[go: up one dir, main page]

RU2816490C9 - Способ очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья - Google Patents

Способ очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья Download PDF

Info

Publication number
RU2816490C9
RU2816490C9 RU2021110483A RU2021110483A RU2816490C9 RU 2816490 C9 RU2816490 C9 RU 2816490C9 RU 2021110483 A RU2021110483 A RU 2021110483A RU 2021110483 A RU2021110483 A RU 2021110483A RU 2816490 C9 RU2816490 C9 RU 2816490C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
propylene glycol
column
azeotrope
stream
oleophilic
Prior art date
Application number
RU2021110483A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2021110483A (ru
RU2816490C2 (ru
Inventor
И Юань
Original Assignee
Чанчунь Мэйхэ Сайенс Энд Текнолоджи Девелопмент Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чанчунь Мэйхэ Сайенс Энд Текнолоджи Девелопмент Ко., Лтд. filed Critical Чанчунь Мэйхэ Сайенс Энд Текнолоджи Девелопмент Ко., Лтд.
Publication of RU2021110483A publication Critical patent/RU2021110483A/ru
Publication of RU2816490C2 publication Critical patent/RU2816490C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2816490C9 publication Critical patent/RU2816490C9/ru

Links

Images

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья. Данный способ включает следующие стадии: (i) смешивание одного или более азеотропных растворителей с пропиленгликолем, полученным из биологического сырья, с получением загрузки, содержащей азеотроп пропиленгликоля; (ii) проведение кипения загрузки, содержащей азеотроп пропиленгликоля, с обратным потоком в азеотропной или ректификационной колонне при давлении от 1 до 101 кПа абс.; (iii) получение экстрагированного материала из верхней части азеотропной или ректификационной колонны; (iv) добавление воды в экстрагированный материал для растворения пропиленгликоля, содержащегося в азеотропе; (v) отделение не растворимого в воде азеотропного растворителя от водного раствора пропиленгликоля; (vi) получение пропиленгликоля в результате дегидратации и очистки полученного водного раствора пропиленгликоля. Один или более азеотропных растворителей выбирают из олеофильных С520-спиртовых соединений и олеофильных С420-кетоновых соединений, при этом указанные один или более азеотропные растворители не включают 1-октанол или 1-деканол. Технический результат – обеспечение повышения чистоты пропиленгликоля до 99,5% или больше в условиях степени извлечения пропиленгликоля, составляющей 80% или больше. 17 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 пр.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу очистки пропиленгликоля, в частности относится к способу очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья, содержащего примеси, характеризующиеся точками кипения, близкими к точке кипения пропиленгликоля, такие как бутандиол, пентандиол.
Уровень техники
В последние годы технологии получения пропиленгликоля из сырья в виде биомассы быстро развивались из-за неопределенности цен на нефть и внимания людей к устойчивому развитию. Однако побочные продукты, отличные от тех, которые образуются в путях получения пропиленгликоля, например примеси, характеризующиеся точками кипения, очень близкими к точке кипения пропиленгликоля, такие как бутандиол, пентандиол, гександиол, пропиленкарбонат, образуются во время получения пропиленгликоля путями, предусматривающими применение биологического сырья, из-за различий в способах синтеза. Традиционный способ очистки соединений в жидкой фазе представляет собой способ ректификации для разделения с использованием различных точек кипения веществ. Однако точки кипения данных примесей близки к точке кипения пропиленгликоля, например, примеси, включающие бутандиол, пентандиол, гександиол, пропиленкарбонат, имеют физические свойства, аналогичные таковым для пропиленгликоля, и их точки кипения очень близки к точке кипения пропиленгликоля. Следовательно, отделение пропиленгликоля от таких примесей, характеризующихся очень близкими точками кипения, с помощью способа прямой ректификации приведет к низкому выходу пропиленгликоля при перегонке и высокому потреблению энергии.
В каждом из US4935102, US5423955 описываются технологии отделения пропиленгликоля от бутандиола с использованием различных азеотропных растворителей. Азеотропный растворитель имеет азеотропную точку с пропиленгликолем. Обычно температура азеотропной точки очевидно ниже точки кипения пропиленгликоля. Таким образом, возникает четкая разница температур между точкой кипения азеотропа пропиленгликоля и азеотропного растворителя и точкой кипения примесей, таких как бутандиол. Отделения пропиленгликоля и бутандиола можно экономичным образом достичь путем ректификации.
В способе получения пропиленгликоля путями, предусматривающими применение биологического сырья, будут образовываться примеси, отличные от бутандиола, такие как пентандиол, гександиол, пропиленкарбонат и т.п., при этом точки кипения таких примесей являются очень близкими к точке кипения пропиленгликоля. Однако в упомянутых выше литературных источниках описываются только эффекты отделения пропиленгликоля от бутандиола с использованием азеотропного растворителя, без упоминания эффектов отделения пропиленгликоля от других примесей, характеризующихся точками кипения, близкими к точке кипения пропиленгликоля, таких как пентандиол, гександиол, пропиленкарбонат и т.п.после использования азеотропного растворителя.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение предусматривает способ очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья, в котором отделяют примеси, характеризующиеся точками кипения, близкими к точке кипения пропиленгликоля. Способ может обеспечивать повышение чистоты указанного пропиленгликоля до 99,50% или больше в условиях высокой степени извлечения пропиленгликоля, составляющей 80% или больше, предпочтительно 85% или больше.
