一种分离乙二醇和丁二醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种用纯水作为洗脱剂、用模拟移动床分离乙二醇和丁二醇的混合物的方法，分离进料的乙二醇和丁二醇混合物质量百分比浓度为50～100%，分离温度60～95℃，吸附剂为钙型分子筛或钙型吸附树脂。经分离，得到富含乙二醇的提取液和富含丁二醇的提余液；经蒸发、精馏，除去水分，得乙二醇和丁二醇产品。选用简便、易得、廉价的纯水作为洗脱剂，特别方便分离后的后处理。

【技术实现步骤摘要】
一种分离乙二醇和丁二醇的方法
本专利技术涉及一种乙二醇和丁二醇分离提纯技术。具体涉及一种基于吸附色谱分离的原理，通过模拟移动床分离提纯乙二醇和丁二醇，属于乙二醇和丁二醇生产

技术介绍
乙二醇（ethyleneglycol），(CH2OH)2，简称EG，又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”。乙二醇常温下为无色无臭液体，其用途十分广泛，可用于制备聚酯类如（聚酯涤纶，聚酯树脂）还可以用作防冻剂、载冷剂、冷凝剂、吸湿剂，增塑剂，表面活性剂，合成纤维、化妆品和炸药，特用溶剂、配制发动机的抗冻剂，气体脱水剂，湿润剂等。聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，其消费量约占国内总消费量的94.0%，其余主要用于防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、表面活性剂以及聚酯多元醇等。目前合成乙二醇的路线主要包括石油路线、煤制路线和生物质路线。石化路线合成乙二醇的基础是一乙烯氧化生成环氧乙烷为前提，再通过环氧乙烷制备乙二醇；石油路线——环氧乙烷水合法在国外乙二醇生产中占主导地位。煤制路线是指以煤制合成气，再以合成气为原料制备乙二醇。煤制乙二醇技术还包括直接合成路线、甲醇甲醛路线和草酸酯路线，前两种路线尚处研究阶段。由于我国石油资源短缺、而煤炭资源丰富，更倾向于煤制乙二醇——草酸酯路线。该路线是指从一氧化碳合成气偶联得到草酸二甲酯，然后经过草酸二甲酯催化加氢制备乙二醇。乙二醇的一个重要应用是作为单体在聚酯生产中的应用，尤其是在生产聚酯使用乙二醇等亚烷基二醇时，要求亚烷基二醇（乙二醇）必须有很高的纯度，同时对色度和透光率也有很高的要求。但是我国的煤制乙二醇工艺在节约石油资源的同时，也引入了石油路线中不存在的杂质，比如其它多种多元醇、羧酸、酮、醛、酯等。尤其是草酸二甲酯过度加氢极容易产生1,2-丁二醇（1,2-BD）和1,2-丙二醇（1,2-PG）以及1,4-丁二醇、二乙二醇等副产物。目前工业上为获得高纯度乙二醇，常采用真空精馏进行分离，由于丙二醇和丁二醇的沸点都与乙二醇接近，蒸馏分离难度大，能耗很高，尽管丙二醇和乙二醇可以通过蒸馏分离，但是1,2-丁二醇，相对挥发度小，又容易和乙二醇甚至是其它亚烷基二醇发生共沸，分离难度更大，难以简单地通过蒸馏分离。文献报道的乙二醇分离提纯方法主要包括共沸精馏、萃取精馏、萃取与共沸精馏联用、反应精馏和选择性吸附等。CN101928201A公开了一种通过皂化反应、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提纯制得乙二醇的质量百分比大于99.9%，且对220~350nm波长的紫外透光率较高的聚酯级乙二醇产品。CN107406359A和US20170362146A1公开了一种从碳水化合物制备乙二醇的工艺，反应得到包含乙二醇和丁二醇的混合物，然后通过采用夹带剂的共蒸馏从产物混合物选择性的去除丁二醇。共沸精馏的方法虽然能提高乙二醇和丁二醇的相对挥发度，降低部分能耗，但是脱水后的乙二醇粗产品中，其乙二醇含量往往超过80%，需要大量与乙二醇共沸的夹带剂，能耗很高。能耗较低的吸附分离方法也被研究和应用。US4588847提出用X-、Y-和A型分子筛作为吸附剂对乙二醇进行选择性吸附，优选出的解析剂是与原物系易分离的叔丁醇或水。CN102219641A中选用纳米级MFI疏水型硅沸石作为吸附剂，采用吸附床分离乙二醇与l,2-丁二醇的混合物，该方法为单柱吸附分离。CN102372599A公开了一种分离乙二醇和丁二醇的方法，该方法利用内装吸附剂的模拟移动床装置来分离乙二醇和含量高于1%的丁二醇，解析剂选自甲醇、乙醇或丙酮中的至少一种。抽出液为解析剂和丁二醇的混合物，抽余液为解析剂和乙二醇的混合物，再通过2个精馏塔，分别将抽出液和抽余液中的解析分离出来。抽出液经丁二醇分离塔分离，塔顶采出解析剂，塔釜得到丁二醇；抽余液经乙二醇分离塔，塔顶采出解析剂，塔釜得到乙二醇；丁二醇分离塔的理论塔板数为10～60，回流比为0.5～5，操作压力常压或者减压操作，塔顶采出控制不含丁二醇；乙二醇分离塔的理论塔板数为10～60，回流比为0.5～5，操作压力常压或者减压操作，塔顶采出控制不含乙二醇。CN102372601A公开了一种分离乙二醇、丙二醇和丁二醇的方法，将含乙二醇、丙二醇和丁二醇组份的原料、解吸剂Ⅰ和解吸剂Ⅱ分别通人装有吸附剂的模拟移动床装置的原料进料床层、解吸剂Ⅰ进料床层和解吸剂Ⅱ进料床层，抽出液I为丙二醇和解吸剂的混合物，抽出液Ⅱ为丁二醇和解吸剂的混合物，抽余液为乙二醇和解吸剂的混合物，通过普通精馏，解吸剂均能与乙二醇、丙二醇和丁二醇较好地分离。其中吸附剂为非功能性树脂或分子筛，而解吸剂Ⅰ选自水、甲醇、乙醇或丙酮中的至少一种，解吸剂Ⅱ选自甲醇、乙醇或丙酮中的至少一种。CN102372599A和CN102372601A公开的方法均用到有机溶剂作为解析剂（也称洗脱剂）。CN102372601A中解吸剂Ⅰ选自水、甲醇、乙醇或丙酮中的至少一种，解吸剂Ⅱ选自甲醇、乙醇或丙酮中的至少一种，尽管解吸剂Ⅰ有可能选用水，但与解吸剂Ⅱ加入的有机溶剂混合后，分离过程同样处于有机溶剂存在的条件下。使用有机溶剂作为解吸剂，后续需要将有机溶剂分离出来，且所用的有机溶剂易燃、易爆，后处理工艺繁琐、成本高；特别是CN102372601A加入了两种有机溶剂作为解析剂，后处理更是复杂。
技术实现思路
针对现有分离乙二醇和丁二醇技术的不足，本专利技术提出了一种用模拟移动床分离乙二醇和丁二醇的方法。分离中，以水为流动相，也称为解析剂或洗脱剂，分离后得到提纯后的乙二醇水溶液和丁二醇水溶液，先经过真空蒸发至较高的质量百分比浓度，再经精馏除去水分，得乙二醇和丁二醇产品。本专利技术的目的是，提供一种简易的分离方法，以简便、易得、廉价的纯水作为流动相，用模拟移动床色谱分离，得到乙二醇和丁二醇产品。本专利技术是通过以下过程实现的：用模拟移动床分离乙二醇和丁二醇的混合物；分离条件：分离进料的乙二醇和丁二醇混合物质量百分比浓度为50～100%；用纯水作为洗脱剂；分离温度60～95℃；吸附剂为钙型分子筛或钙型吸附树脂。所述模拟移动床有6个色谱柱C1~C6，6个色谱柱分成Z1,Z2,Z3,Z4共4个区间；Z1由1个色谱柱组成，Z2由2个色谱柱组成，Z3由2个色谱柱组成，Z4由1个色谱柱组成，各个区间随着装置的运行，向前移动。装置运行分为3个时段：循环时段StepA；洗脱时段StepB1、StepB2、StepB3；进料时段StepC1、StepC2；这3个时段组成1个步骤，6个步骤组成1个周期，不断循环。经模拟移动床分离后，得富含乙二醇的提取液，相对含量≥99.0%；富含丁二醇的提余液，相对含量≥95.0%。所述6个色谱柱C1~C6之间连接有循环管一~循环管六、助力泵P1~P6、循环流量计FR1~FR6、循环阀R11、R12~R61、R62。循环阀R11、R12之间连接有洗脱剂阀W1、料阀F1和补充洗脱剂阀RR1；循环阀R21、R22之间连接有洗脱剂阀W2、料阀F2和补充洗脱剂阀RR2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离乙二醇和丁二醇的方法，其特征在于，/n(1)洗脱剂：纯水；/n(2)使用上述洗脱剂，用模拟移动床分离乙二醇和丁二醇的混合物；分离条件：进料质量百分比浓度为50～100%；分离温度60～95℃；吸附剂为钙型分子筛或钙型吸附树脂；/n(3)经模拟移动床分离后，得富含乙二醇的提取液，相对含量≥99.0%；富含丁二醇的提余液，相对含量≥95.0%。/n

