一种模拟移动床装置及分离多组分二元醇的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种模拟移动床装置及分离多组分二元醇的方法。所述模拟移动床装置包括至少四个内装吸附剂的层析柱，每一个所述层析柱具有至少两个进料通道和至少三个出料通道，且所述层析柱之间通过连接通道相互串联；所述层析柱的进料通道与出料通道上，以及相邻的层析柱之间的连接通道上设置有控制通道开关的阀门。所述方法为：采用所述模拟移动床装置，将多组分二元醇通入所述模拟移动床装置的层析柱中，然后再通入解析剂进行洗脱，不同成分的抽出液分别从所述层析柱的不同出料通道流出，从而分离所述多组分二元醇。本发明专利技术提供的模拟移动床装置可通过泵和阀门的切换，自主选择不同的模式进行分离操作，满足不同的分离需求。

A simulated moving bed device and a method for separation of multicomponent diols

【技术实现步骤摘要】
一种模拟移动床装置及分离多组分二元醇的方法
本专利技术属于混合醇分离
，具体涉及一种模拟移动床装置及分离多组分二元醇的方法。
技术介绍
煤制乙二醇过程中，混合醇作为主要副产物，大量低值化利用，导致乙二醇损失大。其中乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇等多元醇在能源、化工、材料等领域用途广泛，是我国重点进口的化工产品之一。乙二醇是一种重要的大宗石油化工原料，可用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂等产品，其主要副产物—多组分混合醇也是极具应用潜力的化工产品。目前国内外生产乙二醇的工艺路线主要有两种：合成气原料路线和生物质原料路线。利用合成气直接合成乙二醇的方法称之为直接合成法，是一种最为简单和有效的乙二醇合成方法，但反应选择性和转化率较低。基于生物质原料制乙二醇工艺有多种路线，包括生物乙醇脱水制乙烯、乙烯环氧化经环氧乙烷水合制乙二醇；生物质气化制合成气、合成气经草酸酯加氢制乙二醇；生物质直接发酵制乙二醇；生物质发酵制乙二醛、乙二醛还原制乙二醇等。此外，生物柴油副产甘油作为一种生物质平台化学品，可通过催化加氢裂解制得乙二醇。通过以上方法制得的混合醇中，通常含有乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、甲醇、乙醇等多种醇类，其中部分醇类沸点相近，采用普通精馏法分离时需要很高的回流比和理论板数。CN108017517A公开了一种采用共沸精馏方法从乙二醇中分离低浓度1,2-丁二醇的方法，其以加氢反应原料草酸二甲酯作为共沸剂，从塔底得到乙二醇与共沸剂草酸二甲酯的混合物，塔顶得到1,2-丁二醇与草酸二甲酯的混合物。CN105541551A公开了一种乙二醇和1,2-丁二醇的反应精馏分离精制新方法、工艺及装置，其通过采用缩醛或者缩酮可逆反应，首先二醇混合物跟醛或者酮在反应精馏塔中反应生成缩醛/酮混合物，通过精馏的方法分离缩醛/酮混合物，然后再分别通过反应精馏水解获得高纯度的乙二醇和1,2-丁二醇产品。通过共沸精馏或反应精馏虽然能有效分离不同醇，但共沸精馏法分离条件苛刻且分离效果不佳，反应精馏分离条件要求较高且乙二醇收率较低，且均存在能耗高的问题。CN102372599A公开了一种分离乙二醇和丁二醇的方法，采用内装吸附剂的模拟移动床装置实现了乙二醇和丁二醇的分离。但是其采用的拟移动床装置为串联结构，结构单一，需要反复停运装置以添加分离原料，不能连续运行，分离效率较低，有待于进一步改进。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种模拟移动床装置及分离多组分二元醇的方法。该模拟移动床装置可用于多组分二元醇的分离，通过泵和阀门的切换，可自主选择不同的模式进行分离操作，满足不同的分离需求。