Указанный пропиленгликоль, полученный из биологического сырья, относится к пропиленгликолю, полученному из сырья в виде биомассы. Он содержит без ограничения пропиленгликоль, бутандиол, пентандиол, гександиол и необязательно пропиленкарбонат. В данном документе указанный пропиленгликоль предпочтительно представляет собой 1,2-пропиленгликоль; указанный бутандиол предпочтительно представляет собой 1,2-бутандиол, указанный пентандиол предпочтительно представляет собой 1,2-пентандиол и указанный гександиол предпочтительно представляет собой 1,2-гександиол.
В способе по настоящему изобретению одно, два или более олеофильных С520-спиртовых соединений, С520-алканов и олеофильных С420-кетоновых соединений применяют в качестве азеотропного растворителя для обеспечения азеотропии вместе с пропиленгликолем, полученным из биологического сырья, с получением азеотропа, содержащего пропиленгликоль, затем добавляют воду для растворения пропиленгликоля в азеотропе, водонерастворимый азеотропный растворитель отделяют от водного раствора пропиленгликоля и пропиленгликоль получают в результате дегидратации и очистки полученного водного раствора пропиленгликоля.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения олеофильные С520-спиртовые соединения предпочтительно представляют собой олеофильные C6-C15-спиртовые соединения, более предпочтительно олеофильные С712-спиртовые соединения и особенно предпочтительно олеофильные С710-спиртовые соединения. Олеофильные спиртовые соединения могут представлять собой алифатические спирты и спирты, содержащие гетероциклы. Например, примерами олеофильных спиртовых соединений являются пентанол и его изомеры, гексанол и его изомеры, гептанол и его изомеры, октанол и его изомеры, нонанол и его изомеры, деканол и его изомеры, ундеканол и его изомеры, лауриловый спирт и его изомеры и бензиловый спирт. Особенно предпочтительно указанные олеофильные спиртовые соединения представляют собой гептанол, н-гептанол, 2-гептанол, октанол, н-октанол, изооктанол, втор-октанол, нонанол, н-нонанол, изононанол, деканол, н-деканол и изодеканол.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения С520-алканы предпочтительно представляют собой С515-алканы, предпочтительно С512-алканы и особенно предпочтительно С59-алканы. Алканы могут представлять собой алканы с прямой цепью, разветвленные алканы, циклоалканы или алканы, содержащие бензольное кольцо. Например, примерами алканов являются пентан и его изомеры, гексан и его изомеры, гептан и его изомеры, октан и его изомеры, нонан и его изомеры, декан и его изомеры, ундекан и его изомеры, додекан и его изомеры, циклопентан и циклогексан, этилбензол и его изомеры. Особенно предпочтительно алканы представляют собой гексан, гептан, октан, нонан, декан, ундекан, додекан, циклопентан, циклогексан и этилбензол.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения олеофильные С420-кетоновые соединения предпочтительно представляют собой олеофильные С515-кетоновые соединения, более предпочтительно олеофильные С612-кетоновые соединения, особенно предпочтительно олеофильные С610-кетоновые соединения. Кетоны могут представлять собой алифатические кетоны или алициклические кетоны. Особенно предпочтительно кетоны представляют собой циклогексанон, гептанон, 4-гептанон, диизобутилкетон, изофорон, нонанон и 2-нонанон.
Биомасса в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно относится к пригодной к употреблению в пищу первичной биомассе, включающей кукурузу, сахарный тростник и т.д., и непригодной к употреблению в пищу вторичной биомассе, представляющей собой отходы сельского и лесного хозяйства, включающие солому, древесину, багассу и т.д. Предпочтительно пропиленгликоль по настоящему изобретению, полученный из биологического сырья, содержит без ограничения пропиленгликоль (предпочтительно 1,2-пропиленгликоль), бутандиол (предпочтительно 1,2-бутандиол), пентандиол (предпочтительно 1,2-пентандиол), гександиол (предпочтительно 1,2-гександиол) и пропиленкарбонат. Пропиленгликоль по настоящему изобретению, полученный из биологического сырья, необязательно содержит пропиленгликоль. Более предпочтительно указанный пропиленгликоль, полученный из биологического сырья, содержит без ограничения
1-100 вес.% пропиленгликоля (за исключением граничной точки, соответствующей 100 вес.%), предпочтительно 1-99 вес.% пропиленгликоля, более предпочтительно 5-99 вес.% пропиленгликоля и особенно предпочтительно 10-95 вес.% пропиленгликоля, где пропиленгликоль предпочтительно представляет собой 1,2-пропиленгликоль;
0-95 вес.%, предпочтительно 0-70 вес.%, более предпочтительно 0-50 вес.% и особенно предпочтительно 0-30 вес.% бутандиола (предпочтительно 1,2-бутандиола, за исключением граничной точки, соответствующей 0);
0-95 вес.%, предпочтительно 0-50 вес.%, более предпочтительно 0-10 вес.% и особенно предпочтительно 0-1 вес.% пентандиола (предпочтительно 1,2-пентандиола, за исключением граничной точки, соответствующей 0);
0-95 вес.%, предпочтительно 0-50 вес.%, более предпочтительно 0-10 вес.% и особенно предпочтительно 0-1 вес.% гександиола (предпочтительно 1,2-гександиола, за исключением граничной точки, соответствующей 0) и
0-95 вес.%, предпочтительно 0-50 вес.%, более предпочтительно 0-10 вес.% и особенно предпочтительно 0-1 вес.% пропиленкарбоната.
