[0001] 本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种用于1,4‑丁二醇精馏提纯的系统及方法。

[0002] 炔醛法生产1,4‑丁二醇(简称BDO)过程中，丁炔二醇在催化剂作用下加氢生成BDO，同时副产丁醇、丙醇、甲醇、γ‑羟基丁酸、丁烯二醇、2(4羟基丁氧基)四氢呋喃(TBA)、高沸物和盐类；在BDO提浓过程将丁醇、丙醇、甲醇、水等较轻组分脱除，得到BDO含量约95wt％的粗BDO溶液，再将粗BDO溶液送入BDO精制系统分离提纯得到99.7wt％的精制BDO，此过程为BDO装置运行过程主要能耗，传统精馏流程存在各精馏塔运行负荷高、能耗大等问题，在高负荷运行条件下易出现精馏塔压降高和液泛的异常运行情况。

[0003] 专利CN114669073A公开了一种1,4‑丁二醇多效精馏装置系统以及多效精馏工艺。该装置系统包括脱水、脱盐、脱残余物、产品提纯和热量优化系统，通过多效精馏以及对系统内热量的优化实现精馏过程低碳、低能耗的优化。此系统热量集成高、单位能耗低，但双效精馏需要有高压精馏塔，其操作温度高，易造成BDO聚合产生杂质，导致产品质量不合格。

[0004] 专利CN1114853573A提供一种1,4‑丁二醇分离纯化的系统与方法，通过复合萃取剂增大1,4‑丁二醇和2‑(4‑羟基丁氧基)四氢呋喃的相对挥发度，获得纯度99.99％以上的BDO，减少BDO损失，分离效率高，产品纯度高，但引入新的萃取剂需新增设备，且可能导致萃取剂杂质进入BDO产品中。

[0005] 专利CN107778141A公开了一种1,4‑丁二醇的纯化方法，该方法包括：将含有醛类化合物和/或缩醛类化合物杂质的粗1,4‑丁二醇在临氢条件下与负载银的树脂催化剂接触，得到色度小于10APHA的纯化1,4‑丁二醇。本发明的方法能够将含有醛类化合物和/或缩醛类化合物杂质的粗1,4‑丁二醇进行纯化，降低粗1,4‑丁二醇色度，但此方法只针对含醛体系纯化，无法实现BDO本身体系杂质的分离提纯。

[0006] 目前，BDO精制流程大多采用先除盐再除杂的流程，导致精馏体系重组分杂质多次汽化，能耗增加，且伴随各塔操作负荷过大现象，无法实现高负荷条件的稳定运行。

[0042] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0043] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

[0044] 除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0045] 本发明提供了一种用于1,4‑丁二醇精馏提纯的系统，包括：

[0046] 焦油塔，用于接收1,4‑丁二醇粗料并对其中的轻组分和重组分进行精馏分离，得到含有轻组分和1,4‑丁二醇的第一气相物料以及含有重组分和1,4‑丁二醇的第一液相物料；

[0047] 脱轻塔，用于接收来自焦油塔的第一气相物料并精馏脱除其中的1,4‑丁二醇中的TBA及低沸物杂质，得到轻组分气相和含有脱轻后的1,4‑丁二醇的第二液相物料；

[0048] 脱重塔，用于接收来自焦油塔的第一液相物料以及来自脱轻塔的第二液相物料并精馏脱除其中的1,4‑丁二醇中的高沸物杂质，得到轻组分气相、第三液相物料以及精制1,4‑丁二醇产品。

[0049] 本发明中，1,4‑丁二醇粗料为由1,4‑丁炔二醇加氢、脱水后的含1,4‑丁二醇的粗料，为描述方便，本文简称为BDO粗料，焦油塔对该粗料进行分离，焦油塔分别与脱轻塔、脱重塔相连接。在一些示例中，BDO粗料在焦油塔进行初步分离后，塔顶采出水、TBA、其他轻组分和少量BDO，即第一气相物料冷凝后的液相；塔底采出BDO、重组分，即第一液相物料。

