一种生物质乙二醇的分离方法技术

本发明专利技术公开了一种生物质乙二醇的分离方法，采用生物质制取的糖溶液经加氢反应制得原料粗乙二醇，粗乙二醇依次经历两级闪蒸、脱轻塔、丙二醇精制塔、脱重塔和乙二醇精制塔实现分离，得到优等品的乙二醇和丙二醇产品，解决了目前生物质乙二醇工艺中存在的PET聚合熔点和色度问题。本发明专利技术采用了中间再沸器的热耦合工艺将乙二醇精制塔的热量回收用于脱轻塔，大幅度降低了过程的能耗，经济效益明显，艺过程原料采用生物质为原材料，且流程中产生的含醇废水易于采用生化等方法处理，是一种绿色环保工艺。

Method for separating biomass glycol

The invention discloses a method for separating biomass ethylene glycol, sugar solution using biomass to produce the raw material prepared by hydrogenation of ethylene glycol, crude ethylene glycol followed by experienced two stage flash, light off Tower, propylene refining tower, dewatering tower and glycol refining tower to realize the separation of excellent products ethylene glycol and propylene glycol products, to solve the problems existing in the process of melting point and chroma of biomass in ethylene glycol PET polymerization. The invention adopts the middle thermal coupling process of the reboiler heat recovery of ethylene glycol refining tower used by the light tower, greatly reduces the energy consumption in the process of economic benefit, technological process, raw materials using biomass as raw materials, and the process of alcohol wastewater by biochemical method is easy to handle, is a green environmental protection technology.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质乙二醇的分离方法
本专利技术属化工分离工程领域，尤其涉及一种生物质乙二醇的分离方法。
技术介绍
乙二醇（EG）作为重要的有机化工原料，用途广泛，需求量大，主要用于制造合成纤维、合成树脂、增塑剂、化妆品以及炸药等，也用于配制低凝固点冷冻液。近年来我国聚酯工业快速发展，对乙二醇需求保持快速增势。由于国内供需缺口很大，国内众多装置的产量仍不能满足国内实际需求，还需依靠大量进口。因此，乙二醇在我国具有很好的发展前景。目前乙二醇的生产路线主要有两种：其中石油路线采用乙烯为原料，经过环氧化制环氧乙烷（EO），环氧乙烷经过水合后得到乙二醇。该工艺技术成熟，但是受原料价格和来源影响，生产成本较高；工艺路线较长。另外一种以煤、天然气等为原料，经过合成气路线制取乙二醇，由于该工艺原料来源广泛，价格低廉，技术经济性高等优点而成为近些年来研究的热点。生物质作为一种重要的可再生资源，以生物质为原料替代石油或者煤等原料生产乙二醇，不仅具有原料资源丰富、工艺路线灵活、节能减排等优势，而且为拓展问过乙二醇产品的来源提供了更多的选择。