【技术特征摘要】
1.一种分离乙二醇和丁二醇的方法，其特征在于，
(1)洗脱剂：纯水；
(2)使用上述洗脱剂，用模拟移动床分离乙二醇和丁二醇的混合物；分离条件：进料质量百分比浓度为50～100%；分离温度60～95℃；吸附剂为钙型分子筛或钙型吸附树脂；
(3)经模拟移动床分离后，得富含乙二醇的提取液，相对含量≥99.0%；富含丁二醇的提余液，相对含量≥95.0%。


2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，
所述模拟移动床有6个色谱柱C1~C6，6个色谱柱分成Z1,Z2,Z3,Z4共4个区间；Z1由1个色谱柱组成，Z2由2个色谱柱组成，Z3由2个色谱柱组成，Z4由1个色谱柱组成；各个区间随着装置的运行，向前移动；装置运行分为3个时段：循环时段StepA；洗脱时段StepB1、StepB2、StepB3；进料时段StepC1、StepC2；这3个时段组成1个步骤，6个步骤组成1个周期，不断循环。


3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，
所述6个色谱柱C1~C6之间连接有循环管一(5)~循环管六(10)、助力泵P1~P6、循环流量计FR1~FR6、循环阀R11、R12~R61、R62；所述循环阀R11、R12~R61、R62之间连接有洗脱剂阀W1~W6、料阀F1~F6和补充洗脱剂阀RR1~RR6；所述洗脱剂阀W1~W6另一端与洗脱剂管(1)连接，所述料阀F1~F6另一端与进料管...

【专利技术属性】
技术研发人员：周日尤，伍玉碧，李瑛，吴鹏，曹媛，
申请(专利权)人：南京凯通粮食生化研究设计有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32