【精馏塔】30万吨/年煤制乙二醇副产碳酸二甲酯回收项目案例

项目背景

在 30 万吨 / 年煤制乙二醇生产过程中，每生产 1 吨乙二醇会副产约 0.05 吨碳酸二甲酯（DMC），但副产的 DMC 常混有甲醇、乙二醇、水及微量有机酸杂质，浓度仅 15% - 25%。传统回收工艺存在能耗高、分离不彻底、设备易腐蚀等问题：单一精馏处理时，因甲醇 - DMC - 水形成复杂共沸体系，需多次精馏才能分离，吨 DMC 蒸汽消耗高达 5 吨；且低浓度原料处理导致设备投资成本增加 30%，同时微量有机酸对普通碳钢设备腐蚀严重，设备检修频繁。为实现副产物资源化利用、降低生产成本与环保压力，某企业建设产能 15000t/a 的碳酸二甲酯回收项目，采用变压精馏、差压热耦合精馏技术，结合 CS 与 304 复合材质设备，打造 DN2400×39650mm 精馏塔，攻克低浓度、复杂体系的 DMC 高效回收难题。

工艺流程

预处理

副产混合液先进入静置沉降罐，通过重力分离去除大部分机械杂质；再经活性炭吸附塔，脱除微量有机酸与色素；最后调节 PH 至中性，防止酸性物质对设备的腐蚀，为后续精馏提供稳定原料。

变压精馏系统

经预处理的混合液进入变压精馏塔（操作压力0.8MPa），利用不同压力下共沸组成变化的特性，打破甲醇 - DMC - 水共沸平衡。塔内装填高效规整填料，提升传质效率。在较高压力下，塔顶蒸出甲醇 - 水共沸物，塔底富集DMC与乙二醇混合液（DMC浓度提升至 60% - 70%），有效分离大部分甲醇与水，减少后续处理负荷。

差压热耦合精馏系统

高压塔（1.2MPa，塔顶温度125℃）：变压精馏塔底物料进入高压塔，进一步分离DMC与乙二醇。塔顶高温蒸汽（潜热720kJ/kg）作为低压塔（0.4MPa，塔顶温度80℃）再沸器热源，实现热量梯级利用。高压塔塔底得到高纯度乙二醇（纯度≥99%），可回用于煤制乙二醇主流程。低压塔（0.4MPa，塔顶温度80℃）：利用高压塔废热，对DMC进行精细提纯。通过精准控制回流比与塔内温度，塔顶产出纯度≥99.9%的碳酸二甲酯产品，满足高端化工原料需求；塔底残留的微量杂质与低浓度DMC溶液返回变压精馏塔进行二次处理，提高原料利用率。

产品精制与余热回收

从低压塔得到的DMC产品进入成品精制塔，通过分子筛吸附进一步脱除痕量水分与杂质，确保产品质量；精馏过程中产生的冷凝水余热用于预热原料，蒸汽冷凝液回用于厂区锅炉，实现能源循环利用，降低综合能耗。

技术优势

高效节能，降低成本

变压精馏打破共沸限制，减少精馏塔数量与操作步骤；差压热耦合精馏实现高压塔废热100%回收利用，吨DMC蒸汽消耗从5吨降至1.8吨，年节约标煤约4.2万吨，运行成本降低45%，投资回收期缩短至2.5年。

精准分离，高纯度回收

通过变压与差压精馏协同，突破复杂共沸体系分离难题，DMC回收率从75%提升至98%，纯度达99.9%，满足锂电池电解液、聚碳酸酯等高端领域对原料的严苛要求，提升产品附加值。

复合材质与长寿命设计

采用CS与304复合材质，塔体中下部（接触腐蚀性介质）使用304不锈钢，上部采用CS材质，在保证耐腐蚀性的同时降低成本。设备寿命延长至12年，较传统碳钢设备提升100%，减少检修频次与维护成本。

智能化与安全保障

配备先进自动化控制系统，实时监测塔内温度、压力、液位、组分浓度等20余个参数，自动调节进料量、回流比、加热功率；设置可燃气体报警、超压联锁保护、紧急切断阀等安全装置，结合防爆型设备设计，确保装置安全稳定运行。

应用领域

新能源材料行业

高纯度碳酸二甲酯（≥99.9%）可作为锂电池电解液溶剂，提升电池能量密度与循环寿命，助力新能源汽车产业发展，满足宁德时代、比亚迪等企业对高端电解液原料的需求。

化工中间体领域

用于聚碳酸酯、医药农药中间体合成，替代传统有毒原料，推动化工行业绿色化转型，为聚碳酸酯生产企业提供优质原料，降低生产成本。

煤基产业链协同

实现煤制乙二醇副产物高值化利用，形成 “煤 - 乙二醇 - 碳酸二甲酯” 一体化产业链，提高煤炭资源综合利用率，增强企业在煤化工领域的竞争力，符合国家能源清洁高效利用政策导向。