生物质催化转化制乙二醇的技术优势在于：（1）生物质是可再生资源。与石油路线生产乙二醇相比，可大大减少CO2的净排放，而且来源广泛，具有成本优势；（2）工艺路线简单。该催化过程采用一步法，将生物质水解、裂解、加氢等数个反应耦合在一个反应器中进行，大大简化了工艺流程；（3）催化过程绿色环保。该反应是在水相中进行，没有加入任何有机溶剂；（4）目的产物乙二醇的选择性高。在优化的反应条件下，生物质可以100%转化，产物中乙二醇的选择性达到60-76%。（5）使用非贵金属催化剂，成本低廉。因而，生物质催化转化制乙二醇具有极好的应用前景。中国专利CN102675045B介绍了一种以生物质制取的高浓度糖溶液为原料制备乙二醇的方法。反应在高压搅拌反应釜中进行，以复合的非贵重金属作为反应的催化剂，在120-300℃，氢气压力1-13MPa的条件下制备乙二醇和丙二醇，得到的乙二醇和丙二醇收率可+达~60%。目前乙二醇分离精制工艺主要是针对传统的石油和合成气生产路线。环氧乙烷路线中乙二醇粗产品分别经过脱水塔、MEG精馏塔、DEG精馏塔和TEG精馏塔精制得到的乙二醇产品。中国专利CN103553877A介绍了合成气路线制取乙二醇精馏分离的方法，粗乙二醇经过甲醇回收塔、脱水塔、脱醇塔、乙二醇精制塔和乙二醇回收塔脱除乙二醇粗产品中的甲醇、乙醇、草酸二甲酯，丁二醇等组分，精制得到的优等品乙二醇。与传统的石油和合成气路线生产乙二醇的不同，生物质路线由于粗乙二醇原料组成不同，组成更为复杂，主要是水、乙二醇、丙二醇，其余单元醇类、多元醇、醚类，对应的需要的精制分离方法不同。中国专利CN104693007A介绍了一种多孔碳吸附精制生物质乙二醇的方案，多孔碳可高温煅烧再生。但是这种吸附精制方案往往规模受限，难以适应大规模生产的要求。国内长春大成实业集团有限公司制备的生物质乙二醇产品纯度仅98.8%，尽管聚合后PET能达到国家标准，但是乙二产品纯度稍低于《工业用乙二醇》GB/T4649-2008中规定的要求。另外，生物质乙二醇含有丙二醇、丁二醇等杂质，其生产的PET熔点有所降低，并存在一定的色度。因此如何进一步提高乙二醇的产品纯度和产品质量，使生物质乙二醇达到聚酯级标准是生物质乙二醇大规模应用所面临的一大挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前生物质路线催化转化制取的粗乙二醇分离工艺存在的问题提出一种产品质量高、技术经济性好、节能环保的乙二醇分离工艺。该工艺是针对中国专利CN102675045B所述的生物质方法，即采用秸秆等生物质制取的糖溶液作为原料，在高压搅拌反应釜中发生加氢反应，得到的粗乙二醇去往本专利技术专利所述的分离装置。一种生物质乙二醇的分离方法，其特征在于包括依次相连的闪蒸系统、脱轻塔系统、丙二醇精制塔系统、脱重塔系统和乙二醇精制塔系统。其中闪蒸系统设置高压闪蒸分离罐、低压闪蒸分离罐和闪蒸气冷凝器，用来脱除粗乙二醇中少量的水、甲醇、乙醇等低沸点组分。脱轻塔系统设置脱轻塔、脱轻塔冷凝器、脱轻塔回流罐、脱轻塔再沸器、脱轻塔中间再沸器和对应真空系统；主要目的是将进料粗乙二醇中的比丙二醇沸点低的组分（主要含醇废水）脱除。丙二醇精制塔系统设置丙二醇精制塔、丙二醇精制塔冷凝器、丙二醇精制塔回流罐、丙二醇精制塔再沸器和对应真空系统；主要目的是回收进料粗乙二醇中的少量的丙二醇，采出合格的丙二醇产品。脱重塔系统设置脱重塔、脱重塔冷凝器、脱重塔回流罐、脱重塔再沸器和对应真空系统；主要目的是将进料粗乙二醇中比乙二醇沸点高的重组分（主要是多元醇类物质)脱除。乙二醇精制塔设置乙二醇精制塔、乙二醇精制塔冷凝器、乙二醇精制塔回流罐、乙二醇精制塔再沸器、乙二醇产品冷却器和对应真空系统。主要目的是将粗乙二醇中二元醇（如1,2-丁二醇，2,3-丁二醇等）脱除，同时提纯得到优等品的乙二醇产品。一种生物质乙二醇的分离方法，其特征在于包括以下步骤：①来自乙二醇合成反应器的粗乙二醇经调节阀减压后进高压闪蒸分离罐，其底部粗乙二醇再经调节阀减压后进低压闪蒸分离罐，低压闪蒸汽和经减压的高压闪蒸汽汇合后去往闪蒸气冷凝器冷凝，冷凝液为含醇废水，去往污水处理装置处理。