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合肥江新申請1項實用新型專利:一種沸石膜脫水與精餾深度耦合分離含水共沸物的系統,用于乙二醇甲醚與HPPO副產丙二醇甲醚等領域
發布時間:2024-02-03閱讀次數:

1. 項目背景

含水共沸物的分離存在于各個化工和醫藥行業,如何低能耗、低成本的對這些含水共沸物進行高效分離一直是研究的熱點。

環氧丙烷(PO)是石油化工的重要中間體,是丙烯的第二大下游,廣泛用于聚醚多元醇的生產,終端涉及家具、汽車、冰箱和冷柜等行業。

目前,制備環氧丙烷的主要工藝有氯醇法、共氧化法(PO/SMPO/TBA)和過氧化氫直接氧化工藝(HPPO),2022年全球1600多萬噸/年的產能中,這幾種工藝的占比分別為28%、42%28%。氯醇法制備環氧丙烷生產工藝最早實現了工業化,但對環境污染嚴重,屬于落后產能,正處于逐步淘汰中。共氧化法主要的缺點是:聯產叔丁醇或苯乙烯會受市場行情制約,同時設備造價高、施工周期長、工藝流程復雜、丙烯純度要求高。

隨著環保力度不斷加大,氯醇法將逐漸退出歷史舞臺,而供給缺口將由更為綠色的HPPO工藝替代,預計未來幾年中國HPPO法環氧丙烷增量近200萬噸/年。

HPPO法環氧丙烷會副產低濃度有機廢水,20萬噸/HPPO副產廢水約為20t/h。這部分廢水中含有約25%丙二醇單甲醚、15%丙二醇和其它輕重組分。

丙二醇單甲醚是一種性能優良的通用性溶劑,具有很高的經濟價值。由于丙二醇單甲醚與水共沸,所以無法通過直接精餾的方法從醇醚水溶液中回收得到丙二醇單甲醚產品。

現有技術均采用萃取精餾或者共沸精餾的方法來分離丙二醇單甲醚水溶液,存在工藝流程復雜、投資高、能耗高等缺點,部分工藝還采用極度危害的芳香族共沸物,如苯或甲苯等,不夠安全環保。

2. 一種沸石膜脫水與精餾深度耦合分離含水共沸物的系統

為降低含水共沸物的分離能耗,特別是現有HPPO副產丙二醇單甲醚分離精制的能耗,本實用新型提出一種沸石膜脫水與精餾深度耦合分離含水共沸物的系統,將沸石膜脫水系統與精餾進行深度耦合,以最大程度的降低蒸汽和循環水消耗,從而達到降本增效的效果。

本實用新型采用的技術方案如下:

一種沸石膜脫水與精餾深度耦合分離含水共沸物的系統,其特征在于:采用沸石膜脫水和精餾進行深度耦合的系統,來對丙二醇單甲醚水溶液進行分離,具體步驟如下:

(1)來自上游濃縮后的丙二醇單甲醚水溶液共沸物,首先與下游脫輕塔濃縮后的丙二醇單甲醚水溶液進行混合,再進入一級沸石膜脫水系統中,將丙二醇單甲醚含水率從70wt%左右脫至5wt%左右。經過一級沸石膜脫水系統脫水后的丙二醇單甲醚水溶液送至脫輕塔分離,含微量丙二醇單甲醚的滲透水再送至上游進一步回收丙二醇單甲醚等有機物。

(2)在脫輕塔中,丙二醇單甲醚水溶液共沸物和其它輕組分進行分離,塔頂為丙二醇單甲醚水溶液共沸物和其它輕組分,塔釜為含微量水的丙二醇單甲醚。

(3)在脫輕塔中,為了降低塔頂物料含水率,脫輕塔塔頂汽相首先進二級沸石膜脫水系統,脫水后的丙二醇單醚和輕組分去脫輕塔冷凝器進行冷凝,含微量丙二醇單甲醚的滲透水再送至上游進一步回收丙二醇單甲醚等有機物。脫輕塔冷凝器冷凝后的物料去脫輕塔回流罐進行緩沖,再通過脫輕塔回流泵加壓,一部分送脫輕塔回流,另外一部分物料循環送一級沸石膜脫水系統,還有一部分作為輕組分送界外。脫輕塔塔釜設有脫輕塔再沸器,采用低壓蒸汽作為熱源,塔釜物料通過脫輕塔塔釜泵加壓后送精制塔進行分離。

(4)在精制塔中,丙二醇單甲醚與異構丙二醇單甲醚進行清晰分離,塔頂為丙二醇單甲醚,塔釜為異構丙二醇單甲醚。

本實用新型的有益效果是:

(1)本精制系統中不引入其它組分作為萃取劑或共沸劑,不采用萃取精餾或者共沸精餾工藝,工藝和系統更簡單,投資更低。不采用極度危害的芳香族共沸物,如苯和甲苯等,更加安全環保;

(2)將沸石膜脫水系統與精餾進行深度耦合,可以最大程度降低丙二醇單甲醚和水分離消耗的蒸汽和循環水,更加節能。


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