[0050] 本发明中，脱轻塔接收第一气相物料冷凝后的液相并对其进行分离，在一些示例中，该脱轻塔塔底连接脱重塔。塔顶采出含BDO、TBA、水的轻组分混合物，即轻组分气相冷凝后的液相；塔底采出BDO纯度较高(99.5wt％)的含TBA、重组分杂质的BDO溶液，即第二液相物料，以回收脱轻后的BDO。

[0051] 本发明中，脱重塔接收来自焦油塔的第一液相物料以及来自脱轻塔的第二液相物料并对其进行分离，在一些示例中，脱重塔塔顶采出含BDO、TBA、水的轻组分混合物，即轻组分气相冷凝后的液相；侧线采出高纯度(99.7wt％)的BDO产品；塔底采出重组分含量较高的BDO溶液，即第三液相物料。

[0052] 本发明的系统中还包括与脱重塔连通的换热器，用于接收来自脱重塔的第三液相物料并分离得到富含1,4‑丁二醇的气相以及包含重组分和盐杂质的液相，在一些示例中，该换热器为刮膜蒸发器，其接收来自脱重塔的第三液相物料)，进行分离后气相采出为富含重组分的BDO；液相采出为BDO含量较低的重组分和盐类杂质。

[0053] 可以理解的是，所述焦油塔、脱轻塔和脱重塔均包括进料口、塔顶气相出口和塔底液相出口，较佳地，还具有塔顶气相冷凝回流装置，如图1中的E1、E2或E3所示装置，所述塔顶气相出口与所述塔顶气相冷凝回流装置相连通，气相进入冷凝器后部分采出，部分回流。

[0054] 在一些示例中，所述脱重塔还包括用于获得精制1,4‑丁二醇产品的侧线采出口。

[0055] 在一些示例中，所述塔顶气相冷凝回流装置均包括冷凝器、回流槽和回流泵；塔顶气相出口与所述冷凝器和回流槽相连通，然后经回流泵回流至焦油塔、脱轻塔或脱重塔中。

[0056] 较佳地，所述回流槽包括有不凝器气出口。

[0057] 较佳地，所述系统还包括水封槽和不凝气管线，所有的不凝气出口均通过不凝气管线连接至所述水封槽。

[0058] 可以理解的是，本发明系统还包括一些容纳及传输各组分的管线，示例性地，包括来料管线、轻组分管线、重组分管线、BDO产品管线等。

[0059] 在一些示例中，所述焦油塔的进料口与载有1,4‑丁二醇粗料的来料管线相连通，所述焦油塔的塔底液相出口与所述脱重塔的进料口相连通，所述焦油塔的塔顶气相冷凝回流装置与所述脱轻塔的进料口相连通。

[0060] 在一些示例中，所述脱轻塔的塔底液相出口与所述脱重塔的进料口相连通，所述脱轻塔的塔顶气相冷凝回流装置连接轻组分管线。

[0061] 在一些示例中，焦油塔顶部气相经冷凝后部分回流，部分送至所述脱轻塔；脱重塔顶部气相经冷凝后完全回流。

[0062] 可以理解的是，所述换热器包括进料口、气相出口和液相出口；所述脱重塔的塔底液相出口与所述换热器进料口相连通，所述换热器的气相出口与所述脱重塔的进料口相连通，所述换热器的液相出口连接重组分管线。

[0063] 较佳地，所述重组分管线上设置有脱重塔釜泵。

[0064] 本发明第二方面提供了一种用于1,4‑丁二醇精馏提纯的方法，包括如下步骤：

[0065] 1,4‑丁二醇粗料进入焦油塔，进行精馏分离得到含有轻组分和1,4‑丁二醇的第一气相物料以及含有重组分和1,4‑丁二醇的第一液相物料；

[0066] 来自焦油塔的第一气相物料进入脱轻塔，进行精馏脱除第一气相物料的1,4‑丁二醇中的TBA及低沸物杂质，得到轻组分气相和含有脱轻后的1,4‑丁二醇的第二液相物料；

[0067] 来自焦油塔的第一液相物料以及来自脱轻塔的第二液相物料进入脱重塔，进行精馏脱除第一液相物料和第二液相物料的1,4‑丁二醇中的高沸物杂质，得到轻组分气相、第三液相物料以及精制1,4‑丁二醇产品。

