一種多元醇混合物的分離方法技術

本發明專利技術公開了一種沸點相近的多元醇混合物的分離方法，以含有二元雜醇(1,2-丙二醇和1,2-丁二醇)的乙二醇作為減壓精餾塔進料，通過向塔底通入弱極性的氣態萃取劑，提高了極性同樣較弱的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇與極性較強的乙二醇之間的相對揮發度，提高了精餾的分離效率。本發明專利技術提供了一種分離乙二醇中二元雜醇的新型精餾方法，所用氣態萃取劑的沸點遠低于二元醇的沸點，易于分離且可被回收利用，因此降低了分離過程的物耗和能耗。采用本發明專利技術可將1,2-丙二醇、1,2-丁二醇與乙二醇分離，同時得到高純乙二醇和濃縮的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇的副產品。

Method for separating polyol mixture

The invention discloses a method for separating the mixture of polyols a close boiling point, with two yuan of Fusel (1,2- propylene glycol and butylene glycol 1,2-) of ethylene glycol as the vacuum distillation tower feed through to the bottom of the tower into the weak polar gas extraction agent, improve the relative volatility between the same polarity. 1,2- 1,2-, propylene glycol, butylene glycol and ethylene glycol with strong polarity, improve the separation efficiency of distillation. The present invention provides a novel distillation method for separating ethylene glycol two yuan for fusel, boiling gaseous extraction agent is far lower than the boiling point of alcohol, easy separation and can be recycled, thus reducing the separation process of the material and energy consumption. The invention can separate 1,2- propylene glycol, 1,2- butanediol and ethylene glycol, and simultaneously obtain the by-products of High-Purity Ethylene Glycol and concentrated 1,2- propylene glycol and 1,2- butanediol.

