[发明专利]用于分离乙二醇和1,2-丁二醇的精馏方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离乙二醇和1,2-丁二醇的精馏方法。

背景技术

乙二醇是一种重要的基本有机化工原料，主要用于与对苯二甲酸共聚生产聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。此外，乙二醇也可用于生产防冻剂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂及炸药等，用途非常广泛。我国是乙二醇的消费大国，目前国内乙二醇的产量远不能满足需求，具有良好的发展前景。

1,2-丁二醇也是一种有机化工原料，由于其粘度和凝固点特别低，主要用做聚酯和聚氨酯树脂改性的二醇单体，以及用做PVC树脂的增塑剂生产原料。此外，1,2-丁二醇也可用于生产化妆品的保湿剂、农药稳定剂、医药等其它精细化学品，用途也十分广泛。

以玉米为原料，经生物转化可生产乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇等多元醇，要想获得各种高纯的化工醇产品，需要解决因乙二醇与1,2-丁二醇沸点相差太小，采用普通精馏需要理论板数多、投资大的技术问题。

近些年来，依托我国丰富的煤炭资源，以煤为初级原料，经合成气耦联制草酸酯，再通过草酸酯加氢生产乙二醇的工艺路线受到了极广泛的关注。在草酸酯加氢制乙二醇的反应产物中含有少量与乙二醇沸点接近的1,2-丙二醇和1,2-丁二醇，尤其是1,2-丁二醇，与乙二醇沸点最接近，最难分离。因此，要想获得高纯的乙二醇产品，如何分离脱除其中的1,2-丁二醇是问题的关键。

CN 101928201 中提出通过皂化反应、去甲醇、加氢反应、三塔精馏以及吸附处理的技术方案提纯合成气制乙二醇粗产品。然而，在三塔精馏提纯过程中，1,2-丁二醇与乙二醇发生共沸，不仅未实现二者的完全分离，还带来乙二醇的产品损失，降低了产品收率，同时也导致流程长、投资大等技术缺点。

共沸精馏是一种特殊精馏过程，主要用于共沸物和近沸物的分离。它是通过向被分离物系中加入比分离组分挥发度低的第三组分（也称共沸剂），使该组分与被分离物系中的一个或多个组分形成新的共沸物，从而改变分离组分间的相对挥发度，进而通过普通精馏的方法予以分离，是一种重要的工业过程。 

US 4,966,658提出用乙苯、3-庚酮、二异丁酮等作为共沸剂，采用共沸精馏的方法分离乙二醇与1,2-丁二醇、1,3-丁二醇，精馏塔的理论板数为30。该专利中所涉及的共沸精馏过程需要比较苛刻的操作条件才能得到较高纯度的乙二醇，例如需要很高的真空度（8KPa），或者在较低真空度下需要很长的停留时间（5～12hr），并且得到的乙二醇中仍含有少量的1,2-丁二醇或共沸剂等，若要得到优级品的乙二醇，仍需将上述杂质进一步脱除。

由于在共沸精馏过程中，塔顶共沸物经分相后的富产品相中或多或少的存在少量共沸剂或其它原料组分，因此，在传统的共沸精馏工艺中，除共沸精馏塔外，通常还需要一座产品精制塔，将上述杂质进一步分离后才能得到高纯的产品，由此也带来了流程长、投资大、能耗高的缺点。

分壁精馏塔的概念来源于Petlyuk完全热耦合精馏塔，它是通过在一座精馏塔内安装一块或多块一定长度的垂直隔板或带倾斜角度的隔板，采用一套汽化冷凝系统，同时分离得到三种或三种以上的产品。由于仅有一套汽化冷凝系统，并且避免了采用多塔精馏时中间组份的再混合，因此分壁精馏塔比传统的精馏技术节约投资20～30%，能耗降低10～40%。

分壁精馏塔主要用于多组分的常规精馏分离过程，近些年来，将分壁精馏塔与其它分离过程相结合的应用也在不断发展中。EP 0126288和US 8,178,060均提出将分壁精馏塔应用于反应精馏过程；US 7,556,717提出将分壁精馏塔应用于萃取精馏过程，例如用于丁二烯的抽提，能耗降低16%、设备成本降低20%、现场成本降低10%；CN 101028987提出将分壁精馏塔应用于萃取精馏分离丙烯和丙烷的过程，能耗降低30%，操作成本和设备成本也有明显降低；CN 102040542提出将分壁精馏塔应用于共沸精馏回收废水中的乙腈，能耗降低35%，其中分壁塔的结构属于传统形式，即垂直隔板位于分壁精馏塔的中部。因此，将分壁精馏塔应用于共沸精馏分离乙二醇与1,2-丁二醇的过程中，可代替传统的共沸精馏塔和产品精制塔，实现二塔合一的效果，具有流程简单、能耗低等特点。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术分离乙二醇和1,2-丁二醇时，精馏分离过程流程长、投资大、能耗高的技术问题，提供了一种用于分离乙二醇和1,2-丁二醇的精馏方法，该方法具有流程短、投资少、能耗低的优点。