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种模拟移动床装置，所述模拟移动床装置包括至少四个内装吸附剂的层析柱，每一个所述层析柱具有至少两个进料通道和至少三个出料通道，且所述层析柱之间通过连接通道相互串联；所述层析柱的进料通道与出料通道上，以及相邻的层析柱之间的连接通道上设置有控制通道开关的阀门。本专利技术提供的模拟移动床装置通过泵和阀门的切换，可以实现不同的分离模式，且所有层析柱可同时运行，连续出料，达到连续分离的目的，从而提高分离效率。本专利技术中所述“相邻的层析柱”是指在层析柱串联结构中，通过连接通道直接相连的层析柱。本专利技术中，所述层析柱的个数至少为四个，例如可以是4个、6个、8个、10个、12个、14个、16个或20个等。所述进料通道的个数至少为两个，例如可以是2个、3个、4个或5个等。当本专利技术提供的模拟移动床装置用于多组分二元醇分离时，至少需要一个多组分二元醇进料通道和一个解析剂进料通道，多余的进料通道可以作为备用通道，用于进未完全分离的抽出液。分离出的不同成分的抽出液需要从不同的出料通道流出，因此多组分二元醇的成分越多，需要的出料通道越多。当多组分二元醇含有两种二元醇组分时，抽出液分别为两种二元醇组分和二者的混合组分，因此出料通道的个数至少为三个，例如可以是3个、4个、5个、6个、7个或8个等。作为本专利技术的优选技术方案，所述吸附剂选自吸附树脂或分子筛中的一种或至少两种的组合。优选地，所述吸附树脂选自三菱化学控股株式会社SP70树脂、江苏苏青水处理工程集团有限公司DA201-A树脂、江苏苏青水处理工程集团有限公司DA201-C树脂中的一种或至少两种的组合。优选地，所述分子筛选自13X分子筛、NaY分子筛、4A分子筛、5A分子筛、MCM-22分子筛、SAPO-11分子筛和SAOO-34分子筛中的一种或至少两种的组合。优选地，所述模拟移动床装置的层析柱上还接有用于调节所述层析柱内操作压力的背压阀。第二方面，本专利技术提供一种分离多组分二元醇的方法，所述方法为：采用本专利技术第一方面所述的模拟移动床装置，将多组分二元醇通入所述模拟移动床装置的层析柱中，然后再通入解析剂进行洗脱，不同成分的抽出液分别从所述层析柱的不同出料通道流出，从而分离所述多组分二元醇。在本专利技术一实施方式中，所述方法为：采用本专利技术第一方面所述的模拟移动床装置，将多组分二元醇从第一个层析柱的多组分二元醇进料通道通入所述第一个层析柱中，所述第一个层析柱的出料通道及其他层析柱的进料通道保持关闭；所述多组分二元醇进料完成后，所述第一个层析柱的多组分二元醇进料通道关闭，从所述第一个层析柱的解析剂进料通道持续通入解析剂进行洗脱，其他层析柱的状态保持不变；每间隔一段时间，采用与所述第一个层析柱相同的方法向下一个层析柱中通入多组分二元醇和解析剂，直至所有层析柱中通入多组分二元醇和解析剂后进行连续分离；相邻层析柱进料的间隔时间Δt1＝t1/n1，其中t1为一个层析柱中从开始通入多组分二元醇至该层析柱中的多组分二元醇分离完毕的时间，n1为所述模拟移动床装置中层析柱的数量；且在整个分离过程中，相邻层析柱之间的连接通道保持关闭；每一个层析柱的出料通道根据抽出液的成分相应打开或关闭；任一个层析柱内的多组分二元醇分离完毕后，重复通入多组分二元醇和通入解析剂进行洗脱的步骤。这种分离模式为“多柱并流式”，多根层析柱相互并联，可同时运行，互不影响。通过对相邻层析柱进料的间隔时间进行设置，使各层析柱具有不同的分离进度，可保证装置在稳定运行时，出料通道连续出料，达到连续分离的目的。在本专利技术一实施方式中，所述方法为：采用本专利技术第一方面所述的模拟移动床装置，以相邻的两个层析柱为一个区，将所述模拟移动床装置的层析柱分为n2个区；将多组分二元醇从第一个区的第一个层析柱的多组分二元醇进料通道通入，所述多组分二元醇进料完成后，所述第一个层析柱的多组分二元醇进料通道关闭，从所述第一个层析柱的解析剂进料通道持续通入解析剂进行洗脱；每间隔一段时间，采用与所述第一个区相同的方法向下一个区中通入多组分二元醇和解析剂，直至所有区中通入多组分二元醇和解析剂后进行连续分离；相邻区进料的间隔时间Δt2＝t2/n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟移动床装置，其特征在于，所述模拟移动床装置包括至少四个内装吸附剂的层析柱，每一个所述层析柱具有至少两个进料通道和至少三个出料通道，且所述层析柱之间通过连接通道相互串联；/n所述层析柱的进料通道与出料通道上，以及相邻的层析柱之间的连接通道上设置有控制通道开关的阀门。