[发明专利]一种草酸酯深度加氢催化反应合成乙二醇的方法

说明书

本发明公开了一种草酸酯深度加氢催化反应合成乙二醇的方法，包括：1)深度加氢催化反应步骤；2)分离步骤；和3)精馏步骤；所述1)深度加氢催化反应步骤，将净化后的高纯氢气与加氢循环气一并预热，然后与加压预热后的草酸酯一并进入蒸发器蒸发，蒸发混合气经过热后进入深度加氢催化反应系统，所述深度加氢催化反应系统包括串联的一段等温列管式反应器和二段固定床绝热反应器，反应气经换热后，进行步骤2)分离，分离得的含粗乙二醇的液相经步骤3)精馏纯化得到乙二醇产品。该方法采用等温列管+绝热固定床两段式串联设计，转化率高、选择性高，同等效果下催化剂填装量省，投资成本低，更适合于工业制乙二醇。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种草酸酯和氢气催化反应制乙二醇的方法。

背景技术

根据近年来国内生产乙二醇的现状和工艺发展情况可知，目前以乙烯为原料，贵金属银等为催化剂，将乙烯氧化制环氧乙烷，再水合生产乙二醇的石化路线在工业制备乙二醇中仍占主体地位。然而，以煤制合成气、电石尾气、焦炉煤气等为原料，通过间接羰化偶联法合成草酸酯加氢得到乙二醇的非石油路线，由于其原料来源丰富及成本低等明显优势，在国内已经开始迅速崛起，国内已有多套装置投运或在建。

在工业生产和应用中，采用的草酸酯主要为草酸二甲酯或草酸二乙酯，多碳烷基的草酸酯较为少见，因此草酸酯加氢主要指草酸二甲酯或草酸二乙酯的加氢，本发明所述的草酸酯也主要指草酸二甲酯或草酸二乙酯。目前，日本宇部、福建物构所、上海戊正、五环科技、天津大学、华东理工、西南化工院等均拥有自主研发的草酸酯加氢工艺包技术和运行装置。根据各在建或已运行的草酸酯加氢制乙二醇工艺，当前的草酸酯加氢反应器基本采用一段列管反应器，为了达到高转化率，也有个别设计采用两段串/并联列管反应器。这些现有的草酸酯加氢工艺常出现的问题是，氢催化剂活性降低快，且当加氢催化剂活性降低造成转化率降低后，反应后混合气中的草酸酯含量超标，在短时间内造成后续处理的设备和管道堵塞或腐蚀被迫停车。然而，各工艺技术方和催化剂提供方研究的核心都偏重于催化剂本身的性能，比如延长催化剂的使用寿命、提高催化活性及选择性等，而缺少对反应器和整个流程的研究和优化。

专利CN102649690通过高温预处理催化剂的二氧化硅载体提高乙二醇的选择性，最后能达到选择性高于96％；专利CN102649694虽然介绍的是制备乙二醇的方法，实则是对催化剂的改进，从提高催化剂稳定性的角度提高乙二醇的选择性，乙二醇的选择性可大于95％；专利CN102649707则是改进流化床反应器的结构使反应床层温度分布均匀，提高乙二醇选择性的可控性，可实现选择性高于98％；专利CN105777494也主要注重对催化剂的改进，特别是硅源加入到去离子水之后pH值的调节，最终获得的乙二醇选择性可到达高于96％。

在实际应用中的加氢催化装置，为了保证选择性和转化率，延长催化剂更换周期，降低设备和管道堵塞或腐蚀被迫停车频率，装置的加氢催化剂均过量填装，造成整个设备和催化剂投资大幅增加，不利于草酸酯加氢工业的发展。因此，针对工业制乙二醇项目如雨后春笋般兴起的发展趋势，需要有更高效、更优化、更省投资的设计方案投入生产中，以有效的降低生产投资成本。这不仅对催化剂的性能提出较高的要求，更对装置连接的合理性和有效性提出的新的挑战。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种新的草酸酯深度加氢催化反应合成乙二醇的方法，该方法采用合理的工艺路线，配合两段式串联设计，一段为等温列管式反应器，二段为固定床绝热反应器，获得一种转化率高、选择性高，催化剂填装量省，投资成本低，更适合于工业制乙二醇的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种草酸酯深度加氢催化反应合成乙二醇的方法，包括：

1)深度加氢催化反应步骤；

2)分离步骤；和

3)精馏步骤；