CN104230658A - 一种从玉米发酵处理液中分离乙二醇和1,2-戊二醇的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明采用共沸精馏从玉米发酵处理液中分离得到乙二醇和1,2-戊二醇产品。通过用ASPEN建模模拟选择了合适的共沸剂和萃取剂，初步确定了精馏和萃取条件。多元醇混合液和共沸剂进入精馏塔，塔顶得到乙二醇和共沸剂的混合物，塔釜得到含量达到99.5%以上的1,2-戊二醇。萃取剂不溶于共沸剂却可以与乙二醇互溶，萃取剂和乙二醇的混合液可以用普通精馏的方法得到分离，乙二醇含量达到99.5%以上。并回收循环使用共沸剂和萃取剂。该方法操作简单，可以得到纯度高的乙二醇和1，2-戊二醇。

Description

一种从玉米发酵处理液中分离乙二醇和1,2-戊二醇的新方法

技术领域

本发明涉及了一种利用共沸精馏的方法从玉米发酵处理液中分离乙二醇和1,2-戊二醇，得到乙二醇产品和1,2-戊二醇的新方法，属于化学工程中的分离工程领域。 

背景技术

近几年,世界经济的发展和人们环境保护意识的提高促使开发利用可再生的生物质资源成为研究热点。传统的多元醇制备原料多源于石油等化石资源。利用玉米制备多元醇如乙二醇、1, 2-戊二醇属于新兴技术, 不仅可以在能源方面替代石油质多元醇, 缓解石油日渐紧缺的危机, 而且还可以合成众多的化学品或化学中间体, 在环境保护和克服能源危机方面有重要作用。 

生物发酵处理液分离多元醇是有发展前景的，是未来化工产业的必要的生产工艺，国内外也在研究类似能源循环再利用的可供工业化生产的项目。玉米发酵液经脱水、裂解和初步分离的粗产品可以得到乙二醇和1,2-戊二醇的混合物，其中乙二醇用于生产聚酯树脂、醇酸树脂、增塑剂、防冻剂，也用于化妆品和炸药；用作分析试剂、色谱分析试剂及电容介质；也可用于生产合成树脂、溶剂、润滑剂、表面活性剂、软化剂、增湿剂、炸药等；而且1,2-戊二醇也有较高的经济价值。因此此工艺方法，具有重要的经济价值和现实意义。 

本原料来源于玉米发酵处理液，含有乙二醇、1,2-戊二醇等，但乙二醇和1,2-戊二醇二者沸点很近，很难用常规方法将其分离。 

该方法分离出的乙二醇和1,2-戊二醇具有重要的经济价值和现实意义。目前国内对于乙二醇和1,2-戊二醇的需求量极大，而且大部分靠进口，研究出一条分离提纯乙二醇和1,2-戊二醇的路线，前景广阔。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用均相共沸精馏的方法从玉米发酵处理液中分离乙二醇与1,2-戊二醇的新方法。 

本发明是通过以下方法实现的：采用共沸精馏，选用合适的共沸剂来对乙二醇和1,2-戊二醇进行分离。对共沸精馏，可以选择富含共沸剂回流或者共沸剂与原组分以一定共沸组成回流，所以，回流比和塔的操作压力很大程度上影响着塔内气液相分布和塔顶、塔底各组分浓度变化。通过对均相共沸精馏回流比和塔操作压力的调节，可获得理想的分离效果。均相共沸精馏设备简单，可单塔分离多组分混合物，通用性强，可以灵活的调节回流比，有很大的操作弹性等优点。 

本发明选取了适宜的共沸剂，通过ASPENPLUS初步确定了实验物系的共沸物组成、共沸温度和分离序列。共沸精馏塔按以下条件操作，在常压或减压下，共沸剂和混合物送入精馏塔，操作回流比为10-30，由精馏塔的塔顶采出乙二醇和共沸剂，塔底采出合格的1,2-戊二醇产品。因为共沸剂与乙二醇互溶形成了均相溶液，所以还需进一步分离共沸液。需要加入另一种萃取剂可以将二者分开。萃取剂不溶于共沸剂却可以与乙二醇互溶，使用萃取剂可以实现共沸物的分离。萃取剂和乙二醇的混合液可以用普通精馏的方法得到分离，乙二醇含量达99. 5%以上。并回收循环使用共沸剂和萃取剂。该操作简单，能够达到分离要求。 

