[发明专利]基于共沸精馏方式分离共沸物乙二醇和乙二醇二乙酸酯的方法

说明书

本发明属于化工分离领域，特别涉及基于共沸精馏方式分离共沸物乙二醇和乙二醇二乙酸酯的方法。一种基于共沸精馏方式分离共沸物乙二醇和乙二醇二乙酸酯的方法，所述方法乙二醇二乙酸酯收率≥99.90％，纯度≥99.90wt％；乙二醇的收率≥99.80％，纯度≥99.90wt％。以环己基苯为夹带剂，剂油比为1～2，共沸物经共沸精馏、液液分相、溶剂回收最终获得纯品。本发明涉及共沸精馏的工艺设计，根据上述所选夹带剂的分离性能，协同共沸精馏流程以获得高纯度乙二醇和乙二醇二乙酸酯，同时使夹带剂循环利用。

技术领域

本发明属于化工分离领域，特别涉及基于共沸精馏方式分离共沸物乙二醇和乙二醇二乙酸酯的方法。

背景技术

乙二醇二乙酸酯(EGDA)是一种安全高效的环保型有机溶剂，是纤维素酯和甘油类物质等的优良溶剂，从而广泛地应用于制造油漆、油墨、粘合剂和除漆剂等，因此乙二醇二乙酸酯的市场需求量大，在工业上具有广泛的应用前景。乙二醇(EG)作为化工领域重要的原料兼中间体，应用前景极其可观。尤其是在聚酯行业、汽车行业等有着广泛的应用。

工业上最常用的乙二醇二乙酸酯的合成方法是乙二醇与乙酸的直接酯化。由于该酯化反应为可逆反应，所以无论怎样改进工艺流程或采用何种新型催化剂，反应最终的产物体系中都不可避免的含有水、未反应的乙二醇以及生成的乙二醇二乙酸酯。因为乙二醇与乙二醇二乙酸酯形成二元共沸混合物，采用常规精馏分离的方式很难将乙二醇与乙二醇二乙酸酯完全分离并获得高纯度产品。

目前对于乙二醇—乙二醇二乙酸酯体系的分离研究较少，本发明申请人等(化学反应工程与工艺，2021，37(1)：39～46)对乙二醇二乙酸酯和乙二醇的热力学性质做了详细的研究，发现在400K温度和15kPa压力条件下乙二醇和乙二醇二乙酸酯形成共沸物，在15kPa压力下，共沸温度为400K，共沸组成中乙二醇摩尔分率为0.289。CN103183609A公开了一种利用甲苯分离乙二醇与乙二醇二乙酸酯的方法。由于在25℃时甲苯在乙二醇中的溶解度仅为3.1g/100mL，即乙二醇难溶于甲苯中，而乙二醇二乙酸酯却易溶于甲苯中，因此以甲苯为共沸剂可以有效的分离乙二醇与乙二醇二乙酸酯，但是没有给出具体的操作条件及共沸分离后乙二醇与乙二醇二乙酸酯产品纯度。CN109369396A公开了一种直接酯化法制备高纯乙二醇二乙酸酯的方法，为解决乙二醇与乙二醇二乙酸酯的共沸问题，在乙二醇二乙酸酯合成工艺上采用乙酸过量使乙二醇完全转化，该方法虽然避免了乙二醇与乙二醇二乙酸酯形成的共沸问题，但是乙酸过量，会造成乙酸的投入成本过大；且加入了2个含有乙二醇与乙酸的混合物料及酸性催化剂的背包反应器(固定床反应器)，虽然加快了反应速度及提高乙二醇二乙酸酯的收率，但是背包反应器的加入使得工艺复杂、投资成本增加。同时，该公开的发明专利中没有明确乙二醇二乙酸酯的纯度。

为了解决上述技术难题，本发明选择传统的有机溶剂作为夹带剂，并鉴此获得适合工业化生产的工艺流程，为分离乙二醇和乙二醇二乙酸酯共沸物并获得高纯度乙二醇二乙酸酯产品提供可行的解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术中的难题，本发明提供基于共沸精馏方式分离共沸物乙二醇和乙二醇二乙酸酯的方法，该方法兼具高收率和高纯度获得乙二醇和乙二醇二乙酸酯的优势。

为了实现本发明技术方案，采用的技术方案为：一种基于共沸精馏方式分离共沸物乙二醇和乙二醇二乙酸酯的方法，所述方法乙二醇二乙酸酯收率≥99.90％，纯度≥99.90wt％；乙二醇的收率≥99.80％，纯度≥99.90wt％。以环己基苯为夹带剂，剂油比为1～2，共沸物经共沸精馏、液液分相、溶剂回收最终获得纯品。本发明涉及共沸精馏的工艺设计，根据上述所选夹带剂剂的分离性能，协同共沸精馏流程以获得高纯度乙二醇二乙酸酯，同时使夹带剂循环利用。