[发明专利]一种草酸酯加氢系统和方法

说明书

本发明提供一种草酸酯加氢系统和方法，属于乙二醇制备领域。系统包括：压缩机、加氢反应部、氢气入口和草酸酯入口，压缩机和加氢反应部通过管路形成闭环连接，加氢反应部沿物流流通方向划分为至少两个串联设置的加氢反应单元，每个加氢反应单元设置有跨线管路。当其中一个加氢反应单元在出现故障时，循环气可通过跨线管路进入下一加氢反应单元，避免了对其他正常加氢反应单元的影响，保证了工艺流程的灵活性和乙二醇收率。当系统内设置四个串联的加氢反应单元时，相比于传统并联流程，压缩机能耗可降低4.32%，压缩机进出主管道上单位管道重量可降低50%以上，与管道表面积相关的单位管道保温伴热材料用量可减少70%以上。

技术领域

本发明涉及乙二醇制备领域，尤其涉及一种草酸酯加氢系统和方法。

背景技术

乙二醇(简称EG)又名甘醇、1，2亚乙基二醇，是最简单和最重要的脂肪族二元醇，也是一种重要的石油化工基础有机原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等。目前，国内以煤化工工艺路线生产乙二醇的规模越来越大，预计到2022年煤制乙二醇产能将在现在1100万吨的产能的基础上还要增加350～400万吨，将占国内乙二醇总产能的45％至50％。煤制乙二醇工艺主要由酯化、偶联和草酸酯加氢(简称加氢)三部分反应组成，每一步反应设有对应的精馏单元。

草酸酯加氢是煤制乙二醇工艺中的关键反应，目前传统的加氢流程为并联流程：从一台压缩机出来的循环气，并联进入后续的多台加氢反应单元，在加氢反应单元中完成反应后，循环气回又到压缩机，循环气循环利用。此工艺流程的优点是每台加氢反应单元相互并联、互不影响、操作灵活。但该工艺也存在一些弊端：为保证每台加氢反应单元进气量相同，压缩机压缩的气量需要成倍增加；压缩机进出口管道大且复杂，正常运行维护成本高，且增加了伴热保温的能耗；为了保证每个加氢反应单元进气量一致，需要额外设置流量调节阀组。

公开号为CN105418365A的发明专利申请公开了一种新型合成气制乙二醇的加氢单元，该加氢单元包括依次通过管路连接构成闭路工艺系统的氢气压缩机、一段加氢加热器、一段加氢反应器、一段加氢冷却器、一段加氢分离器、二段加氢加热器、二段加氢反应器、二段加氢冷却器和二段加氢分离器，一段加氢分离器与二段加氢加热器之间的管路上还连接有用于氢气的原料气进管。该加氢单元保证了一段加氢反应器进口压力和二段加氢反应器进口压力平衡，一段加氢反应器和二段加氢反应器为串联设置，避免了复杂的管道设计，减小了循环气总气量和能耗。但由于该加氢单元中的两个加氢反应器为串联设置，当其中一个加氢反应器出现故障时另外一个加氢反应器的运行也必定停止，影响工作进程和乙二醇收率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种草酸酯加氢系统和方法，解决现有技术加氢单元中并联设置的多个加氢反应单元导致压缩机气量大、管道大且复杂，而串联设置的多个加氢反应单元不能独立运行，当其中一个加氢反应单元出现故障时将影响整体工作进程和乙二醇收率等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种草酸酯加氢系统，包括用于输送循环气的压缩机和用于草酸酯和氢气进行加氢反应的加氢反应部，所述压缩机和加氢反应部通过管路形成闭环连接，所述草酸酯加氢系统还设有氢气入口和草酸酯入口，所述加氢反应部沿物流流通方向划分为至少两个串联设置的加氢反应单元，每个加氢反应单元设置有使物流绕开所述加氢反应单元的跨线管路；跨线管路的设计使循环气可通过跨线管路进入下一加氢反应单元，避免其中一个加氢反应单元出故障时影响其他正常加氢反应单元的运行，保证了工艺流程的灵活性和乙二醇收率。

所述氢气入口设置在所述压缩机和与所述压缩机相邻的加氢反应单元之间的管路上或任意相邻的两个加氢反应单元之间的管路上；可通过氢气入口补充系统消耗的氢气，当将氢气入口设置在任意相邻的两个加氢反应单元之间的管路上时，可保证各加氢反应单元间的压力平衡，同时提高了下一加氢反应单元的乙二醇选择性，增加乙二醇的收率。