[发明专利]超临界二氧化碳萃取分离醇盐混合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及超临界二氧化碳萃取分离醇盐混合物的方法，具体涉及采用超临界二氧化碳实现多元醇与有机酸盐分离的方法，属于生物基多元醇生产技术领域。

背景技术

生物能源是地球上可再生的能源，糖、糖醇类化合物可以提供生物赖以生存的能量，并且这一类物质的来源多是植物体，如淀粉。通过最初级、最原始的淀粉等物质，可以进行水解等多步反应制备葡萄糖、木糖、蔗糖、麦芽糖、果糖、山梨醇、木糖醇、甘露醇、异山梨醇等，这些糖醇结构上的共同特点是具有五个以上的碳原子，且具有四个以上的羟基，这一类物质往往可以作为食品或食品添加剂使用。

然而随着不可再生的石油资源的逐渐萎缩，并且由于糖醇类物质具有多羟基结构在高温高压加氢的条件下可以裂解为多种多元醇，因此这一类生物质能源逐渐地参与到了转化为化学产品的行列。如长春大成生化科技集团在CN200510008652.0中公开了在碱性水溶液存在的条件下通过雷尼镍系催化剂加氢后，山梨醇可以裂解为乙二醇、丙二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、丙三醇、乳酸、乙酸、甲酸等物质，其中有机酸与体系中的碱反应生成了有机酸盐。美国专利US4366332A也公开了山梨醇加氢裂解可以生成多种多元醇和有机酸盐。

从上述现有技术来看，糖醇类物质经加氢裂解后，生成了醇和有机酸盐，将反应液经过脱水、脱醇后，混合物中剩余了大量的有机酸盐、丙三醇、一部分二元醇和失水多元醇醚等。然而在实际分离实验过程中，由于醇盐混合物中有机酸盐的含量过大，大约达到了20-30wt％之间，且溶于多元醇中，因此，醇盐混合物出现深褐色、粘稠、极易固化、固化后变硬且不易再次融化的问题，不但影响了主要多元醇产品的收率，还给分离设备的选材、分离工艺的设计带来了很大的难度。

东华大学邵晓丛在其硕士论文《玉米化工醇工业中重组分在可降解塑料中的应用开发》中详细地论述了醇盐混合物中有机酸盐对工艺的负面影响，因此，如何从醇盐混合物中将有机酸盐去除提取出更多纯的多元醇，成为该领域的一个重要研究方向。

从醇盐混合物中提取多元醇，多数文献中介绍的方法是通过在醇盐混合物物中加入一定量的水或低碳醇将其溶解后，以浓硫酸进行酸化，生成硫酸钠或硫酸氢钠，盐可以结晶体的形式析出，将晶体过滤后，用一些氧化剂脱色，进一步除掉有机酸，便制得了混合多元醇。这种混合多元醇可以用来合成聚酯、不饱和聚酯树脂等材料，或者直接回到精馏塔中，进一步分离各种多元醇。然而该方法制备工艺步骤很长，单元操作繁杂，多元醇与有机酸也会发生共沸，分离效率偏低，分离困难，且有机酸对设备有腐蚀。

因此，需要寻找一种新的脱除醇盐混合物中有机酸盐的方法，实现分离并提取醇盐中多元醇的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供超临界二氧化碳萃取分离醇盐混合物的方法，通过超临界二氧化碳萃取醇盐中的多元醇，采用多级分离工艺，并在分离工艺中配合使用消泡剂从而实现醇盐混合物中多元醇的完全分离。

为了实现以上发明目的，本发明采用的技术方案如下：

超临界二氧化碳萃取分离醇盐混合物的方法，包含以下步骤：

a)在萃取罐中加入醇盐混合物，将萃取罐密闭后，通入超临界二氧化碳，对醇盐混合物中的多元醇进行萃取，将溶解有多元醇的超临界二氧化碳转入一级分离罐；

b)保持一级分离罐中的压力和温度低于萃取罐，但仍保持二氧化碳的超临界状态，被萃取出来的多元醇从二氧化碳中分离出来，静置分离后，经分离出来的溶有少量多元醇的超临界二氧化碳被送入二级分离罐；

c)二级分离罐中提前加入消泡剂的，将一级分离罐中输送来的溶有少量多元醇的超临界二氧化碳气体进行降压，使二氧化碳从超临界状态变为普通气态，静置分离后，溶有少量多元醇的超临界二氧化碳中的多元醇分离出来位于二级分离罐的下部，变为气态的二氧化碳进入气体回收装置。

本发明步骤a)中，所述醇盐混合物的来源为碳原子数为6至12的多元糖醇加氢裂解液精馏后的醇盐混合物，所述碳原子数为6至12的多元糖醇包括但不限于葡萄糖、果糖、麦芽糖、山梨醇、甘露醇和木糖醇等中的一种或多种。

本发明中，基于醇盐混合物的总质量，所述醇盐混合物包括以下组分：

二元醇55-75wt％，所述二元醇包括但不限于乙二醇、1,2-丙二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇和1,4-丁二醇等中的一种或多种；

有机酸盐20-30wt％，所述有机酸盐包括但不限于甲酸盐、乳酸盐和乙酸盐等中的一种或多种；