二醇类的分离制造技术

一种用于从含二醇类、水和盐的液体混合物中分离二醇类的方法，采用下述步骤：（ａ）将混合物中至少部分水和二醇类蒸发出来，分离出不含盐而含水和二醇类的气体或液体的介质，（ｂ）将介质脱水，和（ｃ）将二醇类从脱水的介质中分离，薄膜蒸发器用于实现步骤（ａ）。上述方法在乙烯与氧气催化生成环氧乙烷的反应中起重要作用。在这种情况，由环氧乙烷水解形成的乙二醇被回收。通过使用特定的薄膜蒸发器，以温和的方式在步骤（ａ）中实现了完全分离，而不出现盐沉积。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备和分离乙二醇的方法以及进行该方法所使用的薄膜蒸发器。环氧乙烷(下文称为EO)和乙二醇是化学工业中的重要中间体。特别重要的EO次级产物是乙二醇、乙二醇醚、乙醇胺、碳酸亚乙酯和聚乙氧基化物。乙二醇主要用于制备聚酯、聚氨酯、二氧杂环己烷、增塑剂和作为防冻剂。当前，一般通过用分子氧或空气在氧化银催化剂存在下直接氧化乙烯来大规模地制备EO。该大量放热反应的一个副产物是二氧化碳，其主要由完全氧化形成。例如，在Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry第5版Carl Hanser Verlag(Munich)A10卷的117ff页描述了工业制备EO的方法。据此，当前标准的EO反应器包括在管束中的固定床催化剂，管束有数千根管子，反应混合物以循环气流的方式通过这些管子。作为加热载体，诸如水的沸腾液体在管子之间循环。在通过反应器的循环气流中引入乙烯和氧气，除了反应物外，循环气流还包括惰性气体和乙烯完全氧化形成的副产物二氧化碳。冷却的反应器排出物——如果适当——首先用NaOH溶液骤冷，以清除有机酸，特别是甲酸和乙酸以及少量高沸点组分。这些组分可经一个“骤冷排放孔”从循环气流系统排出。在一个通常在约16巴和约25-40℃操作的EO吸收器中，通过用大量清洗水流(从25公吨循环气体中吸收1公吨EO需要约35公吨清洗水)将EO实际上完全从循环气体中洗出。吸收器中的压力由循环气体系统中的压力提供。一般在循环气体中剩余5-100ppm的EO。用钾碱洗涤除去二氧化碳后，循环气体再次补充乙烯和氧气并进入EO反应器中。在吸收器中产生的水溶液除了含有约3％重量的EO外，还含有其它存在于循环气体中的痕量成分。然后在一个EO解吸器(EO汽提塔)中，将EO从载荷的清洗水中解吸。得到的汽提塔蒸气含有约50％重量的水和约50％重量的EO以及存在于载荷的洗涤水中的气体。贫化的洗涤水冷却后作为循环水循环到EO解吸器中。由于EO在EO解吸器中被部分水解成乙二醇，其通过乙二醇排放孔从EO解吸器中排出。解吸器的蒸气首先被冷凝。然后在一个轻馏分塔中从冷凝物中汽提出溶解的气体并循环到循环气体系统。得到的无气体的浓度约50％的EO水溶液在一个蒸馏塔中部分蒸馏以得到纯的EO，或者，加入水后在一个乙二醇反应器中反应生成乙二醇水溶液。水解反应器通常在120-250℃和30-40巴的压力操作。水解产物首先脱水(使残留水的含量为100-200ppm)，然后分离成各种纯的二醇类。在水解期间，首先主要生成单乙二醇，其随后可部分地进一步与EO反应形成二乙二醇、三乙二醇和聚乙二醇。由于单乙二醇(下文简称乙二醇)原则上可以成为整个过程的唯一二醇类产物，术语二醇在下文也可仅指单乙二醇(乙二醇)。一般在不同压力段且压力递减的串联塔中进行脱水。由于热积累的原因，一般仅在第一压力塔的塔底再沸器用外部蒸汽加热，而其它所有的压力塔分别用前一个塔的蒸汽加热。根据水解反应器排出物的水含量和第一个塔的塔底再沸器使用的外部蒸汽的压力/温度水平，加压脱水串联塔由2-7个塔组成。在加压脱水后进行真空脱水。在多个塔中将脱水的二醇混合物分馏成纯净物。产物单乙二醇、二乙二醇、三乙二醇和可能的四乙二醇分别作为塔顶产物排出，其它所有的更高级的二醇作为最后一个塔的塔底产物以称为聚乙二醇混合物的形式得到。该处理方法得到的主产物通常是单乙二醇(乙二醇)。由于EO的毒性，含EO的骤冷排出物不能就此排放。另外，回收有价值的EO和二醇组分可带来经济利益。EO可在一个骤冷排出物汽提器中解吸，例如，将其加入到EO解吸器中。或者，可将骤冷排出物中的EO于160-230℃和20-35巴在水解反应器中转化成乙二醇。