一种多元醇混合物的分离方法技术

本发明专利技术公开了一种沸点相近的多元醇混合物的分离方法，以含有二元杂醇(1,2-丙二醇和1,2-丁二醇)的乙二醇作为减压精馏塔进料，通过向塔底通入弱极性的气态萃取剂，提高了极性同样较弱的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇与极性较强的乙二醇之间的相对挥发度，提高了精馏的分离效率。本发明专利技术提供了一种分离乙二醇中二元杂醇的新型精馏方法，所用气态萃取剂的沸点远低于二元醇的沸点，易于分离且可被回收利用，因此降低了分离过程的物耗和能耗。采用本发明专利技术可将1,2-丙二醇、1,2-丁二醇与乙二醇分离，同时得到高纯乙二醇和浓缩的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇的副产品。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种多元醇混合物的分离方法
本专利技术涉及一种从乙二醇中除去1,2-丙二醇和1,2-丁二醇的化工分离技术。
技术介绍
乙二醇是一种大宗生产的基础化工原料，可以用来生产聚酯纤维(涤纶)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、炸药、溶剂、抗冻剂、增塑剂、吸湿剂等。目前，工业上主要以乙烯为原料、通过环氧乙烷水合法生产乙二醇，需要消耗大量不可再生的石油天然气资源。自2002年来，中国的乙二醇进口量所占需求量的比例一直维持在70％以上。其中聚酯行业消耗的乙二醇占80％以上。富含纤维素的生物质原料廉价易得，以可再生生物质为原料生产乙二醇，不但可以减少对石油和煤的依赖，而且能最大程度地减少二氧化碳的排放、减弱温室效应，具有很好的工业化前景。另外，煤制乙二醇技术适合我国富煤少油的国情，具有广阔的发展前景，且已部分工业化。然而，以生物质或煤为原料合成的乙二醇粗产品中都含有一定量的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇等副产物。以上副产物与乙二醇的沸点接近，常规精馏分离困难，分离能耗及成本很高；而下游聚酯工业一般要求乙二醇的质量分数达到99.9％。因此，对乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇的高效分离是一项具有挑战性的课题，也是生物质基和煤基乙二醇工业生产节能降耗亟待解决的关键技术难题。专利CN103772146A和专利US4966658A使用缩酮、乙苯、3-庚酮、对二甲苯、邻二甲苯、均三甲苯、异丙苯、二异丁基酮等物质中的一种作为共沸剂，通过共沸精馏将乙二醇从塔顶采出。这两项专利所用共沸剂与乙二醇形成的共沸物难以通过精馏进一步分离，而且以上共沸剂多数与含量最高的乙二醇形成共沸物，因此共沸剂用量及能耗较高。专利US8143458B2公开了一种分离乙二醇中的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇的萃取精馏方法，该专利所使用的萃取剂(如水、甲醇、乙醇)均为强极性萃取剂，相关方法属于液体萃取精馏的范畴，且对1,2-丁二醇的分离几乎没有促进作用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种通过气体萃取精馏、将1,2-丙二醇、1,2-丁二醇从乙二醇中分离的技术方案。以含有1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一种或二种的乙二醇粗产品为原料，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总质量浓度为0.5-50％。以气态物质为萃取剂从精馏塔下方通入，通过气体萃取精馏的方式，将轻组分1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一种或二种从乙二醇中萃取并同时气化，气化后的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一种或二种在塔顶的分凝器处冷凝、部分采出，而大部分气态萃取剂在分凝器处不冷凝、通过全凝器冷凝并回收利用；在萃取、气化1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一种或二种的同时，实现了乙二醇的提纯；所用的萃取剂为常压沸点为0～170℃的有机物，包括碳原子数大于3的醇类、酯类、醚类、卤代烃、醇胺、胺类中的一种或二种以上的组合，包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、丙醚、丁醚、正丁醇、正戊醇、异丁醇、乙醇胺、正戊胺、二氯甲烷、1-氯戊烷。萃取剂以气体形式发挥萃取作用。所用萃取剂和1,2-丙二醇、1,2-丁二醇乙二醇均不能形成共沸物。通过气体萃取精馏分离乙二醇粗产品时，塔釜内液体温度为115～150℃，塔顶气相压力为绝对压力3～20kPa。萃取剂在进入精馏塔前或在精馏塔内完全气化或部分气化为气态萃取剂。气态萃取剂将1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一种或二种提取到塔顶，在塔顶采用分凝器的形式将1,2-丙二醇、1,2-丁二醇冷凝，该冷凝液部分回流、部分采出；而绝大部分气态萃取剂不被分凝器冷凝，之后通过温度较低的全凝器将气态萃取剂冷凝，被全凝器冷凝的萃取剂可返回精馏塔重复使用。由于气态萃取剂的分压作用，可以在维持塔底温度不变的前提下降低精馏塔整体的真空度。分凝器的温度高于气态萃取剂在分凝器中的沸点、低于1,2-丙二醇或1,2-丁二醇在分凝器中的沸点。实现上述方法的具体步骤如下：(1)向塔釜中加入适量二元醇混合物，开启釜底加热和真空机组，并保持精馏塔釜温度为115～150℃，塔顶压力为绝对压力3～20kPa。当塔顶冷凝器1出现凝液后，调节冷凝器1的温度，使分凝器的设定温度高于气态萃取剂在分凝器中的沸点、低于1,2-丙二醇或1,2-丁二醇在分凝器中的沸点，从而可使萃取剂在冷凝器1表面能够处于气态，同时1,2-丙二醇、1,2-丁二醇能够在冷凝器1表面被冷凝，即冷凝器1实质上属于分凝器。