Указанный пропиленгликоль, полученный из биологического сырья, необязательно дополнительно содержит
0-95 вес.%, предпочтительно 0-50 вес.% этиленгликоля и/или
0-50 вес.%, предпочтительно 0-10 вес.% 2,3-бутандиола.
В способе по настоящему изобретению азеотропный растворитель образует азеотроп с пропиленгликолем в результате азеотропии. Существует четкая разница температур между точкой кипения азеотропа и точкой кипения примесей, таких как бутандиол, пентандиол, гександиол и пропиленкарбонат, и других примесей, характеризующихся точками кипения, близкими к точке кипения пропиленгликоля. Следовательно, пропиленгликоль можно экономичным образом очищать, например, с помощью способа ректификации.
Азеотропный растворитель можно отделять от водного раствора, содержащего пропиленгликоль, с помощью способа экстракции после смешивания азеотропа с водой. Указанный водный раствор, содержащий пропиленгликоль, очищают после дегидратации с получением пропиленгликоля.
Описание графических материалов
Фиг. 1 представляет собой структурную схему способа азеотропной очистки пропиленгликоля по настоящему изобретению, полученного из биологического сырья.
Фиг. 2 представляет собой структурную схему традиционного способа ректификации пропиленгликоля, полученного из биологического сырья.
Способ осуществления изобретения
В сочетании с фиг. 1 способ очистки по настоящему изобретению описывается следующим образом.
Подаваемую полиоловую смесь и подаваемый азеотропный растворитель смешивают перед поступлением в азеотропную колонну, где азеотропная колонна представляет собой ректификационную колонну. Весовое соотношение подаваемого азеотропного растворителя и пропиленгликоля в подаваемой полиоловой смеси составляет 0,1:1-20:1, предпочтительно 0,2:1-20:1 и более предпочтительно 0,5:1-20:1. Рабочее давление азеотропной колонны составляет 1 кПа (абсолютное давление) - 101 кПа (абсолютное давление), и весовое соотношение материала в обратном потоке и выделенного материала в азеотропной колонне (т.е. флегмовое число) составляет 0.1:1-15:1. В ней большую часть пропиленгликоля и небольшое количество других примесей в подаваемой полиоловой смеси выделяют из верхней части азеотропной колонны вместе с азеотропным растворителем (т.е., поток 1) и подают в сосуд для декантирования дистиллята. Тяжелые примеси, включающие без ограничения бутандиол, пентандиол, гександиол и необязательно пропиленкарбонат, и небольшое количество азеотропного растворителя выделяют из нижней части азеотропной колонны (т.е. поток 8) и подают в испаритель.
Поток 1 и чистую воду, и необязательно рециркулируемую воду (т.е. поток 4), смешивают и отделяют в сосуде для декантирования дистиллята. Слой азеотропного растворителя (т.е. поток 2) рециркулируют в азеотропную колонну, тогда как водный слой (т.е. поток 3) подают в дегидратационную колонну для дистиллята из азеотропной колонны.
В дегидратационной колонне для дистиллята из азеотропной колонны воду в потоке 3 выделяют из верхней части колонны (т.е. поток 4) и рециркулируют в сосуд для декантирования дистиллята. Неочищенный пропиленгликоль, выделенный из нижней части колонны (т.е. поток 5), подают в колонну для удаления легких компонентов из пропиленгликоля.
После отделения большей части легких примесей в неочищенном пропиленгликоле (т.е. поток 5) в колонне для удаления легких компонентов из пропиленгликоля неочищенный пропиленгликоль выделяют из нижней части колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля (т.е. поток 6) и подают в колонну для очистки пропиленгликоля. Большую часть легких примесей выделяют из верхней части колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля.
После удаления легких компонентов, тяжелые компоненты и остаточные легкие компонентов в неочищенном пропиленгликоле (т.е. поток 6) отделяют в колонне для очистки пропиленгликоля. Пропиленгликоль выделяют из боковой линии; остаточные легкие компоненты выделяют из верхней части колонны для очистки пропиленгликоля; тяжелые компоненты (т.е. поток 14) рециркулируют и смешивают с подаваемой полиоловой смесью, и затем подают в азеотропную колонну.
Материалы из нижней части азеотропной колонны (т.е. поток 8) подают в испаритель, где тяжелые примеси, характеризующиеся чрезвычайно высокими точками кипения, выделяют из нижней части испарителя и выпускают из системы (т.е. поток 9).
Поток 10, содержащий без ограничения азеотропный растворитель, бутандиол, пентандиол, гександиол и необязательно пропиленкарбонат, подают в нижнюю часть сосуда для декантирования. Затем его смешивают с чистой водой и необязательно рециркулируемой водой (т.е. поток 13) и затем отделяют. При этом слой азеотропного растворителя (т.е. поток 11) рециркулируют в азеотропную колонну, тогда как водный слой (т.е. поток 12), содержащий без ограничения воду, бутандиол, пентандиол, гександиол и необязательно пропиленкарбонат, подают в дегидратационную колонну для продуктов из нижней части азеотропной колонны для дегидратации.