具体流程（见附图1,2）：乙二醇—1,2-戊二醇—共沸剂混合物进入塔中，塔顶共沸物经冷凝器冷凝后，部分回流部分采出，回流比为10-30，塔底最终得到合格的1,2-戊二醇产品。塔顶采出液为共沸混合物，通过加入萃取剂使其分层，上层为共沸剂，下层为乙二醇与萃取剂溶液，或使用萃取塔进行分离，萃取相为乙二醇与萃取剂混合物，萃余相主要为共沸剂，共沸剂回收后可以继续使用。分离后的乙二醇与萃取剂的混合物在精馏塔中进行常压或减压操作能够实现乙二醇与萃取剂的有效分离，可以得到合格的乙二醇产品，并可以使萃取剂循环使用，该方法分离效果好，产品纯度可以达到技术指标的要求。 

本发明的优点在于采用共沸剂与乙二醇形成共沸物，共沸物与1,2-戊二醇的相对挥发度和沸点相差较大，从而分离出高纯度1,2-戊二醇产品，继续经过萃取和精馏操作即可得到乙二醇产品并回收共沸剂和萃取剂。本发明具有通用性强，装置操作稳定性强,处理量大等优点。 

本发明方法并不受上述具体装置的限制，根据本专利进行工艺流程的调整或变换、按处理量进行放大、按照本专利要求进行小试、中试和工业化生产均属于侵犯专利权的行为。  

附图说明

图1为共沸精馏单元工艺流程图，图2为普通精馏单元工艺流程图。 

具体实施方式

实例一 

设计、制造、安装共沸精馏塔并进行间歇操作，原料为乙二醇—1,2-戊二醇—共沸剂的混合物（其中含乙二醇：1,2-戊二醇：共沸剂质量比为2：1：7.5），操作压力设置为80kpa,回流比为25。塔顶温度稳定在150℃左右，塔釜温度由170℃变化到179℃。塔顶得到乙二醇和共沸剂的共沸液。间歇精馏操作得到了很好的分离效果，证明了该实验可用精馏塔得到乙二醇和共沸剂的共沸液。

实例二 

采用上例设备及操作条件进行连续精馏操作，从精馏塔底部或中部常温进料。塔顶仍能得到共沸物，稳定采出后，调节回流比，此条件下继续精馏使塔釜得到高浓度的1,2－戊二醇，经1,2-戊二醇精馏塔分离后产品颜色合格、纯度达到99.5%以上。

实例三 

收集上述两例的塔顶共沸物，用萃取剂进行萃取，形成非均相溶液，上层为共沸剂，下层为乙二醇与萃取剂的混合溶液；用萃取塔分离得到萃余相为共沸剂，最终得到共沸剂的浓度为99.5%，萃取相去萃取剂精馏塔分离。萃取相为乙二醇与萃取剂的混合溶液，经萃取剂精馏塔分离得到萃取剂可以回收利用，得到的乙二醇粗品经乙二醇精馏塔得到纯净的乙二醇产品，乙二醇纯度在99.5%以上。

Claims (6)

1.一种利用共沸精馏的方法从玉米发酵处理液中分离乙二醇和1,2-戊二醇，得到乙二醇产品和1,2-戊二醇产品的新方法，步骤如下：多元醇混合液进入精馏塔中，塔顶采出乙二醇和共沸剂的共沸液，塔底采出纯度达到99.5%以上1,2-戊二醇产品；共沸精馏塔塔顶得到的共沸剂与乙二醇互溶形成了均相溶液，加入另一种萃取剂可以将二者分开。

2.共沸精馏塔板数为60-150块，操作压力常压或减压，塔顶温度控制在120~160℃，塔釜温度保持在130~180℃，操作回流比为10-30的共沸精馏条件下，能够得到良好的共沸精馏分离效果。

3.萃取剂不溶于共沸剂却可以与乙二醇互溶，将萃取剂加入到共沸液中，使塔顶共沸物分层（或使用萃取塔实现分离目的），萃余相为共沸剂，可以循环使用；乙二醇与萃取剂形成的萃取相溶液通过常压或减压精馏可以有效实现分离，可以得到纯度达到99.5%以上乙二醇产品，萃取剂也可以循环使用。

4.按照权利要求书１所述，共沸精馏分离乙二醇和1,2-戊二醇混合物的工艺方法所使用的共沸剂是芳烃化合物、烷烃化合物、醇类、醚类、酮类化合物中的一种或几种。

5.按照权利要求书3所述，所使用的萃取剂是苯、甲醇、乙醇、丁醇、水、甲乙醚、二甲醚、石油醚和酮类化合物中的一种。

6.按照权利要求1、2、3所述的一种利用均相共沸精馏的方法从玉米发酵处理液中分离乙二醇和1,2-戊二醇，得到乙二醇产品和1,2-戊二醇产品的新方法，其特征在于未取得专利权而利用该方法进行小试、中试和工业化生产均属于侵权行为。