生物質(zhì)基制乙二醇液相產(chǎn)物的反應(yīng)精餾分離新工藝及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于化工精餾分離領(lǐng)域，涉及一種生物質(zhì)基制乙二醇液相產(chǎn)物的分離工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]乙二醇作為一種重要的基本有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)聚酯纖維、防凍劑、不飽和聚酯樹脂、潤(rùn)滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑以及炸藥等，此外，乙二醇還可用于涂料、照相顯影液、剎車液以及油墨等行業(yè)，用作過(guò)硼酸銨的溶劑和介質(zhì)，用于生產(chǎn)特種溶劑乙二醇醚等，用途十分廣泛。而且有研究指出，乙二醇在未來(lái)液體燃料電池領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)摿?。我?guó)是乙二醇的消費(fèi)大國(guó)，國(guó)內(nèi)的乙二醇的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足自身需求，2014年，我國(guó)乙二醇產(chǎn)量為350萬(wàn)噸，而表觀消費(fèi)量達(dá)1225萬(wàn)噸，因此，我國(guó)的乙二醇產(chǎn)業(yè)具有良好的發(fā)展前景。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)乙二醇基本通過(guò)石化線路和煤制乙二醇線路獲得，但是石油和煤是不可再生資源，作為可持續(xù)的工藝線路，生物質(zhì)法制備乙二醇備受研究關(guān)注。生物基質(zhì)催化制乙二醇是生物質(zhì)利用的一種方式，該方法獲得的產(chǎn)品流股不僅含有大量的水(約70w%)，而且含有丙二醇、I，2-丁二醇、2,3-丁二醇等多種二醇產(chǎn)品。除乙二醇外，其他二醇產(chǎn)品同樣是重要的有機(jī)化工原料，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但是乙二醇、丙二醇、丁二醇性質(zhì)相近，沸點(diǎn)高，要從水溶液中獲得二醇產(chǎn)品，勢(shì)必能耗較大，而且乙二醇和I，2_丁二醇能形成最低溫度共沸物，普通精餾方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)他們的分離。因此，一種能同時(shí)回收多種二醇，而且能耗較低的方法意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)基制乙二醇液相產(chǎn)物的分離工藝及裝置，應(yīng)用該工藝可以降低分離過(guò)程的能耗，獲得聚合級(jí)高純乙二醇，提高乙二醇的回收率，同時(shí)還可以獲得丙二醇和丁二醇產(chǎn)品。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種生物質(zhì)基制乙二醇液相產(chǎn)物的分離工藝，步驟如下:
[0007]⑴包括生物質(zhì)基制乙二醇液相產(chǎn)物蒸發(fā)脫水的步驟；
[0008]⑵包括生物質(zhì)基制乙二醇液相產(chǎn)物脫除輕組分的步驟，輕組分包括2，3丁二醇、I，2-丙二醇等;余液含乙二醇、I，2-丙二醇和I，2-丁二醇等二醇組分；
[0009]⑶將余液脫除重組分，塔頂采出液為乙二醇、I，2_丙二醇和I，2_丁二醇的混合液；
[0010]⑷包括分別對(duì)塔頂采出也進(jìn)行分離精制的步驟；
[0011](5)采用加入反應(yīng)劑醛/酮的方式對(duì)乙二醇、I，2_丙二醇和I，2_丁二醇進(jìn)行縮醛/縮酮反應(yīng)，轉(zhuǎn)換為沸點(diǎn)差異更大的乙二醇縮醛/縮酮產(chǎn)物、I，2_丙二醇縮醛/縮酮產(chǎn)物和I，2_丁二醇縮醛/縮酮進(jìn)行分離;所述反應(yīng)劑醛/酮為含1-8個(gè)碳原子的醛的一種，或者含3-8個(gè)碳原子的酮的一種；
[0012](6)乙二醇縮醛/縮酮產(chǎn)物、丙二醇縮醛/縮酮產(chǎn)物和丁二醇縮醛/縮酮進(jìn)行分離進(jìn)行逆反應(yīng)，分別精制乙二醇、I，2-丙二醇和I，2-丁二醇。
[0013]一種生物質(zhì)基制乙二醇液相產(chǎn)物的分離工藝，依次包含以下步驟:
[0014]⑴生物質(zhì)基制乙二醇液相產(chǎn)物(SOl)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)脫除水后的流股(S04)作為2，3_丁二醇脫除塔(T21)的進(jìn)料；
[0015]⑵2，3-丁二醇脫除塔(了21)脫除輕組分(505);
[0016]⑶上述脫除輕組分后的流股(S06)進(jìn)入1，2_丙二醇分離塔(T22)，塔頂采出1，2_丙二醇產(chǎn)品(S07)，塔釜采出含1,2-丙二醇、1,2-丁二醇的乙二醇流股(S08)；