Воду в водном слое (т.е. поток 12) в нижней части сосуда для декантирования отделяют в дегидратационной колонне для продуктов из нижней части азеотропной колонны, выделяют из верхней части колонны (т.е. поток 13) и затем рециркулируют в нижнюю часть сосуда для декантирования. Примеси, содержащие без ограничения бутандиол, пентандиол и гександиол и необязательно пропиленкарбонат, выделяют из нижней части дегидратационной колонны для продуктов из нижней части азеотропной колонны и выпускают из системы.
С помощью технологии по настоящему изобретению можно отделять пропиленгликоль в пропиленгликоле, полученном из биологического сырья, от примесей, включающих без ограничения бутандиол, пентандиол, гександиол и необязательно пропиленкарбонат, в условиях высокой степени извлечения пропиленгликоля, составляющей 80% или больше, предпочтительно 85% или больше. В то же время, чистота пропиленгликоля улучшается до 99,50% или больше. Следовательно, решена проблема того, что в существующей технологии очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья, невозможно одновременно достичь отделения бутандиола, пентандиола, гександиола и необязательно пропиленкарбоната.
Примеры
Настоящее изобретение дополнительно описано с помощью следующих примеров. Однако настоящее изобретение ими не ограничивается.
Пример 1
В соответствии со структурной схемой, проиллюстрированной на фиг. 1, подаваемая полиоловая смесь представляла собой материал, полученный после дегидратации и удаления легких компонентов смеси продуктов, полученных из сырья в виде биомассы. Материал состоял, в процентах по весу, из 55,65% 1,2-пропиленгликоля, 24,32% этиленгликоля, 15,24% 1,2-бутандиола, 3,07% 2,3-бутандиола, 0,2% 1,2-пентандиола, 0,2% 1,2-гександиола, 0,1% пропиленкарбоната и 1,22% других легких и тяжелых компонентов.
Подаваемую полиоловую смесь и свежий азеотропный растворитель, представляющий собой изооктанол, смешивали и подавали на 45-ю теоретическую тарелку азеотропной колонны. Весовое соотношение азеотропного растворителя (в том числе свежего азеотропного растворителя и рециркулируемого азеотропного растворителя в виде потока 2 и потока 11) и пропиленгликоля в подаваемой полиоловой смеси составляло 3,6:1. Всего в азеотропной колонне было 90 теоретических тарелок. Рециркулируемый азеотропный растворитель в виде потока 2 из верхней части колонны и рециркулируемый азеотропный растворитель в виде потока 11 из нижней части колонны подавали в азеотропную колонну от 40-й теоретической тарелки азеотропной колонны соответственно. Рабочее давление азеотропной колонны составляло 50 кПа (абсолютное давление), и флегмовое число составляло 2:1. Поток 1 из верхней части колонны, отделенный с помощью азеотропной колонны, состоял из азеотропного растворителя, 1,2-пропиленгликоля, этиленгликоля, 1,2-бутандиола, 2,3-бутандиола, 1,2-пентандиола, 1,2-гександиола, пропиленкарбоната и других легких компонентов, доля которых в процентах по весу соответственно составляла 69,56%, 19,75%, 8,63%, 0,02%, 0,93%, 0%, 0%, 0%, 1,11%.
Поток 8 с помощью испарителя разделяли с получением потока 9, состоящего из тяжелых компонентов, характеризующихся высокой точкой кипения.
Поток 10 и поток 13 из верхней части дегидратационной колонны для продуктов из нижней части азеотропной колонны подавали в нижнюю часть сосуда для декантирования. Отделенный слой азеотропного растворителя (т.е. поток 11), который представлял собой рециркулируемый азеотропный растворитель, рециркулировали в азеотропную колонну; водный слой (т.е. поток 12), который представлял собой смесь спирта и воды, подавали в дегидратационную колонну для продуктов из нижней части азеотропной колонны для дегидратации, и воду (т.е. поток 13) рециркулировали в нижнюю часть сосуда для декантирования.
Поток 1 из верхней части азеотропной колонны вместе с потоком 4 из верхней части дегидратационной колонны для дистиллята из азеотропной колонны подавали в сосуд для декантирования дистиллята. После разделения с помощью фазоразделителя поток водного слоя (т.е. поток 3) подавали в дегидратационную колонну для дистиллята из азеотропной колонны для дегидратации. После дегидратации поток 5 из нижней части колонны подавали на 60-ю теоретическую тарелку колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля. Колонна для удаления легких компонентов из пропиленгликоля включала в целом 90 теоретических тарелок, при этом ее флегмовое число составляет 80:1, и рабочее давление составляет 10 кПа (абсолютное давление). Неочищенный пропиленгликоль (поток 6) выделяли из 50-й теоретической тарелки колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля и подавали в колонну для очистки пропиленгликоля. Колонна для очистки пропиленгликоля включала в целом 90 теоретических тарелок, при этом ее флегмовое число составляет 10:1, и рабочее давление составляет 10 кПа (абсолютное давление). Продукт, содержащий пропиленгликоль, выделяли из 10-й теоретической тарелки колонны для очистки пропиленгликоля. Посредством анализа с помощью способа согласно национальным стандартам США GB29216-2012 и ASTM Е202 установили, что чистота очищенного пропиленгликоля в процентах по весу составляла 99,61%, и общий выход пропиленгликоля после ректификации составлял 89,2% соответственно.