形成的乙二醇水溶液可以毫无问题地排放。此外，根据US-A-4822926，这些乙二醇可经过在闪蒸器中浓缩和在离心机中除去盐后回收。该方法的缺点是形成固体产物通常比液体产物更难以处理。由于在EO吸收器-解吸器水循环过程中EO部分地水解成乙二醇，EO解吸器中流出的部分塔底物流被排出并浓缩，由此形成的蒸汽可以循环到EO解吸器(见DD-A-235635)。将浓缩的乙二醇溶液，即乙二醇排放液送入闪蒸器，在其中，回收部分乙二醇。含盐和乙二醇的塔底物流被排放。本专利技术的一个目的是提供一种方法，其中在该方法中形成的二醇类以纯物质回收。在本方法中，除了含二醇类外通常还含有盐和水的相应混合物被分离，由此得到高品质的产物。此外，本方法确保尽可能多的二醇类被回收，因此，在本方法中形成的被排放的残留物减少。本方法是有效并低耗费的。我们发现该目的可以通过采用下述步骤的方法实现，所述方法用于从含二醇类、水和盐的液体混合物分离二醇类，包括(a)将混合物中至少部分水和二醇类蒸发出来，分离出不含盐而含水和二醇类的气体或液体的介质，(b)将介质脱水，和(c)将二醇类从脱水的介质中分离。本专利技术的方法包括使用实现步骤(a)的薄膜蒸发器。在优选实施方案中，在乙烯与氧气催化反应形成的含有EO的反应混合物的处理过程中，形成了含二醇类、水和盐的液体混合物，在此情况下，在处理过程中，在液体混合物形成前，至少部分EO被水解成乙二醇。根据本专利技术，还提供了一种制备二醇类的方法。在本方法中，通过乙烯与氧气催化反应，生成含EO的反应混合物，然后进行处理。在此情况下，形成了含二醇类、水和盐的液体混合物。本制备方法包括用后续方法(用于分离二醇类的方法)分离该混合物。此外，根据本专利技术，为分离二醇类，在方法的步骤(a)中使用了薄膜蒸发器，该蒸发器含有以下部件I.一个用于在顶部形成的不含盐而含有二醇类和水的液体或气体介质的出口管II.一个底部流出口，III.一个进料口，IV.一个清洗剂导入管，V.两根惰性气体导入管，VI.一个清洗流出口，VII.一个流出物容器，VIII.一个收集容器，IX.一个流出物阀，X.一个清洗水阀，XI.一个容器流出阀，XII.一个清洗流出阀，和XIII.一个通气阀。用于实现本专利技术分离方法步骤(a)的薄膜蒸发器通常在160-220℃操作，优选180-200℃，并且在薄膜蒸发器中压力通常为30-200毫巴，优选40-80毫巴。在一个优选实施方案中，薄膜蒸发器有一个塔底流出系统，其每隔一段时间进行清洗。通常塔底流出系统用水清洗。二醇类可以符合环保要求的方式从含盐水溶液中有效、低耗费地分离出来。尤其是在骤冷排出液浓缩器(其后二醇类含量至少达到50重量％，优选至少达到80重量％)和二醇类排出液闪蒸器中进行的处理过程中形成的二醇类。作为本专利技术分离方法的基础的含二醇类、水和盐的液体混合物优选通过合并骤冷排出液浓缩器和二醇类排出液闪蒸器的底部排出物形成。通常，含二醇类、水和盐的液体混合物不含或基本不含EO(EO存在量低于0.1重量％)。含二醇类、水和盐的液体混合物中二醇类的含量通常至少为50重量％，优选至少达到80重量％。将薄膜蒸发器的蒸汽冷凝，形成(根据本专利技术分离方法步骤(a))不含盐而含有二醇类和水的液体或气体介质，该介质送入真空脱水器，将主要为二醇类的物流进行脱水。由薄膜蒸发器出来的含盐液体残留物被排放。此时清洗薄膜蒸发器的底部流出系统(通常是隔一段时间用水清洁)，从而避免盐沉积。操作条件保证最佳二醇类回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从含二醇类、水和盐的液体混合物中分离二醇类的方法，采用下述步骤： （ａ）将混合物中至少部分水和二醇类蒸发出来，分离出不含盐而含水和二醇类的气体或液体的介质， （ｂ）将介质脱水，和 （ｃ）将二醇类从脱水的介质中分离， 该方法包括使用实现步骤（ａ）的薄膜蒸发器（３５）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F范桑特，J德赫尔特，D克菲尔，G泰斯，W特尔容，
申请(专利权)人：BASF公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]