[0068] 进一步地，还包括如下步骤：脱重塔的第三液相物料进入换热器进行分离，得到富含1,4‑丁二醇的气相以及包含重组分和盐杂质的液相。

[0069] 进一步地，所述换热器得到的气相再进入脱重塔中，得到的液相进入重组分管线。

[0070] 以下结合实施例对本发明进一步说明：

[0071] 实施例1

[0072] 如图1所示，用于1,4‑丁二醇精馏提纯的系统，包括焦油塔、脱轻塔、脱重塔和刮膜蒸发器。

[0073] BDO粗料在焦油塔初步分离，BDO粗料组成为：1,4‑丁二醇含量94wt％、TBA含量0.2wt％、轻组分含量5.3wt％，其余重组分含量0.5wt％；焦油塔塔顶采出水、TBA、其他轻组分(沸点比BDO低的、除水和TBA以外的轻组分)和少量BDO；焦油塔塔底采出BDO、其他重组分(沸点比BDO高的重组分)。焦油塔填料高度为23块理论板，操作压力5kpa，回流比0.58，塔顶温度133℃，塔底温度157℃，焦油塔塔顶样品中重组分含量低于0.3wt％，焦油塔塔底样品中轻组分含量低于0.1wt％。

[0074] 焦油塔塔顶采出经冷凝和部分回流后进入脱轻塔分离。脱轻塔塔顶采出富含轻组分的BDO废液，塔底采出BDO纯度99.5wt％的溶液。脱轻塔填料高度为30块理论板，操作压力5.1kpa，回流比21.7，塔顶温度142℃，塔底温度160℃。

[0075] 焦油塔塔底采出和脱轻塔塔底采出进入脱重塔分离。脱重塔塔顶采出少量含轻组分的BDO废液，侧线采出纯度达99.7wt％的BDO产品，脱重塔塔底采出重组分含量较高的BDO溶液。脱重塔填料高度为43块理论板，操作压力6.2kpa，回流比5630，塔顶温度152℃，塔底温度169℃。

[0076] 脱重塔塔底采出进入刮膜蒸发器分离。刮膜蒸发器含较多BDO的气相出口进入脱重塔塔底，刮膜蒸发器液相采出为BDO含量较低的重组分和盐类杂质。刮膜蒸发器操作压力13kpa，温度170℃。

[0077] 对比例1

[0078] 如图2所示，用于1,4‑丁二醇精馏提纯的系统，包括焦油塔、脱轻塔、脱重塔和刮膜蒸发器。

[0079] BDO粗料在焦油塔初步分离，BDO粗料组成为：1,4‑丁二醇含量94wt％、TBA含量0.2wt％、轻组分含量5.3wt％，其余重组分含量0.5wt％；塔顶采出水、TBA、其他轻组分和大部分BDO；塔底采出BDO、其他重组分。焦油塔填料高度为23块理论板，操作压力5kpa，回流比
0.16，塔顶温度144℃，塔底温度168℃，塔顶样品中重组分含量低于0.3wt％，塔底样品中轻组分含量低于0.1wt％。

[0080] 焦油塔塔顶采出经冷凝和部分回流后进入脱轻塔分离。塔顶采出富含轻组分的BDO废液，塔底采出BDO纯度99.5wt％的溶液。脱轻塔填料高度为30块理论板，操作压力5.1kpa，回流比31，塔顶温度140℃，塔底温度158℃。

[0081] 脱轻塔塔底采出进入脱重塔分离。塔顶采出少量含轻组分的BDO废液，侧线采出纯度达99.7wt％的BDO产品，塔底采出重组分含量较高的BDO溶液。脱重塔填料高度为43块理论板，操作压力6.2kpa，回流比5630，塔顶温度152℃，塔底温度169℃。

[0082] 脱重塔塔底采出进入焦油塔，焦油塔塔底采出进入刮膜蒸发器。刮膜蒸发器含较多BDO的气相出口进入脱重塔，刮膜蒸发器液相采出为BDO含量较低的重组分和盐类杂质。刮膜蒸发器操作压力13kpa，温度170℃。