Пример 2
В соответствии со структурной схемой, проиллюстрированной на фиг. 1, подаваемая полиоловая смесь представляла собой материал, полученный после дегидратации и удаления легких компонентов смеси продуктов, полученных из сырья в виде биомассы в примере 1.
Подаваемую полиоловую смесь и свежий азеотропный растворитель, представляющий собой н-нонанол, смешивали и подавали на 45-ю теоретическую тарелку азеотропной колонны. Весовое соотношение азеотропного растворителя (в том числе свежего азеотропного растворителя и рециркулируемого азеотропного растворителя в виде потока 2 и потока 11) и пропиленгликоля в подаваемой полиоловой смеси составляло 0,8:1. Всего в азеотропной колонне было 90 теоретических тарелок. Рециркулируемый азеотропный растворитель в виде потока 2 из верхней части колонны и рециркулируемый азеотропный растворитель в виде потока 11 из нижней части колонны подавали в азеотропную колонну от 40-й теоретической тарелки азеотропной колонны соответственно. Рабочее давление азеотропной колонны составляло 5 кПа (абсолютное давление), и флегмовое число составляло 2:1. Поток 1 из верхней части колонны, отделенный с помощью азеотропной колонны, состоял из азеотропного растворителя, 1,2-пропиленгликоля, этиленгликоля, 1,2-бутандиола, 2,3-бутандиола, 1,2-пентандиола, 1,2-гександиола, пропиленкарбоната и других легких компонентов, доля которых в процентах по весу соответственно составляла 33,20%, 49,66%, 13,76%, 0,54%, 1,52%, 0%, 0%, 0%, 1,32%.
Поток 8 с помощью испарителя разделяли с получением потока 9, состоящего из тяжелых компонентов, характеризующихся высокой точкой кипения.
Поток 10 и поток 13 из верхней части дегидратационной колонны для продуктов из нижней части азеотропной колонны подавали в нижнюю часть сосуда для декантирования. Отделенный слой азеотропного растворителя (т.е. поток 11), который представлял собой рециркулируемый азеотропный растворитель, рециркулировали в азеотропную колонну; вода слой (т.е. поток 12), который представлял собой смесь спирта и воды, подавали в дегидратационную колонну для продуктов из нижней части азеотропной колонны для дегидратации, и воду (т.е. поток 13) рециркулировали в нижнюю часть сосуда для декантирования.
Поток 1 из верхней части азеотропной колонны вместе с потоком 4 из верхней части дегидратационной колонны для дистиллята из азеотропной колонны подавали в сосуд для декантирования дистиллята. После разделения с помощью фазоразделителя поток водного слоя (т.е. поток 3) подавали в дегидратационную колонну для дистиллята из азеотропной колонны для дегидратации. После дегидратации поток 5 из нижней части колонны подавали на 60-ю теоретическую тарелку колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля. Колонна для удаления легких компонентов из пропиленгликоля включала в целом 90 теоретических тарелок, при этом ее флегмовое число составляет 80:1, и рабочее давление составляет 10 кПа (абсолютное давление). Неочищенный пропиленгликоль (поток 6) выделяли из 50-й теоретической тарелки колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля и подавали в колонну для очистки пропиленгликоля. Колонна для очистки пропиленгликоля включала в целом 90 теоретических тарелок, при этом ее флегмовое число составляет 10:1, и рабочее давление составляет 10 кПа (абсолютное давление). Продукт, содержащий пропиленгликоль, выделяли из 10-й теоретической тарелки колонны для очистки пропиленгликоля. Посредством анализа с помощью способа согласно национальным стандартам США GB29216-2012 и ASTM Е202 установили, что чистота очищенного пропиленгликоля в процентах по весу составляла 99,64%, и общий выход пропиленгликоля после ректификации составлял 85,5% соответственно.
Пример 3
В соответствии со структурной схемой, проиллюстрированной на фиг. 1, подаваемая полиоловая смесь представляла собой материал, полученный после дегидратации и удаления легких компонентов смеси продуктов, полученных из сырья в виде биомассы в примере 1.
Подаваемую полиоловую смесь и свежий азеотропный растворитель, представляющий собой 2-нонанон, смешивали и подавали на 45-ю теоретическую тарелку азеотропной колонны. Весовое соотношение азеотропного растворителя (в том числе свежего азеотропного растворителя и рециркулируемого азеотропного растворителя в виде потока 2 и потока 11) и пропиленгликоля в подаваемой полиоловой смеси составляло 3,5:1. Всего в азеотропной колонне было 90 теоретических тарелок. Рециркулируемый азеотропный растворитель в виде потока 2 из верхней части колонны и рециркулируемый азеотропный растворитель в виде потока 11 из нижней части колонны подавали в азеотропную колонну от 40-й теоретической тарелки азеотропной колонны соответственно. Рабочее давление азеотропной колонны составляло 70 кПа (абсолютное давление), и флегмовое число составляло 2,5:1. Поток 1 из верхней части колонны, отделенный с помощью азеотропной колонны, состоял из азеотропного растворителя, 1,2-пропиленгликоля, этиленгликоля, 1,2-бутандиола, 2,3-бутандиола, 1,2-пентандиола, 1,2-гександиола, пропиленкарбоната и других легких компонентов, доля которых в процентах по весу соответственно составляла 70,62%, 20,74%, 8,10%, 0,04%, 0,26%, 0%, 0%, 0%, 0,24%.