【技術實現步驟摘要】
一種多元醇混合物的分離方法
本專利技術涉及一種從乙二醇中除去1,2-丙二醇和1,2-丁二醇的化工分離技術。
技術介紹
乙二醇是一種大宗生產的基礎化工原料，可以用來生產聚酯纖維(滌綸)、聚對苯二甲酸乙二醇酯、炸藥、溶劑、抗凍劑、增塑劑、吸濕劑等。目前，工業上主要以乙烯為原料、通過環氧乙烷水合法生產乙二醇，需要消耗大量不可再生的石油天然氣資源。自2002年來，中國的乙二醇進口量所占需求量的比例一直維持在70％以上。其中聚酯行業消耗的乙二醇占80％以上。富含纖維素的生物質原料廉價易得，以可再生生物質為原料生產乙二醇，不但可以減少對石油和煤的依賴，而且能最大程度地減少二氧化碳的排放、減弱溫室效應，具有很好的工業化前景。另外，煤制乙二醇技術適合我國富煤少油的國情，具有廣闊的發展前景，且已部分工業化。然而，以生物質或煤為原料合成的乙二醇粗產品中都含有一定量的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇等副產物。以上副產物與乙二醇的沸點接近，常規精餾分離困難，分離能耗及成本很高；而下游聚酯工業一般要求乙二醇的質量分數達到99.9％。因此，對乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇的高效分離是一項具有挑戰性的課題，也是生物質基和煤基乙二醇工業生產節能降耗亟待解決的關鍵技術難題。專利CN103772146A和專利US4966658A使用縮酮、乙苯、3-庚酮、對二甲苯、鄰二甲苯、均三甲苯、異丙苯、二異丁基酮等物質中的一種作為共沸劑，通過共沸精餾將乙二醇從塔頂采出。這兩項專利所用共沸劑與乙二醇形成的共沸物難以通過精餾進一步分離，而且以上共沸劑多數與含量最高的乙二醇形成共沸物，因此共沸劑用量及能耗較高。專利US8143458B2公開了一種分離乙二醇中的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇的萃取精餾方法，該專利所使用的萃取劑(如水、甲醇、乙醇)均為強極性萃取劑，相關方法屬于液體萃取精餾的范疇，且對1,2-丁二醇的分離幾乎沒有促進作用。
技術實現思路
本專利技術提供了一種通過氣體萃取精餾、將1,2-丙二醇、1,2-丁二醇從乙二醇中分離的技術方案。以含有1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一種或二種的乙二醇粗產品為原料，其中多元醇混合物中1,2-丙二醇、1,2-丁二醇在乙二醇溶液中的總質量濃度為0.5-50％。以氣態物質為萃取劑從精餾塔下方通入，通過氣體萃取精餾的方式，將輕組分1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一種或二種從乙二醇中萃取并同時氣化，氣化后的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一種或二種在塔頂的分凝器處冷凝、部分采出，而大部分氣態萃取劑在分凝器處不冷凝、通過全凝器冷凝并回收利用；在萃取、氣化1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一種或二種的同時，實現了乙二醇的提純；所用的萃取劑為常壓沸點為0～170℃的有機物，包括碳原子數大于3的醇類、酯類、醚類、鹵代烴、醇胺、胺類中的一種或二種以上的組合，包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、丙醚、丁醚、正丁醇、正戊醇、異丁醇、乙醇胺、正戊胺、二氯甲烷、1-氯戊烷。萃取劑以氣體形式發揮萃取作用。所用萃取劑和1,2-丙二醇、1,2-丁二醇乙二醇均不能形成共沸物。通過氣體萃取精餾分離乙二醇粗產品時，塔釜內液體溫度為115～150℃，塔頂氣相壓力為絕對壓力3～20kPa。萃取劑在進入精餾塔前或在精餾塔內完全氣化或部分氣化為氣態萃取劑。氣態萃取劑將1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一種或二種提取到塔頂，在塔頂采用分凝器的形式將1,2-丙二醇、1,2-丁二醇冷凝，該冷凝液部分回流、部分采出；而絕大部分氣態萃取劑不被分凝器冷凝，之后通過溫度較低的全凝器將氣態萃取劑冷凝，被全凝器冷凝的萃取劑可返回精餾塔重復使用。由于氣態萃取劑的分壓作用，可以在維持塔底溫度不變的前提下降低精餾塔整體的真空度。分凝器的溫度高于氣態萃取劑在分凝器中的沸點、低于1,2-丙二醇或1,2-丁二醇在分凝器中的沸點。實現上述方法的具體步驟如下：(1)向塔釜中加入適量二元醇混合物，開啟釜底加熱和真空機組，并保持精餾塔釜溫度為115～150℃，塔頂壓力為絕對壓力3～20kPa。當塔頂冷凝器1出現凝液后，調節冷凝器1的溫度，使分凝器的設定溫度高于氣態萃取劑在分凝器中的沸點、低于1,2-丙二醇或1,2-丁二醇在分凝器中的沸點，從而可使萃取劑在冷凝器1表面能夠處于氣態，同時1,2-丙二醇、1,2-丁二醇能夠在冷凝器1表面被冷凝，即冷凝器1實質上屬于分凝器。同時開啟冷凝器2。全回流一段時間，使精餾系統和真空系統達到穩定；(2)氣態萃取劑無需預熱直接進入精餾塔；液態萃取劑要先經過蒸發管進行預熱，以使全部或大部分萃取劑氣化，其余的萃取劑進入塔底迅速氣化。氣態萃取劑進入精餾塔，與下降液流逆向接觸，塔板或填料同時為精餾和氣體萃取提供了氣液傳質界面，1,2-丙二醇、1,2-丁二醇在冷凝器1處冷凝、部分回流。氣態萃取劑進入冷凝器2被冷凝下來，并可返回精餾塔循環使用；在冷凝器1處可采出夾帶有少量萃取劑的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇，可通過蒸餾、萃取、吸附、氣提中的一種或二種除去其中的低沸點萃取劑。另外，在精餾塔底采出高純的乙二醇；作為優選，萃取劑使用丁酸乙酯；作為優選，使用丁酸乙酯時，冷凝器1溫度設置為95～110℃，塔頂壓力調節為絕對壓力15kPa；作為優選，液態丁酸乙酯與液態二元醇原料的體積流率之比為5:1；作為優選，塔頂回流比設為10:1；作為優選，在絕對壓力15kPa下，使用丁酸乙酯時，冷凝器2的溫度設置為10℃。實現本專利技術所需的設備主要有：減壓精餾塔、真空機組、冷凝器、閃蒸罐、泵等。本專利技術將1,2-丙二醇、1,2-丁二醇從乙二醇中分離的原理是：在較高溫度下，精餾柱內處于氣液平衡態，氣、液相分子的吉布斯自由能相等。當引入萃取劑氣體時，萃取劑分子和氣相或液體表面的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇分子發生相互作用，使氣相或液體表面的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇的吉布斯自由能降低。因此液體中的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇更易進入氣相，即氣體萃取促進了低沸點的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇從液相到氣相的傳質，但同時對乙二醇的液氣傳質不明顯或具有抑制作用，所以宏觀上表現為從塔頂采出的產品中1,2-丙二醇、1,2-丁二醇濃度增大，即分離效果得到提高。與現有技術相比，本專利技術的優勢在于：對1,2-丙二醇和1，2-丁二醇的精餾分離均有促進作用，能夠使塔頂產品中1,2-丙二醇的質量分數增加10％～30％、1,2-丁二醇的質量分數增加4％～12％，這樣就能在完成相同的分離任務的前提下降低精餾塔的塔板數和能耗，減少了精餾裝置的固定投資和操作成本。由于萃取劑氣體的通入，可使二醇蒸汽的分壓降低，可在保持塔底溫度不變的前提下降低精餾塔的真空度，從而降低對精餾塔和真空機組設備的高性能要求。附圖說明圖1為本專利技術間歇式減壓氣體萃取精餾流程圖。圖2為本專利技術連續式減壓氣體萃取精餾流程圖。圖3為常規間歇式減壓精餾流程圖。圖1：1、真空泵2、真空度調節閥3、冷凝器2(全凝器)4、氣態萃取劑5、冷凝器1(分凝器)6、放空閥7、緩沖罐8、閃蒸罐9、二元醇產品10、數字式溫度計11、氣體萃取精餾柱12、數字式壓力計13、二醇混合液14、數字式溫度計15、精餾釜16、萃取劑儲罐17、蒸發管圖2：1、真空泵2、真本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多元醇混合物的分離方法，其特征在于：以含有1,2?丙二醇、1,2?丁二醇中的一種或二種的乙二醇粗產品為原料，以氣態物質為萃取劑，并從精餾塔下方通入萃取劑，通過氣體萃取精餾的方式，將乙二醇粗產品中的輕組分1,2?丙二醇、1,2?丁二醇中的一種或二種從乙二醇中萃取并同時氣化，氣化后的1,2?丙二醇、1,2?丁二醇中的一種或二種在塔頂的分凝器處冷凝、部分采出，而大部分氣態萃取劑在分凝器處不冷凝、通過全凝器冷凝并回收利用；在萃取、氣化1,2?丙二醇、1,2?丁二醇中的一種或二種的同時，實現了乙二醇的提純；所用的萃取劑為常壓沸點為0～170℃的有機物，包括碳原子數大于3的醇類、酯類、醚類、鹵代烴、醇胺、胺類中的一種或二種以上的組合；且萃取劑以氣體形式發揮萃取作用。