[0083] 对比例2

[0084] 如图3所示，用于1,4‑丁二醇精馏提纯的系统，包括焦油塔、脱轻塔、脱重塔和刮膜蒸发器。

[0085] BDO粗料在焦油塔初步分离，BDO粗料组成为：1,4‑丁二醇含量94wt％、TBA含量0.2wt％、轻组分含量5.3wt％，其余重组分含量0.5wt％；塔顶采出水、TBA、其他轻组分和大部分BDO；塔底采出BDO、其他重组分。焦油塔填料高度为23块理论板，操作压力5kpa，回流比
0.16，塔顶温度144℃，塔底温度168℃，塔顶样品中重组分含量低于0.3wt％，塔底样品中轻组分含量低于0.1wt％。

[0086] 焦油塔塔顶采出经冷凝和部分回流后进入脱轻塔分离。塔顶采出富含轻组分的BDO废液，塔底采出BDO纯度99.5wt％的溶液。脱轻塔填料高度为30块理论板，操作压力5.1kpa，回流比31，塔顶温度140℃，塔底温度158℃。

[0087] 脱轻塔塔底采出进入脱重塔分离。塔顶采出少量含轻组分的BDO废液，侧线采出纯度达99.7wt％的BDO产品，塔底采出重组分含量较高的BDO溶液。脱重塔填料高度为43块理论板，操作压力6.2kpa，回流比5630，塔顶温度152℃，塔底温度169℃。

[0088] 脱重塔塔底采出进入焦油塔，焦油塔塔底采出进入刮膜蒸发器。刮膜蒸发器含较多BDO的气相出口进入脱重塔，刮膜蒸发器液相采出为BDO含量较低的重组分和盐类杂质。刮膜蒸发器操作压力13kpa，温度170℃。

[0089] 对比例3

[0090] 如图4所示，用于1,4‑丁二醇精馏提纯的系统，包括脱轻塔、脱重塔和刮膜蒸发器。

[0091] BDO粗料在脱轻塔初步分离，BDO粗料组成为：1,4‑丁二醇含量94wt％、TBA含量0.2wt％、轻组分含量5.3wt％，其余重组分含量0.5wt％；塔顶采出水、TBA、其他轻组分和少部分BDO；塔底采出BDO、其他重组分。脱轻塔填料高度为30块理论板，操作压力5.1kpa，回流比35，塔顶温度135℃，塔底温度158℃，塔顶样品中重组分含量低于0.3wt％，塔底样品中轻组分含量低于0.1wt％。

[0092] 脱轻塔塔底采出进入脱重塔分离。塔顶采出少量含轻组分的BDO废液，侧线采出纯度达99.7wt％的BDO产品，塔底采出重组分含量较高的BDO溶液。脱重塔填料高度为43块理论板，操作压力6.2kpa，回流比5630，塔顶温度152℃，塔底温度169℃。

[0093] 脱重塔塔底采出进入刮膜蒸发器分离。刮膜蒸发器含较多BDO的气相出口进入脱重塔底，刮膜蒸发器液相采出为BDO含量较低的重组分和盐类杂质。刮膜蒸发器操作压力13kpa，温度170℃。

[0094] 对比例4

[0095] 如图5所示，用于1,4‑丁二醇精馏提纯的系统，包括焦油塔、脱轻塔、脱重塔和刮膜蒸发器。

[0096] BDO粗料在脱轻塔初步分离，BDO粗料组成为：1,4‑丁二醇含量94wt％、TBA含量0.2wt％、轻组分含量5.3wt％，其余重组分含量0.5wt％；塔顶采出水、TBA、其他轻组分和少部分BDO；塔底采出BDO、其他重组分。脱轻塔填料高度为30块理论板，操作压力5.1kpa，回流比35，塔顶温度135℃，塔底温度158℃，塔顶样品中重组分含量低于0.3wt％，塔底样品中轻组分含量低于0.1wt％。

[0097] 脱轻塔塔底采出进入脱重塔分离。塔顶采出少量含轻组分的BDO废液，侧线采出重组分含量略高的BDO，塔底采出重组分含量较高的BDO溶液。脱重塔填料高度为43块理论板，操作压力6.2kpa，回流比5630，塔顶温度152℃，塔底温度169℃。