[0017]⑷塔釜采出流股(S08)經(jīng)過(guò)脫重塔(T23)脫除重組分后，塔頂獲得乙二醇、I，2_丙二醇、1，2_ 丁二醇的混合二醇流股(S09);
[0018](5)塔頂混合物二醇流股(S09)與反應(yīng)劑醛/酮(Sll)—起進(jìn)入縮醛/酮反應(yīng)精餾塔(T31)，塔下段設(shè)置反應(yīng)段，塔頂采出產(chǎn)物流股(S12);
[0019](6)塔頂采出物流(S12)經(jīng)過(guò)醛/酮回收塔(T32)，塔頂分離出未反應(yīng)的醛或者酮(S13)循環(huán)至縮醛/酮反應(yīng)精餾塔使用，塔釜采出流股(S14);
[0020](7)塔釜采出流股物流(S14)依次經(jīng)過(guò)乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔(T33)，丁二醇縮醛酮產(chǎn)物分離塔(T34)，獲得乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物與水的共沸物(S15)、l，2-丙二醇縮醛/酮產(chǎn)物與水的混合流股(S17)、l，2-丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物與水的混合流股(S18);
[0021](8)乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物與水的共沸物(S15)在乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(T41)中水解，塔中段設(shè)置反應(yīng)段，塔頂獲得醛/酮，塔釜采出含水的乙二醇流股(S21)經(jīng)過(guò)乙二醇精制塔(T42)脫除輕組分后塔釜獲得乙二醇產(chǎn)品(S23);
[0022](9)1，2_丙二醇縮醛/酮產(chǎn)物與水的混合流股(S17)在I，2_丙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(T51)中水解，塔中段設(shè)置反應(yīng)段，塔頂獲得醛/酮，塔釜采出含水的I，2_丙二醇流股(S26)經(jīng)過(guò)I，2-丙二醇精制塔(T52)脫除輕組分后塔釜獲得I，2-丙二醇產(chǎn)品S28;
[0023](10)1，2_丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物與水的混合流股(S18)在I，2_丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(T61)中水解，塔中段設(shè)置反應(yīng)段，塔頂獲得醛/酮，塔釜采出含水的I，2_丁二醇流股(S30)經(jīng)過(guò)丁二醇精制塔T62脫除輕組分后塔釜獲得1，2_ 丁二醇產(chǎn)品(S33)。
[0024]而且，所述反應(yīng)劑為含1-8個(gè)碳原子的醛的一種，或者是3-8個(gè)碳原子的酮的一種。
[0025]而且，所述反應(yīng)劑為乙醛或丙酮。
[0026]而且，所述步驟(6)中未反應(yīng)的醛/酮的回收合并到乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(T41)中。
[0027]而且，所述I，2_丁二醇的縮醛/酮產(chǎn)物不做水解，通過(guò)塔頂帶傾析器的丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物精制塔分離，塔釜獲得I，2-丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物產(chǎn)品。
[0028]而且，步驟中的操作條件如下:2，3-丁二醇脫除塔操作壓力為l_50KPa，回流比R=
1-200 ； I，2-丙二醇分離塔的操作壓力為l-50KPa(a)，R = 0.5-50 ；脫重塔操作壓力為1_50即&(&)，1? = 0.1-20;縮醛/酮反應(yīng)精餾塔操作壓力0.01-3&丨111(&)，1? = 0.01-20，催化劑使用固體酸性或堿性催化劑的一種或者混合，醛或者酮的進(jìn)料量跟二醇進(jìn)料總量的摩爾比為
1-10;醛/酮回收塔操作壓力為0.l-5atm(a)，R = 0.01-10;乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔操作壓力為0.05-10&丨111(&)，1? = 0.01-20;丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔操作壓力為0.05-10&七111(a),R = 0.01-20；乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔、I，2-丙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔和I，2-丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔操作壓力0.1-5atm(a)，R = 0.01-20，控制進(jìn)入塔中的水的摩爾量與進(jìn)入塔中縮醛/酮產(chǎn)物的摩爾量配比為1-10;乙二醇精制塔、1,2-丙二醇精制塔和1,2-丁二醇精制塔操作壓力5-150即&(&)，!? = 0.01-20。1，2-丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物精制塔171操作壓力