Поток 8 с помощью испарителя разделяли с получением потока 9, состоящего из тяжелых компонентов, характеризующихся высокой точкой кипения.
Поток 10 и поток 13 из верхней части дегидратационной колонны для продуктов из нижней части азеотропной колонны подавали в нижнюю часть сосуда для декантирования. Отделенный слой азеотропного растворителя (т.е. поток 11), который представлял собой рециркулируемый азеотропный растворитель, рециркулировали в азеотропную колонну; водный слой (т.е. поток 12), который представлял собой смесь спирта и воды, подавали в дегидратационную колонну для продуктов для продуктов из нижней части азеотропной колонны для дегидратации, и воду (т.е. поток 13) рециркулировали в нижнюю часть сосуда для декантирования.
Поток 1 из верхней части азеотропной колонны вместе с потоком 4 из верхней части дегидратационной колонны для дистиллята из азеотропной колонны подавали в сосуд для декантирования дистиллята. После разделения с помощью фазоразделителя поток водного слоя (т.е. поток 3) подавали в дегидратационную колонну для дистиллята из азеотропной колонны для дегидратации. После дегидратации поток 5 из нижней части колонны подавали на 60-ю теоретическую тарелку колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля. Колонна для удаления легких компонентов из пропиленгликоля включала в целом 90 теоретических тарелок, при этом ее флегмовое число составляет 80:1, и рабочее давление составляет 10 кПа (абсолютное давление). Неочищенный пропиленгликоль (поток 6) выделяли из 50-й теоретической тарелки колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля и подавали в колонну для очистки пропиленгликоля. Колонна для очистки пропиленгликоля включала в целом 90 теоретических тарелок, при этом ее флегмовое число составляет 10:1, и рабочее давление составляет 10 кПа (абсолютное давление). Продукт, содержащий пропиленгликоль, выделяли из 10-й теоретической тарелки колонны для очистки пропиленгликоля. Посредством анализа с помощью способа согласно национальным стандартам США GB29216-2012 и ASTM Е202 установили, что чистота очищенного пропиленгликоля в процентах по весу составляла 99,55%, и общий выход пропиленгликоля после ректификации составлял 88,3% соответственно.
Пример 4
В соответствии со структурной схемой, проиллюстрированной на фиг. 1, подаваемая полиоловая смесь представляла собой материал, полученный после дегидратации и удаления легких компонентов смеси продуктов, полученных из сырья в виде биомассы в примере 1.
Подаваемую полиоловую смесь и свежий азеотропный растворитель, представляющий собой 4-гептанон, смешивали и подавали на 45-ю теоретическую тарелку азеотропной колонки. Весовое соотношение азеотропного растворителя (в том числе свежего азеотропного растворителя и рециркулируемого азеотропного растворителя в виде потока 2 и потока 11) и пропиленгликоля в подаваемой полиоловой смеси составляло 12,5:1. Всего в азеотропной колонне было 90 теоретических тарелок. Рециркулируемый азеотропный растворитель в виде потока 2 из верхней части колонны и рециркулируемый азеотропный растворитель в виде потока 11 из нижней части колонны подавали в азеотропную колонну от 40-й теоретической тарелки азеотропной колонны соответственно. Рабочее давление азеотропной колонны составляло 70 кПа (абсолютное давление), и флегмовое число составляло 2,5:1. Поток 1 из верхней части колонны, отделенный с помощью азеотропной колонны, состоял из азеотропного растворителя, 1,2-пропиленгликоля, этиленгликоля, 1,2-бутандиола, 2,3-бутандиола, 1,2-пентандиола, 1,2-гександиола, пропиленкарбоната и других легких компонентов, доля которых в процентах по весу соответственно составляла 89,98%, 7,30%, 2,17%, 0,14%, 0,35%, 0%, 0%, 0%, 0,06%.
Поток 8 с помощью испарителя разделяли с получением потока 9, состоящего из тяжелых компонентов, характеризующихся высокой точкой кипения.
Поток 10 и поток 13 из верхней части дегидратационной колонны для продуктов из нижней части азеотропной колонны подавали в нижнюю часть сосуда для декантирования. Отделенный слой азеотропного растворителя (т.е. поток 11), который представлял собой рециркулируемый азеотропный растворитель, рециркулировали в азеотропную колонну; водный слой (т.е. поток 12), который представлял собой смесь спирта и воды, подавали в дегидратационную колонну для продуктов из нижней части азеотропной колонны для дегидратации, и воду (т.е. поток 13) рециркулировали в нижнюю часть сосуда для декантирования.
Поток 1 из верхней части азеотропной колонны вместе с потоком 4 из верхней части дегидратационной колонны для дистиллята из азеотропной колонны подавали в сосуд для декантирования дистиллята. После разделения с помощью фазоразделителя поток водного слоя (т.е. поток 3) подавали в дегидратационную колонну для дистиллята из азеотропной колонны для дегидратации. После дегидратации поток 5 из нижней части колонны подавали на 60-ю теоретическую тарелку колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля. Колонна для удаления легких компонентов из пропиленгликоля включала в целом 90 теоретических тарелок, при этом ее флегмовое число составляет 80:1, и рабочее давление составляет 10 кПа (абсолютное давление). Неочищенный пропиленгликоль (поток 6) выделяли из 50-й теоретической тарелки колонны для удаления легких компонентов из пропиленгликоля и подавали в колонну для очистки пропиленгликоля. Колонна для очистки пропиленгликоля включала в целом 90 теоретических тарелок, при этом ее флегмовое число составляет 20:1, и рабочее давление составляет 10 кПа (абсолютное давление). Продукт, содержащий пропиленгликоль, выделяли из 10-й теоретической тарелки колонны для очистки пропиленгликоля. Посредством анализа с помощью способа согласно национальным стандартам США GB29216-2012 и ASTM Е202 установили, что чистота очищенного пропиленгликоля в процентах по весу составляла 99,58%, и общий выход пропиленгликоля после ректификации составлял 85,1% соответственно.