[0098] 脱重塔侧采进入焦油塔分离提纯。塔顶采出纯度99.7wt％的BDO产品，塔釜采出重组分略高的BDO溶液进入脱重塔。焦油塔填料高度为23块理论板，操作压力5kpa，回流比500，塔顶温度162℃，塔底温度168℃。

[0099] 脱重塔底采出进入刮膜蒸发器分离，刮膜蒸发器含较多BDO的气相出口进入脱重塔底，刮膜蒸发器液相采出为BDO含量较低的重组分和盐类杂质。刮膜蒸发器操作压力13kpa，温度170℃。

[0100] 对比例5

[0101] 如图6所示，用于1,4‑丁二醇精馏提纯的系统，包括焦油塔、脱轻塔、脱重塔和刮膜蒸发器。

[0102] BDO粗料在脱轻塔初步分离，BDO粗料组成为：1,4‑丁二醇含量94wt％、TBA含量0.2wt％、轻组分含量5.3wt％，其余重组分含量0.5wt％；塔顶采出水、TBA、其他轻组分和少部分BDO；塔底采出BDO、其他重组分。脱轻塔填料高度为30块理论板，操作压力5.1kpa，回流比35，塔顶温度135℃，塔底温度158℃，塔顶样品中重组分含量低于0.3wt％，塔底样品中轻组分含量低于0.1wt％。

[0103] 脱轻塔塔底采出一部分进入脱重塔分离。塔顶采出少量含轻组分的BDO废液，侧线采出纯度99.7wt％的BDO产品，塔底采出重组分含量较高的BDO溶液。脱重塔填料高度为43块理论板，操作压力6.2kpa，回流比5630，塔顶温度152℃，塔底温度169℃。

[0104] 脱轻塔塔底采出另一部分进入焦油塔分离。塔顶采出少量含轻组分的BDO废液，侧线采出纯度99.7wt％的BDO产品，塔底采出重组分含量较高的BDO溶液进入脱重塔。焦油塔填料高度为23块理论板，操作压力5kpa，回流比5000，塔顶温度152℃，塔底温度169℃。

[0105] 脱重塔底采出进入刮膜蒸发器分离，刮膜蒸发器含较多BDO的气相出口进入脱重塔底，刮膜蒸发器液相采出为BDO含量较低的重组分和盐类杂质。刮膜蒸发器操作压力13kpa，温度170℃。

[0106] 本发明实施例1及对比例1‑5中采用不同的精馏流程，具体分离效果见表1所示。

[0107] 表1

[0108]

[0109]

[0110] 结合表1，在产品产量和质量一定条件下，对比实施例1与对比例1‑5，实施例1减少大部分重组分在脱轻塔的重复气化，流程总体能耗更低，脱轻塔与焦油塔运行负荷更小；对比例1‑5与实施例1的区别及缺陷分别如下：

[0111] 对比实施例1与对比例1，对比例1大部分重组分在脱轻塔重复气化，流程总体能耗更高，脱轻塔与焦油塔运行负荷更大，且刮膜蒸发器含BDO的气相重组分只在焦油塔进行一次富集，造成焦油塔能耗更高；

[0112] 对比实施例1与对比例2，对比例2大部分重组分同样在脱轻塔重复气化，流程总体能耗更高，脱轻塔与焦油塔运行负荷更大；

[0113] 对比实施例1与对比例3，对比例3的双塔精馏轻、重组分塔均需加大回流比，各塔运行负荷较大，已达到液泛条件，无法实现正常运行；

[0114] 对比实施例1与对比例4，对比例4中轻、重组分同时在脱重塔富集，导致脱重塔回流比更大，已达到液泛条件，无法正常运行；

[0115] 对比实施例1与对比例5，对比例5脱轻塔、脱重塔均需高回流比才能实现产品纯度要求，且两塔各自采出产品，无法保证产品质量稳定。

[0116] 因此，综合对比，实施例1既能实现低能耗运行，而且各精馏塔尚在运行能力之内，具有一定经济效益和可行性。

[0117] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动均在本发明涵盖的精神范围之内。