0.05-5atm(a)，塔釜控制縮醛/酮產(chǎn)品的純度，塔頂傾析器操作溫度20-150°C。
[0029]一種生物質(zhì)基制乙二醇液相產(chǎn)物分離裝置，包括蒸發(fā)器、2，3-丁二醇脫除塔(T21)、l，2-丙二醇分離塔(T22)、脫重塔(T23)、縮醛/酮反應(yīng)精餾塔(T31)、醛/酮回收塔(Τ32)、乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔(Τ33)、丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔(Τ34)、乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(Τ41)、乙二醇精制塔(T42)、l，2-丙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(T51)、l，2-丙二醇精制塔(T52)、l，2-丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(T61)、l，2-丁二醇精制塔(Τ62)以及栗、管線等附屬設(shè)備;生物質(zhì)基乙二醇液相產(chǎn)物從蒸發(fā)器Tll進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)產(chǎn)品出口連接至2，3_丁二醇脫除塔(Τ21);2，3-丁二醇脫除塔(Τ21)塔釜液相出口與1，2_丙二醇分離塔(Τ22)的進(jìn)料口相連;I，2-丙二醇分離塔(Τ22)塔頂液相采出I，2-丙二醇產(chǎn)品，塔釜液相出口與脫重塔(Τ23)的進(jìn)料口相連;脫重塔(Τ23)塔釜脫除重組分，塔頂乙二醇、I，2-丙二醇、I，2-丁二醇混合流股出口與縮醛/酮反應(yīng)精餾塔(Τ31)的進(jìn)料口相連接;縮醛/酮反應(yīng)精餾塔(Τ31)下段設(shè)置反應(yīng)段，塔頂液相出口與醛/酮回收塔(Τ32)的進(jìn)料口相連接;醛/酮回收塔(Τ32)塔頂分離獲得未反應(yīng)的醛/酮，循環(huán)至縮醛/酮反應(yīng)精餾塔(Τ31)的反應(yīng)劑入口，塔釜液相出口與乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔(Τ33)的進(jìn)料口相連接；乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔(Τ33)塔頂液相出口與乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(Τ41)的縮醛/酮產(chǎn)物進(jìn)料口相連接，塔釜液相出口與丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔(Τ34)的進(jìn)料口相連接;丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物分離塔(Τ34)塔頂液相出口與I，2-丙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(Τ51)的縮醛/酮產(chǎn)物進(jìn)料口相連接，塔釜液相出口與I，2-丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(Τ61)的縮醛/酮產(chǎn)物進(jìn)料口相連接；乙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(Τ41)中段設(shè)置反應(yīng)，塔頂獲得水解產(chǎn)物醛/酮，循環(huán)至縮醛/酮反應(yīng)精餾塔使用，塔釜液相出口與乙二醇精制塔(Τ42)的進(jìn)料口相連接；乙二醇精制塔(Τ42)塔頂脫除水等雜質(zhì)，塔釜獲得產(chǎn)品乙二醇；I，2_丙二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(Τ51)中段設(shè)置反應(yīng)，塔頂獲得水解產(chǎn)物醛/酮，循環(huán)至縮醛/酮反應(yīng)精餾塔使用，塔釜液相出口與I，2_丙二醇精制塔(Τ52)的進(jìn)料口相連接；I，2-丙二醇精制塔(Τ52)塔頂脫除水等雜質(zhì)，塔釜獲得產(chǎn)品I，2-丙二醇；I，2-丁二醇縮醛/酮產(chǎn)物水解塔(Τ61)中段設(shè)置反應(yīng)，塔頂獲得水解