用于回收1,2-丁二醇的吸附精馏装置及1,2-丁二醇的回收方法与流程

本技术涉及1,2-丁二醇分离提纯，特别涉及一种用于回收1,2-丁二醇的吸附精馏装置及1,2-丁二醇的回收方法。

背景技术：

1、1,2-丁二醇与丁二醇的其它异构体1,3-丁二醇和1,4-丁二醇相比1,2-丁二醇的粘度和凝固点特别低，其凝固点在-50℃以下，用作树脂原料时，原料和制品树脂的处理非常容易，并可制得低粘度的树脂。为了充分发挥1,2-丁二醇的优势，目前其新开发的用途已经广泛有用做生产聚氨酯的聚酯多元醇、生产不饱和聚酯类树脂、用做聚酯类增塑剂以及作为化妆品的保湿剂、农药稳定剂、医药、农药等其它精细化学品的生产原料。

2、目前，1,2-丁二醇最具有潜力的一个来源是乙二醇生产领域的副产。这是由于我国的能源结构以煤炭为主，石油合成乙二醇路线不符合我国的国情，煤化工路线是目前我国乙二醇生产的重点领域。而煤制乙二醇工艺路线中的杂质主要为1,2-丁二醇，其与乙二醇沸点接近，且1,2-丁二醇与乙二醇又会形成共沸物，增加分离难度，而含有过多多元醇杂质的乙二醇产品又会对聚酯的生产造成影响。目前常用分离方法有变压精馏、共沸精馏、萃取精馏和反应精馏等。变压精馏是利用共沸物在不同压力下具有不同的共沸组成实现共沸物的分离，由于乙二醇和1,2-丁二醇形成共沸物的组成随压力变化较小，使精馏塔内循环量较大，增加了塔的操作负荷，不利于实际生产运用。共沸精馏是通过加入第三组分，与体系内某一组分形成低沸点共沸物，通过改变原组分间的相对挥发度，从而实现有效分离，但由于引入了第三组分，必然要增加后续操作对共沸剂进行分离，增加额外的设备成本和操作费用。萃取精馏通过待分离体系中加入第三组分，利用原组分在第三组分溶解能力的不同而实现分离，由于乙二醇和1,2-丁二醇等杂质沸点较高，选择具有更高沸点的萃取剂给后续溶剂回收带来了过高的能量消耗。反应精馏是在精馏塔内同时进行化学反应和精馏的单元操作，但同时也带来了工艺流程过长和水解反应的水消耗过多的问题。因此，为解决上述问题，开发一种工艺简单、能耗低，且产品纯度和收率高的分离系统，对于提高煤制乙二醇领域中副产1,2-丁二醇的利用率，降低生产成本是非常关键的。

技术实现思路

1、基于此，本技术的目的是提出一种用于回收1,2-丁二醇的吸附精馏装置及1,2-丁二醇的回收方法，旨在解决传统回收1,2-丁二醇方式存在的工艺流程过长、能耗高、纯度低以及收率低的问题。

2、一方面，本技术提出一种用于回收1,2-丁二醇的吸附精馏装置，所述装置包括：

3、吸附精馏塔，其从上到下依次内设有吸附冷凝段、精馏段、吸附精馏段、吸附提馏段、第一升气帽，所述吸附精馏塔顶部的气相出口依次通过管道连接有第一冷凝器、第一气液分离器、减压阀、第二冷凝器、第二气液分离器、真空泵和不凝气管道，所述第二气液分离器的液相出口通过管道依次连接有所述第一气液分离器、乙二醇出料泵和乙二醇管道；

4、脱附精馏塔，其从上到下依次内设有一级脱附冷凝段、1,2-丁二醇精制段、二级脱附冷凝段、除杂精馏段、第二升气帽、精馏脱附段，所述脱附精馏塔顶部的气相出口依次通过管道连接有第三冷凝器、第三气液分离器和所述第一气液分离器的入口，所述第三气液分离器底部的液相出口依次通过管道与所述1,2-丁二醇出料泵和1,2-丁二醇管道连接，所述第二升气帽底部的液相出口通过管道连接有段间回流泵的入口，所述间回流泵出口的管道分为两个支路分别连接有所述精馏脱附段顶部的入口和杂质管道，所述脱附精馏塔底部的液相出口连接有刮膜蒸发器顶部液相入口，所述刮膜蒸发器底部的出口连接有载液循环泵的入口，所述载液循环泵出口的管道分为两个支路分别连接有所述刮膜蒸发器顶部液相入口和所述吸附精馏塔上部的载液入口

