié)焦。
圖2為本發(fā)明的方法的流程示意圖。
如圖2所示，從末效蒸發(fā)器T0得到的乙二醇水溶液，經(jīng)釜液泵PO，泵入預(yù)熱器EJ，經(jīng)加熱后，進(jìn)入脫水塔T1進(jìn)行脫水處理。
圖3為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，采用增加進(jìn)料預(yù)熱器及分離罐的方法的流程示意圖。
圖中符號說明T0-末效蒸發(fā)器 E0-末效再沸器D0-末效冷凝液罐 E0a-末效冷凝器P0-末效蒸發(fā)器釜液泵 T1-脫水塔E1-脫水塔再沸器 P1-脫水塔再沸器循環(huán)泵
D1-脫水塔冷凝液罐 EJ-脫水塔進(jìn)料預(yù)熱器DJ-脫水塔進(jìn)料預(yù)熱器分離罐具體實(shí)施方式
下面以圖2所示的流程為實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明的方法。本發(fā)明的范圍不受實(shí)施例的限制，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書中提出。
如圖2所示，在現(xiàn)有生產(chǎn)裝置的脫水塔進(jìn)料管線上增加1臺預(yù)熱器，采用列管換熱器，采用約1.0MpaG(表壓)的中壓蒸汽加熱。脫水塔的塔板數(shù)為30塊，塔頂溫度60～65℃，塔底溫度160～170℃，塔內(nèi)壓力20～40kPa。
將從末效蒸發(fā)器得到的濃縮的乙二醇水溶液引入預(yù)熱器加熱到其泡點(diǎn)溫度，140℃；然后將乙二醇水溶液從脫水塔第16～18塊板引入，進(jìn)料流量為6～8噸/時。脫水塔的進(jìn)料乙二醇水溶液含水約45％mol，其余為乙二醇；脫水塔的塔底組成是乙二醇約99.5％mol，其余為水。
使用現(xiàn)有生產(chǎn)裝置，一般3個月左右需停車清焦一次；使用本發(fā)明的方法，一般1年左右，在停產(chǎn)檢修時，進(jìn)行清焦即可。
若脫水塔進(jìn)料流量由6～8噸/時提高負(fù)荷至10～11噸/時，穩(wěn)定運(yùn)行2年，脫水塔再沸器的結(jié)焦的次數(shù)沒有顯著增加。
權(quán)利要求
1.一種乙二醇生產(chǎn)中脫水處理的方法，其特征在于將從多效蒸發(fā)系統(tǒng)得到的濃縮的乙二醇水溶液，首先在預(yù)熱器中加熱，使所述溶液的溫度達(dá)到其泡點(diǎn)溫度或高于其泡點(diǎn)溫度；然后進(jìn)入脫水塔進(jìn)行脫水處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的乙二醇水溶液在所述的預(yù)熱器中被加熱到高于其泡點(diǎn)溫度，先進(jìn)入分離罐進(jìn)行氣液分離，然后分氣液兩股物料進(jìn)入所述的脫水塔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的預(yù)熱器使用1.0～2.0MpaG的中壓蒸汽進(jìn)行加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的脫水塔的塔板數(shù)為30～32塊，塔頂溫度60～65℃，塔底溫度160～170℃，塔內(nèi)壓力15～40kPaA。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種乙二醇生產(chǎn)中脫水處理的方法。本發(fā)明的方法包括將從多效蒸發(fā)系統(tǒng)得到的濃縮的乙二醇水溶液，首先在預(yù)熱器中加熱，使所述溶液的溫度達(dá)到其泡點(diǎn)溫度或高于其泡點(diǎn)溫度；然后進(jìn)入脫水塔進(jìn)行脫水處理。使用本發(fā)明的方法，有效的解決了脫水塔再沸器結(jié)焦問題，可延緩再沸器結(jié)焦的速度，延長再沸器的使用壽命。本發(fā)明的方法尤其適用于對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的增產(chǎn)改造，僅僅增加少量的設(shè)備，就可以提高脫水塔負(fù)荷30％以上。
文檔編號C07C29/00GK1807375SQ20051000228
公開日2006年7月26日 申請日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者黃耀相, 李紅凱, 吉京華, 高全樂, 熊玉云 申請人:中國寰球工程公司