同时开启冷凝器2。全回流一段时间，使精馏系统和真空系统达到稳定；(2)气态萃取剂无需预热直接进入精馏塔；液态萃取剂要先经过蒸发管进行预热，以使全部或大部分萃取剂气化，其余的萃取剂进入塔底迅速气化。气态萃取剂进入精馏塔，与下降液流逆向接触，塔板或填料同时为精馏和气体萃取提供了气液传质界面，1,2-丙二醇、1,2-丁二醇在冷凝器1处冷凝、部分回流。气态萃取剂进入冷凝器2被冷凝下来，并可返回精馏塔循环使用；在冷凝器1处可采出夹带有少量萃取剂的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇，可通过蒸馏、萃取、吸附、气提中的一种或二种除去其中的低沸点萃取剂。另外，在精馏塔底采出高纯的乙二醇；作为优选，萃取剂使用丁酸乙酯；作为优选，使用丁酸乙酯时，冷凝器1温度设置为95～110℃，塔顶压力调节为绝对压力15kPa；作为优选，液态丁酸乙酯与液态二元醇原料的体积流率之比为5:1；作为优选，塔顶回流比设为10:1；作为优选，在绝对压力15kPa下，使用丁酸乙酯时，冷凝器2的温度设置为10℃。实现本专利技术所需的设备主要有：减压精馏塔、真空机组、冷凝器、闪蒸罐、泵等。本专利技术将1,2-丙二醇、1,2-丁二醇从乙二醇中分离的原理是：在较高温度下，精馏柱内处于气液平衡态，气、液相分子的吉布斯自由能相等。当引入萃取剂气体时，萃取剂分子和气相或液体表面的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇分子发生相互作用，使气相或液体表面的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇的吉布斯自由能降低。因此液体中的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇更易进入气相，即气体萃取促进了低沸点的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇从液相到气相的传质，但同时对乙二醇的液气传质不明显或具有抑制作用，所以宏观上表现为从塔顶采出的产品中1,2-丙二醇、1,2-丁二醇浓度增大，即分离效果得到提高。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：对1,2-丙二醇和1，2-丁二醇的精馏分离均有促进作用，能够使塔顶产品中1,2-丙二醇的质量分数增加10％～30％、1,2-丁二醇的质量分数增加4％～12％，这样就能在完成相同的分离任务的前提下降低精馏塔的塔板数和能耗，减少了精馏装置的固定投资和操作成本。由于萃取剂气体的通入，可使二醇蒸汽的分压降低，可在保持塔底温度不变的前提下降低精馏塔的真空度，从而降低对精馏塔和真空机组设备的高性能要求。附图说明图1为本专利技术间歇式减压气体萃取精馏流程图。图2为本专利技术连续式减压气体萃取精馏流程图。图3为常规间歇式减压精馏流程图。图1：1、真空泵2、真空度调节阀3、冷凝器2(全凝器)4、气态萃取剂5、冷凝器1(分凝器)6、放空阀7、缓冲罐8、闪蒸罐9、二元醇产品10、数字式温度计11、气体萃取精馏柱12、数字式压力计13、二醇混合液14、数字式温度计15、精馏釜16、萃取剂储罐17、蒸发管图2：1、真空泵2、真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多元醇混合物的分离方法，其特征在于：以含有1,2‑丙二醇、1,2‑丁二醇中的一种或二种的乙二醇粗产品为原料，以气态物质为萃取剂，并从精馏塔下方通入萃取剂，通过气体萃取精馏的方式，将乙二醇粗产品中的轻组分1,2‑丙二醇、1,2‑丁二醇中的一种或二种从乙二醇中萃取并同时气化，气化后的1,2‑丙二醇、1,2‑丁二醇中的一种或二种在塔顶的分凝器处冷凝、部分采出，而大部分气态萃取剂在分凝器处不冷凝、通过全凝器冷凝并回收利用；在萃取、气化1,2‑丙二醇、1,2‑丁二醇中的一种或二种的同时，实现了乙二醇的提纯；所用的萃取剂为常压沸点为0～170℃的有机物，包括碳原子数大于3的醇类、酯类、醚类、卤代烃、醇胺、胺类中的一种或二种以上的组合；且萃取剂以气体形式发挥萃取作用。

【技术特征摘要】
1.一种多元醇混合物的分离方法，其特征在于：以含有1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一种或二种的乙二醇粗产品为原料，以气态物质为萃取剂，并从精馏塔下方通入萃取剂，通过气体萃取精馏的方式，将乙二醇粗产品中的轻组分1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一种或二种从乙二醇中萃取并同时气化，气化后的1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一种或二种在塔顶的分凝器处冷凝、部分采出，而大部分气态萃取剂在分凝器处不冷凝、通过全凝器冷凝并回收利用；在萃取、气化1,2-丙二醇、1,2-丁二醇中的一种或二种的同时，实现了乙二醇的提纯；所用的萃取剂为常压沸点为0～170℃的有机物，包括碳原子数大于3的醇类、酯类、醚类、卤代烃、醇胺、胺类中的一种或二种以上的组合；且萃取剂以气体形式发挥萃取作用。2.根据权利要求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总质量浓度为0.5-50％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所用萃取剂和1,2-丙二醇、1,2-丁二醇乙二醇均不能形成共沸物。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过气体萃取精馏分离乙二醇粗产...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾硕，郑明远，张涛，庞纪峰，王爱琴，王晓东，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21