5、所述第一升气帽底部的液相出口与降膜蒸发器的入口连接，所述降膜蒸发器底部的出口与所述吸附精馏塔底部的入口连接，所述吸附精馏塔底部的液相出口与载液出料泵的入口连接，所述载液出料泵出口的管道分为两个支路分别与降膜蒸发器和吸附精馏段的原料入口连接。

6、在一些较优的实施例中，所述装置还包括真空泵，所述真空泵的入口通过管道依次与所述第二气液分离器和所述第二冷凝器的出口连接。

7、在一些较优的实施例中，所述第二冷凝器入口通过公共管道分别依次与所述减压阀、所述第一气液分离器顶部的气相出口、所述第一冷凝器和所述吸附精馏塔顶部的气相出口连接，所述第二冷凝器入口还依次与所述第三气液分离器顶部的气相出口、所述第三冷凝器和所述脱附精馏塔顶部的气相出口连接。

8、另一方面，本技术还提出一种1,2-丁二醇的回收方法，所述方法首先将含有乙二醇、1,2-丁二醇和少量杂质的原料在吸附剂作用下吸附精馏，吸附作用和精馏过程，彼此促进和强化，兼具了精馏分离过程连续和吸附分离过程分离因数高的特点，塔顶得到轻组分为乙二醇，塔底的1,2-丁二醇、吸附剂、脱附剂载液和杂质组分，则在精馏脱附塔内分离，塔顶得到高纯度1,2-丁二醇，塔中部采出杂质组分，塔底的吸附剂和载液则重新返回吸附精馏塔，具体包括：

9、待分离的乙二醇、1,2-丁二醇和少量杂质的混合物料从吸附精馏塔中部进料口经由原料管道进入，载液及吸附剂料浆经由载液循环泵加压后，进入上部进料口，吸附精馏段将吸附和精馏两个过程结合在同一个设备内进行，兼具精馏分离过程连续和吸附分离过程分离因数高的特点，彼此促进和强化，精馏段内实现乙二醇的进一步分离提纯，其塔顶得到的乙二醇气体和不凝气的混合气，经第一冷凝器水冷后，绝大部分乙二醇液体在第一气液分离器中分离出来，其余气相经再减压阀减至与精馏脱附塔压力匹配，且与来自第三气液分离器顶部的气相汇合后，再经第二冷凝器被进一步冷凝回收少量的乙二醇后，再依次经由真空泵和不凝气管道送出界区，液相乙二醇产品在第一气液分离器中汇集以后，依次经由乙二醇出料泵和乙二醇管道送出界区；

10、吸附精馏塔内第一升气帽底部的液相为1,2-丁二醇、载液、吸附剂和少量乙二醇和杂质组分的混合物，经由降膜蒸发器加热为气液两相后，经由其底部的出口进入吸附精馏塔底部的入口，第一升气帽下部的空间结构，可以保证气液得到有效分离的同时，以尽量少的持液量，来满足载液出料泵对入口液体的压力要求，以防止气蚀的出现；

11、经载液出料泵送来的重组分，为1,2-丁二醇、载液、吸附剂和少量杂质组分的混合物，进入精馏脱附段后，其底部的再沸器采用了刮膜蒸发器，这是因为伴随着1,2-丁二醇和杂质的气化和分离，塔底物料中的吸附剂固体含量达到了最高，而刮膜蒸发器非常适合固含量高的液体物料的加热蒸发，可有效防止换热管道堵塞问题的产生，同时，从其底部出口采出的物料经由载液循环泵加压后，部分重新返回吸附精馏塔上部的载液入口，循环使用，部分重新返回刮膜蒸发器顶部液相入口，以灵活控制刮膜蒸发器壁面的气液比例；