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟移动床装置，其特征在于，所述模拟移动床装置包括至少四个内装吸附剂的层析柱，每一个所述层析柱具有至少两个进料通道和至少三个出料通道，且所述层析柱之间通过连接通道相互串联；
所述层析柱的进料通道与出料通道上，以及相邻的层析柱之间的连接通道上设置有控制通道开关的阀门。


2.根据权利要求1所述的模拟移动床装置，其特征在于，所述吸附剂选自吸附树脂或分子筛中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述吸附树脂选自三菱化学控股株式会社SP70树脂、江苏苏青水处理工程集团有限公司DA201-A树脂、江苏苏青水处理工程集团有限公司DA201-C树脂中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述分子筛选自13X分子筛、NaY分子筛、4A分子筛、5A分子筛、MCM-22分子筛、SAPO-11分子筛和SAOO-34分子筛中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述模拟移动床装置的层析柱上还接有用于调节所述层析柱内操作压力的背压阀。


3.一种分离多组分二元醇的方法，其特征在于，所述方法为：采用权利要求1或2所述的模拟移动床装置，将多组分二元醇通入所述模拟移动床装置的层析柱中，然后再通入解析剂进行洗脱，不同成分的抽出液分别从所述层析柱的不同出料通道流出，从而分离所述多组分二元醇。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法为：
采用权利要求1或2所述的模拟移动床装置，将多组分二元醇从第一个层析柱的多组分二元醇进料通道通入所述第一个层析柱中，所述第一个层析柱的出料通道及其他层析柱的进料通道保持关闭；所述多组分二元醇进料完成后，所述第一个层析柱的多组分二元醇进料通道关闭，从所述第一个层析柱的解析剂进料通道持续通入解析剂进行洗脱，其他层析柱的状态保持不变；每间隔一段时间，采用与所述第一个层析柱相同的方法向下一个层析柱中通入多组分二元醇和解析剂，直至所有层析柱中通入多组分二元醇和解析剂后进行连续分离；
相邻层析柱进料的间隔时间Δt1＝t1/n1，其中t1为一个层析柱中从开始通入多组分二元醇至该层析柱中的多组分二元醇分离完毕的时间，n1为所述模拟移动床装置中层析柱的数量；
且在整个分离过程中，相邻层析柱之间的连接通道保持关闭；每一个层析柱的出料通道根据抽出液的成分相应打开或关闭；任一个层析柱内的多组分二元醇分离完毕后，重复通入多组分二元醇和通入解析剂进行洗脱的步骤。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法为：
采用权利要求1或2所述的模拟移动床装置，以相邻的两个层析柱为一个区，将所述模拟移动床装置的层析柱分为n2个区；
将多组分二元醇从第一个区的第一个层析柱的多组分二元醇进料通道通入，所述多组分二元醇进料完成后，所述第一个层析柱的多组分二元醇进料通道关闭，从所述第一个层析柱的解析剂进料通道持续通入解析剂进行洗脱；每间隔一段时间，采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利国，熊佩，曹妍，贺鹏，李会泉，陈家强，徐爽，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11