【技術特征摘要】
1.一種多元醇混合物的分離方法，其特征在于：以含有1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一種或二種的乙二醇粗產品為原料，以氣態物質為萃取劑，并從精餾塔下方通入萃取劑，通過氣體萃取精餾的方式，將乙二醇粗產品中的輕組分1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一種或二種從乙二醇中萃取并同時氣化，氣化后的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一種或二種在塔頂的分凝器處冷凝、部分采出，而大部分氣態萃取劑在分凝器處不冷凝、通過全凝器冷凝并回收利用；在萃取、氣化1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一種或二種的同時，實現了乙二醇的提純；所用的萃取劑為常壓沸點為0～170℃的有機物，包括碳原子數大于3的醇類、酯類、醚類、鹵代烴、醇胺、胺類中的一種或二種以上的組合；且萃取劑以氣體形式發揮萃取作用。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：多元醇混合物中1,2-丙二醇、1,2-丁二醇在乙二醇溶液中的總質量濃度為0.5-50％。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所用萃取劑和1,2-丙二醇、1,2-丁二醇乙二醇均不能形成共沸物。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：通過氣體萃取精餾分離乙二醇粗產...

【專利技術屬性】
技術研發人員：艾碩，鄭明遠，張濤，龐紀峰，王愛琴，王曉東，
申請(專利權)人：中國科學院大連化學物理研究所，
類型：發明
國別省市：遼寧,21