12、来自精馏脱附段顶部的气相轻组分，主要为不凝气、1,2-丁二醇和杂质的混合物，在除杂精馏段内自下而上流动，重组分即杂质和极少量1,2-丁二醇的混合物被逐级冷凝下来，在第二升气帽上汇集后，经由回流泵加压后，部分经由杂质管道送出界区，部分作为回流液，重新返回到精馏脱附段的顶部液相入口，剩余气相则进入二级脱附冷凝段被部分冷凝，冷凝液在除杂精馏段的顶部重力作用下全回流，之后，剩余气相进入1,2-丁二醇精制段底部，继续自下而上流动，重组分为极少量的杂质和1,2-丁二醇，继续被逐级冷凝下来，并在重力作用下重新进入二级脱附冷凝段管程顶部；

13、之后，1,2-丁二醇精制段顶部的气相进入一级脱附冷凝段内被进一步部分冷凝粗杂质后，经由脱附精馏塔顶部的气相出口进入第三冷凝器和第三气液分离器被冷凝和分离，回收得到的1,2-丁二醇产品由1,2-丁二醇出料泵加压后，经由1,2-丁二醇管道，送出界区，第三气液分离器顶部的不凝气则依次进入第二冷凝器、真空泵和不凝气管道，送出界区。

14、在一些较优的实施例中，吸附精馏塔和精馏脱附塔的塔顶温度分别为50～120℃和50～130℃，塔底温度分别为100～172℃和113～185℃，绝对压力分别为8～45kpa和5～35kpa。

15、在一些较优的实施例中，吸附精馏塔的塔板数为40～80块，原料进料位于第15～30块塔板，载液进料位于第4～8块塔板。

16、在一些较优的实施例中，吸附精馏塔的原料与载液的重量比为1：0.05～1.10，原料与吸附剂的重量比为1：0.01～0.20。

17、在一些较优的实施例中，精馏脱附塔的塔板数为30～60块，原料进料位于第10～20块塔板，其二级脱附冷凝段顶部温度为70～130℃。

18、在一些较优的实施例中，吸附精馏塔的载液出料泵至精馏脱附塔和回流至降膜蒸发器的液相流量重量比为1：0～3。

19、在一些较优的实施例中，所述第一气液分离器的绝对压力为5～40kpa，温度为30～60℃。

20、在一些较优的实施例中，第三气液分离器和减压阀出口的绝对压力为2～30kpa，温度为30～60℃。

21、在一些较优的实施例中，精馏脱附塔段间回流泵至杂质管道和回流至精馏脱附段顶部的液相流量重量比为1：0.5～3.8。

22、在一些较优的实施例中，精馏脱附塔的载液循环泵至吸附精馏塔和刮膜蒸发器的液相流量重量比为1：0～5。

23、在一些较优的实施例中，第三气液分离器前的第二冷凝器采用低温的冷冻剂为冷媒，一方面可以回收不凝气饱和及夹带的乙二醇，另一方面也避免大量气体进入真空泵，起到达到真空泵节能降耗的作用。

24、与现有技术相比，本技术具有如下优点：

25、1.本技术通过将吸附精馏是将吸附和精馏两个过程结合在同一个设备内进行，利用细粉多孔吸附材料对于混合物中每个组分的作用力不同，而实现乙二醇和1,2-丁二醇共废物的分离，在吸附精馏塔的塔板上，气相鼓泡穿过板上液层，气一液一固三相剧烈湍动，使得膜传质系数大大提高，即吸附精馏过程中精馏作用强化了吸附过程，同时，细粉吸附剂的添加，提高了气一液界面的传质速率，即吸附作用对精馏过程也具有强化作用。因此，吸附精馏过程不仅综合了精馏分离过程连续和吸附分离过程分离因数高的特点，而且使吸附和精馏相互促进、彼此强化。避免了现有的吸附精馏工艺中的吸附与精馏各自独立的组合，进而避免了各单元相关的设备、控制系统的投入，以及各自单元操作条件的一致性调节，真正做到了吸附与精馏的一体化耦合，具有操作简单，能耗低、弹性大、安全可靠，且产品纯度高、回收率高的优点。

26、2.本技术的精馏脱附塔通过内置的第二升气帽和二级脱附冷凝段，将1,2-丁二醇精制与精馏脱附也集成为一个塔，兼具精制与脱附的功能，过程更为节能和经济。本技术提供的提取方法适用于1,2-丁二醇的工业化生产。

27、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实施例了解到。