[发明专利]乙二醇和1,2-丁二醇的分离方法、工艺及装置

说明书

本发明涉及一种乙二醇和1,2‑丁二醇的分离方法、工艺及装置，首先将乙二醇和1,2‑丁二醇通过缩醛或者缩酮反应形成相应的缩醛/酮产物液体混合物，再将含乙二醇和1,2‑丁二醇的缩醛/酮产物液体混合物经过一系列精馏塔进行分离，根据缩醛或者缩酮沸点差异，通过精馏实现不同缩醛/酮产物的分离，然后分别水解缩醛/酮产物获得乙二醇和1,2‑丁二醇初品，最后分别经过精馏对各自初品进行提纯，得到乙二醇和1,2‑丁二醇产品。主要产品乙二醇产品纯度可以达到99.9％以上，回收率可以达到99.5％以上，1,2‑丁二醇产品纯度可以达到98.5％以上，采用可逆反应转化的方法，变因沸点接近、相对挥发度小且有共沸的乙二醇和1,2‑丁二醇分离难题为容易分离的缩醛/酮产物的分离问题。

技术领域

本发明属于化工精馏分离领域，涉及一种乙二醇和1,2-丁二醇的分离方法、工艺及装置。

背景技术

乙二醇作为一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等，此外，乙二醇还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业，用作过硼酸铵的溶剂和介质，用于生产特种溶剂乙二醇醚等，用途十分广泛。而且有研究指出，乙二醇在未来液体燃料电池领域有很大的发展潜力。我国是乙二醇的消费大国，国内的乙二醇的产量远远不能满足自身需求，2014年，我国乙二醇产量为350万吨，而表观消费量达1225万吨，因此，我国的乙二醇产业具有良好的发展前景。

目前，国内外大型乙二醇生产都采用直接水合法或加压水合法工艺线路，该工艺是将环氧乙烷和水按1：20～22(摩尔比)配成混合水溶液，在固定床反应器中于130～180℃，1.0～2.5MPa下反应18～30分钟，环氧乙烷全部转化为混合醇，然后经过多效蒸发器脱水浓缩和减压精馏分离得到乙二醇。蒸发脱水需要消耗大量的能量，为了降低成本，国内外的一些主要的生产乙二醇的大公司以及科研院所开始研究催化水合法。同时，也有研究针对碳酸乙烯酯法，由环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸乙烯酯，再以碳酸乙烯酯水解得到乙二醇，专利US 4508927、US 4500559和JP 571006631针对碳酸乙烯酯法提出了不同的工艺线路。随着石油资源的日趋紧张，世界油价波动较大，结合我国贫油、少气、富煤的资源情况，在我国发展C1化工具有非常重要的意义，从而可以减少对石油进口的依赖，减轻环境压力。以煤或天然气为原料制备合成气，合成气通过偶联制草酸酯，草酸酯通过加氢获得乙二醇这一工艺被认为是最具有工业前景的线路，国内目前建成投产和在建的煤制乙二醇装置超过20套。在草酸酯加氢制乙二醇的反应产物中，除了含有甲醇、乙醇酸酯等沸点较低的物质外，还含有少量1,2-丙二醇，1,2-丁二醇等与乙二醇沸点接近、通过普通精馏难以分离的物质，其中，1,2-丁二醇与乙二醇沸点最为接近，同时形成共沸，因此最难分离。时下煤制乙二醇工艺中乙二醇精制塔通过塔顶甩料的方式提纯乙二醇，为了保障高纯乙二醇的回收率，不得不采用很多的理论板和高回流比，从而造成压降过高，塔釜温度过高，因而容易影响塔釜乙二醇的品质。如何有效的分离乙二醇和1,2-丁二醇，降低乙二醇精制塔塔板数和回流比，提高乙二醇收率，回收高附加值的1,2-丁二醇，是降低生产成本和提高经济效益的关键。另外，作为可续发展的能源线路，以生物质为原料生产乙二醇等二元醇路线也越来越受到各国的广泛关注，如中科院大连化学物理研究所张涛院士课题组所研究的生物质催化法制备乙二醇。要想获得高纯度的二醇化工产品，也会涉及到乙二醇和1,2-丁二醇等的分离。

据检索，发现如下与本申请相关的专利文献，具体公开内容如下：

1、专利CN 101928201公开了一种煤制乙二醇粗产品的提纯工艺，提纯工艺通过皂化反应、去甲醇、加氢反应、三塔精馏以及吸附处理，从煤制乙二醇粗产品中获得高纯度的乙二醇产品，然而1,2-丁二醇仅仅通过与乙二醇的共沸去除，不仅造成1,2-丁二醇这一高附加值的产品损失，同时还影响了乙二醇的收率。