而低压闪蒸分离罐底部的粗乙二醇靠压差进下游的脱轻塔。②来自低压闪蒸分离罐的粗乙二醇进脱轻塔，其塔顶蒸汽经脱轻塔冷凝器冷凝后进脱轻塔回流罐，冷凝液主要是含醇废水，部分返回塔顶回流，其余去往污水处理装置。脱轻塔设置有脱轻塔再沸器和脱轻塔中间再沸器提供热量，塔釜液经泵升压后送至丙二醇精制塔。③来自脱轻塔塔釜的粗乙二醇进丙二醇精制塔，其塔顶蒸汽经丙二醇精制塔冷凝器冷凝后进丙二醇精制塔回流罐，部分返回塔顶回流，其余去经丙二醇产品冷却器冷却至常温后送至罐区。丙二醇精制塔设置有丙二醇精制塔再沸器提供热量，塔塔釜液经泵升压后送至脱重塔。④来自丙二醇精制塔的粗乙二醇进脱重塔，其塔顶蒸汽经脱重塔冷凝器冷凝后进脱重塔回流罐，冷凝液是主要是乙二醇，部分返回塔顶回流，其余去乙二醇精制塔。脱重塔设置有脱重塔再沸器提供热量。塔釜液经循环泵升压后部分用于再沸器循环，其余经重组分冷却器冷却后送至界外。⑤来自脱重塔的粗乙二醇进乙二醇精制塔，其塔顶蒸汽经乙二醇精制塔冷凝器冷凝后进乙二醇精制塔回流罐，冷凝液部分返回塔顶回流，其余去轻馏分冷却器冷却后送至界外。乙二醇精制塔设置有乙二醇精制塔再沸器提供热量。塔釜液经泵升压后与脱重塔塔釜液一起经冷却后送至界外。乙二醇精制塔侧线采出优等品乙二醇产品，经乙二醇产品冷却器冷却后送至罐区。优等品指的是满足《工业用乙二醇》GB/T4649-2008中规定的优等品要求的产品。本专利技术所述的生物质乙二醇的分离方法，其特征在于：设置了高压闪蒸和低压闪蒸两级闪蒸，脱除其中部分低沸物，高压闪蒸分离罐压力1～5MPa，低压闪蒸分离罐压力0.2～1MPa。本专利技术所述的生物质乙二醇的分离方法，其特征在于：各精馏塔采用真空操作，由真空泵抽气保证精馏塔操作所需要的真空度。这是为了降低各精馏塔的操作温度，防止在高温下粗产物中醇类发生脱水缩合副反应，降低了产品的收率，对分离效果带来不利影响。各塔釜再沸器所需的热量由1.0～2.0MPa的蒸汽提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质乙二醇的分离方法，其特征在于,粗乙二醇经依次相连的闪蒸系统、脱轻塔系统、丙二醇精制塔系统、脱重塔系统和乙二醇精制塔系统。

【技术特征摘要】
1.一种生物质乙二醇的分离方法，其特征在于,粗乙二醇经依次相连的闪蒸系统、脱轻塔系统、丙二醇精制塔系统、脱重塔系统和乙二醇精制塔系统。2.根据权利要求1所述的生物质乙二醇的分离方法，其特征在于，闪蒸系统包括高压闪蒸分离罐、低压闪蒸分离罐和闪蒸气冷凝器；脱轻塔系统包括脱轻塔、脱轻塔冷凝器、脱轻塔回流罐、脱轻塔再沸器、脱轻塔中间再沸器和对应真空系统；丙二醇精制塔系统包括丙二醇精制塔、丙二醇精制塔冷凝器、丙二醇精制塔回流罐、丙二醇精制塔再沸器和对应真空系统；脱重塔系统包括脱重塔、脱重塔冷凝器、脱重塔回流罐、脱重塔再沸器和对应真空系统；乙二醇精制塔系统包括乙二醇精制塔、乙二醇精制塔冷凝器、乙二醇精制塔回流罐、乙二醇精制塔再沸器、乙二醇产品冷却器和对应真空系统。3.根据权利要求1所述的生物质乙二醇的分离方法，其特征在于包括以下步骤：(1)来自乙二醇合成反应器的粗乙二醇经调节阀减压后进高压闪蒸分离罐，其底部粗乙二醇再经调节阀减压后进低压闪蒸分离罐，低压闪蒸汽和经减压的高压闪蒸汽汇合后去往闪蒸气冷凝器冷凝，冷凝液为含醇废水，去往污水处理装置处理，而低压闪蒸分离罐底部的粗乙二醇靠压差进下游的脱轻塔；(2)来自低压闪蒸分离罐的粗乙二醇进脱轻塔，其塔顶蒸汽经脱轻塔冷凝器冷凝后进脱轻塔回流罐，冷凝液主要是含醇废水，部分返回塔顶回流，其余去往污水处理装置，脱轻塔通过脱轻塔再沸器和脱轻塔中间再沸器提供热量，塔釜液经泵升压后送至丙二醇精制塔；(3)来自脱轻塔塔釜的粗乙二醇进丙二醇精制塔，其塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：余葆如，钱俊，郑明远，周伟，姜宇，陈可明，庞纪峰，赵宇，吴越峰，刘应春，
申请(专利权)人：东华工程科技股份有限公司，中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34