[发明专利]一种通过酯交换反应分离二元醇的方法

说明书

本发明涉及一种通过酯交换反应分离二元醇的方法，包括以下步骤：（一）反应：将二元醇混合物与酯、催化剂混合，发生酯交换反应；降温至零下10℃～零下30℃或将催化剂过滤或将反应体系的pH值调至6～9，终止反应；（二）产物分离：将未反应的二元醇从反应产品中分离。该方法通过酯交换反应能够将某些二元醇充分转化，而其他二元醇的转化率很低或基本不转化，将产物分离之后，可得到纯度较高的二元醇。本发明所涉及的分离技术具有条件温和，节能，固定投资及操作成本低，副反应少，分离效率较高等优势。

技术领域

本发明涉及一种通过酯交换反应分离二元醇的方法，属于化工分离技术领域。

背景技术

二元醇是重要的化工原料，在塑料、食品、日用化工、医药合成等方面有着广泛的用途。例如，乙二醇是一种平台化合物，主要用来合成PET聚酯，而聚酯可用来生产包装材料、纺织纤维、薄膜等，因此乙二醇的工业需求量很大。随着石油资源的日益枯竭及二氧化碳累积排放量的增加，以煤、生物质为原料合成乙二醇等二元醇的技术将会逐渐成为主流技术。然而，由于反应的选择性不高，产物多以二元醇混合物的形成存在，其纯度不能满足下游生产的需要。此外，二元醇的沸点较高、沸点接近，且在高温下易发生低聚，若通过精馏分离二元醇混合物，则能耗较高，且产物纯度难以达到较高水平。二元醇的熔点很低，若通过结晶分离，则操作条件将会非常苛刻。二元醇的极性接近，若通过萃取分离，则分离效率普遍不高。因此，急需开发一种高效率、低成本、低能耗的二元醇混合物分离技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种通过酯交换反应分离二元醇的方法，该方法通过酯交换反应能够将某些二元醇充分转化，而其他二元醇的转化率很低或基本不转化，将产物分离之后，可得到纯度较高的二元醇。

解决上述技术问题的技术方案是：一种通过酯交换反应分离二元醇的方法，包括以下步骤：

（一）反应：将二元醇混合物与酯、催化剂混合，发生酯交换反应；降温至零下10℃～零下30℃或将催化剂过滤或将反应体系的pH值调至6～9，终止反应；

（二）产物分离：将未反应的二元醇从反应产品中分离。

步骤（一）中，所述酯包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或几种，酯与二元醇的质量比为0.01～2；所述催化剂包括硫酸、盐酸、硝酸、酸性树脂、酸性分子筛、碱性树脂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯中的一种或几种，催化剂与二元醇的质量比为0.002～0.2；反应温度为10℃～120℃，反应时间为10分钟～6小时；

步骤（二）中分离采用的方法是：蒸馏、萃取、熔融结晶、离心分离中的一种或几种。

进一步的，步骤（一）中，反应温度为40℃～70℃，反应时间为2小时～6小时。

酯与杂质二元醇的质量比为0.5～5。

催化剂与杂质二元醇的质量比为0.05～5。

步骤（二）中，分离的方法是，先通过蒸馏方法除去酯及反应产物甲醇或乙醇，将剩余液体置于零下15℃～零下5℃环境中冷冻0.1小时～1小时，使固体碳酸酯析出，在零下15℃～零下5℃条件下，过滤或离心除去固体碳酸酯，取出液体，得到纯度提高的二元醇产品。

步骤（二）中，分离的方法是，先通过蒸馏方法除去酯及反应产物甲醇或乙醇，剩余液体加入萃取剂，将酯类萃取分离以进一步除去酯，取出萃余相，得到纯度提高的二元醇产品。

所述萃取剂是烷烃、芳烃、酯类或酮类，萃取剂与二元醇的质量比为0.05～1。

步骤（一）的二元醇混合物含有乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇中的两种及两种以上。