[發明專利]一種生物質乙二醇脫水的熱泵精餾系統

在審

• 申請號: 201911250176.1
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN113024354A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 王峰;趙志仝;張世超
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07C29/80
• 分類號: C07C29/80;C07C31/20
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 鄭偉健

本發明公開了一種生物質乙二醇脫水的熱泵精餾系統，主要用于脫除粗乙二醇中大量的水，其特征在于包括2級變壓熱泵分離裝置和1級常規精餾塔裝置，其中每級熱泵分離裝置均包括真空系統、精餾塔、蒸汽壓縮機、再沸器和冷凝器，常規精餾塔裝置包含真空系統、精餾塔、再沸器和冷凝器；粗乙二醇順次通過兩級真空度不同的熱泵分離裝置和常規精餾塔裝置，達到脫除水的目的。本發明采用雙級變壓式熱泵技術充分利用低品位熱量，相比于傳統的精餾分離和熱泵分離，大幅降低乙二醇脫水過程中的加熱蒸汽和冷卻水用量，達到節能、節水和環保的多重效益。

技術領域

本發明涉及熱泵精餾技術領域，具體涉及一種生物質乙二醇脫水的熱泵精餾系統。

背景技術

乙二醇用途廣泛，是重要的有機化工原料，可用于合成聚酯纖維、不飽和聚酯樹脂、防凍劑、增塑劑、化妝品以及炸藥等。其生產方法有很多，如環氧乙烷水合制乙二醇，合成氣制乙二醇等。生物質作為可再生能源也可用于乙二醇的制備，中國專利CN 102675045B介紹了以生物質制取的高濃度糖溶液為原料高效、高選擇性地制備乙二醇的方法，生物質路線產生的粗乙二醇原料組分復雜，分離困難，中國專利CN 106946654 A設計了一套分離系統，包括閃蒸系統、脫輕塔系統、丙二醇精制塔系統、脫重塔系統和乙二醇精制塔系統，脫輕塔系統主要用于脫除粗乙二醇中的低沸點組分，主要是含醇廢水。

粗乙二醇中水分含量約70％左右，經過簡單的閃蒸處理后，水分含量可達到80％～90％。乙二醇沸點198℃，而乙二醇在180℃會發生反應生成二乙二醇等，降低乙二醇收率，因此工業上需要采用負壓精餾粗乙二醇。單純采用精餾塔脫除粗乙二醇中的水，能耗高，而采用傳統熱泵精餾脫除乙二醇中的水，需要將粗乙二醇全部進行負壓操作，此過程所需能耗高，且對設備要求高。因此探索合適的乙二醇脫水技術，降低精餾能耗從而節約乙二醇生產成本具有重要意義。

發明內容

為減少乙二醇脫水能量消耗，提高能量利用效率，本發明提供一種生物質乙二醇脫水的熱泵精餾系統，降低生產過程中的能耗。

一種生物質乙二醇脫水的熱泵精餾系統，其特征在于：包括2級變壓熱泵分離裝置和1級常規精餾塔裝置，其中每級熱泵分離裝置均包括真空系統、精餾塔、蒸汽壓縮機、再沸器和冷凝器，常規精餾塔裝置包含真空系統、精餾塔、再沸器和冷凝器；

粗乙二醇進入第一級熱泵分離裝置中的真空系統，經減壓處理后進入第一級熱泵分離裝置中的精餾塔，含乙二醇的重組分從塔釜排出進入第二級熱泵分離裝置中的真空系統，輕組分水從塔頂以氣相形式排出后直接經第一級熱泵分離裝置中的蒸汽壓縮機升溫升壓后作為塔釜再沸器的熱源使用，換熱后的輕組分水進入第一級熱泵分離裝置中的冷凝器中，冷卻后一部分作為塔頂回流，其余部分排出；

從第一級熱泵分離裝置中的精餾塔塔釜排出的含乙二醇的重組分進入第二級熱泵分離裝置中的真空系統，經減壓處理后進入第二級熱泵分離裝置中的精餾塔，含乙二醇的重組分從第二級熱泵分離裝置中的精餾塔塔釜排出進入常規精餾塔裝置中的真空系統，輕組分水從塔頂以氣相形式排出后直接經第二級熱泵分離裝置中的蒸汽壓縮機升溫升壓后作為供塔釜再沸器的熱源使用，換熱后的輕組分水進入第二級熱泵分離裝置中冷凝器，冷卻后一部分作為塔頂回流，其余部分排出；

從第二級熱泵分離裝置中的精餾塔塔釜排出的含乙二醇的重組分進入常規精餾塔裝置中的真空系統，經減壓處理后進入常規精餾塔裝置中的精餾塔，含乙二醇的重組分從常規精餾塔裝置中的精餾塔塔釜排出，重組分中水含量達到要求值，輕組分水從塔頂以氣相形式排出后直接經冷凝器換熱后一部分作為塔頂回流，其余部分排出；常規精餾塔裝置中的再沸器由外部熱源供熱。

所述的第一級熱泵分離裝置中的精餾塔塔體可為板式塔、填料塔或蒸發器，第二級熱泵分離裝置中的精餾塔塔體可為板式塔或填料塔，精餾塔裝置中的精餾塔塔體可為板式塔或填料塔。