Сравнительный пример 1
Материал, полученный после дегидратации и удаления легких компонентов смеси продуктов, полученных из сырья в виде биомассы в примере 1, применяли как сырье в виде полиоловой смеси. Разделение проводили традиционным способом ректификации, проиллюстрированном на фиг. 2. Поскольку в традиционном способе ректификации не добавляли азеотропный растворитель, а также не требовалась секция азеотропии или экстракции, не было необходимости в азеотропной колонне, сосуде для декантирования дистиллята, нижней части сосуда для декантирования, дегидратационной колонне для дистиллята из азеотропной колонны, дегидратационной колонне для продуктов из нижней части азеотропной колонны и испарителе. По сравнению с примером 1 общее количество теоретических тарелок и условия эксплуатации в колонне для удаления легких компонентов из пропиленгликоля и в колонне для очистки пропиленгликоля в двух способах были одинаковыми. Продукт, содержащий пропиленгликоль, состоял из 1,2-пропиленгликоля, этиленгликоля, 1,2-бутандиола, 2,3-бутандиола, 1,2-пентандиола, 1,2-гександиола, пропиленкарбоната и других легких и тяжелых компонентов, доля которых в процентах по весу составляла 97,86%, 0,192%, 0,23%, 0%, 0,01%, 0,01%, 0,01%, 1,688% соответственно. Общий выход пропиленгликоля с низким уровнем чистоты после ректификации составлял 29,0%.
Экспериментальные результаты демонстрируют, что традиционная ректификация без применения азеотропного растворителя не способна эффективно отделять 1,2-бутандиол, 1,2-пентандиол, 1,2-гександиол, пропиленкарбонат и другие легкие и тяжелые компоненты в пропиленгликоле. Требуется повышение высоты колонны, флегмового числа и потребления энергии для того, чтобы достичь чистоты 99,5%. С помощью способа по настоящему изобретению можно эффективно повысить чистоту указанного пропиленгликоля до 99,50% или больше в условиях высокого выхода пропиленгликоля.

Claims (35)

1. Способ очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья, включающий:
(i) смешивание одного или более азеотропных растворителей с пропиленгликолем, полученным из биологического сырья, с получением загрузки, содержащей азеотроп пропиленгликоля;
(ii) проведение кипения загрузки, содержащей азеотроп пропиленгликоля, с обратным потоком в азеотропной или ректификационной колонне при давлении от 1 до 101 кПа абс.;
(iii) получение экстрагированного материала из верхней части азеотропной или ректификационной колонны;
(iv) добавление воды в экстрагированный материал для растворения пропиленгликоля, содержащегося в азеотропе;
(v) отделение не растворимого в воде азеотропного растворителя от водного раствора пропиленгликоля;
(vi) получение пропиленгликоля в результате дегидратации и очистки полученного водного раствора пропиленгликоля;
в котором один или более азеотропных растворителей выбирают из олеофильных С520-спиртовых соединений и олеофильных С420-кетоновых соединений, при этом указанные один или более азеотропные растворители не включают 1-октанол или 1-деканол.
2. Способ по п.1, в котором олеофильные С520-спиртовые соединения представляют собой олеофильные С615-спиртовые соединения.
3. Способ по п.1, в котором олеофильные С520-спиртовые соединения представляют собой гептанол и нонанол.
4. Способ по п.1, в котором олеофильные С420-кетоновые соединения представляют собой олеофильные С515-кетоновые соединения.
5. Способ по п.1, в котором пропиленгликоль, полученный из биологического сырья, относится к пропиленгликолю, полученному из биомассы.
6. Способ по п.1, в котором пропиленгликоль, полученный из биологического сырья, содержит пропиленгликоль, бутандиол, пентандиол, гександиол и необязательно пропиленкарбонат.
7. Способ по п.1, в котором пропиленгликоль, полученный из биологического сырья, содержит 0-95 вес.% этиленгликоля и/или 0-50 вес.% 2,3-бутандиола.
8. Способ по п.4, в котором олеофильные С420-кетоновые соединения выбирают из гептанона, 4-гептанона, диизобутилкетона, изофорона, нонанона, 2-нонанона.
9. Способ по п.5, в котором биомасса включает пригодную к употреблению в пищу первичную биомассу.
10. Способ по п.9, в котором пригодная к употреблению в пищу первичная биомасса включает кукурузу.
11. Способ по п.9, в котором пригодная к употреблению в пищу первичная биомасса включает сахарный тростник.
12. Способ по п.9, в котором пригодная к употреблению в пищу первичная биомасса включает непищевую вторичную биомассу из отходов сельского и/или лесного хозяйства.
13. Способ по п.12, в котором непищевая вторичная биомасса из отходов сельского и/или лесного хозяйства включает солому.
14. Способ по п.12, в котором непищевая вторичная биомасса из отходов сельского и/или лесного хозяйства включает древесину.
15. Способ по п.12, в котором непищевая вторичная биомасса из отходов сельского и/или лесного хозяйства включает багассу.
16. Способ по п.6, в котором пропиленгликоль, полученный из биологического сырья, содержит:
от 5 до 99 вес.% пропиленгликоля;
от 0 до 50 вес.% бутандиола, за исключением граничной точки, соответствующей 0;
от 0 до 10 вес.% пентандиола, за исключением граничной точки, соответствующей 0;
от 0 до 10 вес.% гександиола, за исключением граничной точки, соответствующей 0, и
от 0 до 10 вес.% пропиленкарбоната.
17. Способ по п.6, в котором пропиленгликоль, полученный из биологического сырья, содержит:
от 10 до 95 вес.% пропиленгликоля;
от 0 до 30 вес.% бутандиола, за исключением граничной точки, соответствующей 0;
от 0 до 1 вес.% пентандиола, за исключением граничной точки, соответствующей 0;
от 0 до 1 вес.% гександиола, за исключением граничной точки, соответствующей 0, и
от 0 до 1 вес.% пропиленкарбоната.
18. Способ по п.1, в котором олеофильные С520-спиртовые соединения представляют собой н-гептанол, 2-гептанол, изооктанол, втор-октанол, н-нонанол, изононанол и изодеканол.
RU2021110483A 2018-09-29 2019-09-19 Способ очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья RU2816490C9 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811151458.1 2018-09-29

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2024106237A Division RU2024106237A (ru) 2018-09-29 2019-09-19 Способ очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2021110483A RU2021110483A (ru) 2022-10-31
RU2816490C2 RU2816490C2 (ru) 2024-04-01
RU2816490C9 true RU2816490C9 (ru) 2024-04-27

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2323668A1 (fr) * 1975-09-12 1977-04-08 Halcon International Inc Procede d'extraction d'alkylene-glycols
RU2004532C1 (ru) * 1991-08-13 1993-12-15 Нижнекамское производственное объединение "Нижнекамскнефтехим" Способ выделени гликолей из сточных вод совместного производства стирола и окиси пропилена
US5423955A (en) * 1994-07-05 1995-06-13 Lloyd Berg Separation of propylene glycol from 1,2-butanediol by azeotropic
CN103772146A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 中国石油化工股份有限公司 分离乙二醇和1,2-丁二醇的方法
US20170362150A1 (en) * 2014-12-18 2017-12-21 Shell Oil Company Process for the separation of glycols

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2323668A1 (fr) * 1975-09-12 1977-04-08 Halcon International Inc Procede d'extraction d'alkylene-glycols
RU2004532C1 (ru) * 1991-08-13 1993-12-15 Нижнекамское производственное объединение "Нижнекамскнефтехим" Способ выделени гликолей из сточных вод совместного производства стирола и окиси пропилена
US5423955A (en) * 1994-07-05 1995-06-13 Lloyd Berg Separation of propylene glycol from 1,2-butanediol by azeotropic
CN103772146A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 中国石油化工股份有限公司 分离乙二醇和1,2-丁二醇的方法
US20170362150A1 (en) * 2014-12-18 2017-12-21 Shell Oil Company Process for the separation of glycols

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3848346A1 (en) Method for refining non-petroleum-based ethylene glycol
RU2594159C2 (ru) Способ разделения этиленгликоля и 1,2-бутандиола
US20230150904A1 (en) Method for Refining Bio-Based Propylene Glycol
US3370082A (en) Purification of adipodinitrile
RU2816490C9 (ru) Способ очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья
RU2816490C2 (ru) Способ очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья
US2235056A (en) Process for the recovery of glycerol from still residues from fermentation processes
RU2818912C2 (ru) Способ очистки этиленгликоля не нефтяного происхождения
RU2818912C9 (ru) Способ очистки этиленгликоля не нефтяного происхождения
RU2618273C1 (ru) Способ выделения циклогексанона из реакционной смеси вода - ацетонитрил - циклогексен - циклогексанон
JPS5976026A (ja) 塩化メチレンとn−ヘキサンの分離精製法
CN106543196A (zh) 一种从芝麻油中提取芝麻素的方法
BR112021005940B1 (pt) Processo para refinar propilenoglicol de base biológica
BR122023018091B1 (pt) Processo para refinar propilenoglicol de base biológica
US2558543A (en) Tall oil separation process
RU2676037C1 (ru) Способ разделения смеси циклогексен-вода-циклогексанон-дмсо
RU2072983C1 (ru) Способ очистки анилина
SU1616888A1 (ru) Способ разделени смеси винилбутиловый эфир-бутанол азеотропной ректификацией
RU2464035C1 (ru) Способ получения борнеола из отходов экстрактивных веществ древесной зелени пихты
RU2433989C1 (ru) Способ выделения вторичных жирных спиртов c11-c15, полученных при окислении парафинов
SU401660A1 (ru) Способ выделения формальдегида
RU2024106237A (ru) Способ очистки пропиленгликоля, полученного из биологического сырья
JPH0770079A (ja) 1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを回収する方法
PL55640B1 (ru)