用于分离乙二醇和1,2-丁二醇的精馏方法
【专利摘要】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，主要解决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。本发明通过采用以下步骤：含乙二醇和1,2-丁二醇的原料进入分壁精馏塔分壁段进料侧（I），其中的乙二醇与从分相器加入的新鲜共沸剂形成共沸物，从塔顶蒸出，经冷凝分相后的上层富共沸剂相返回分壁精馏塔公共精馏段（III）继续参与共沸，下层富乙二醇相与原料混合后返回分壁段进料侧（I）继续精制，经分离，在分壁段进料侧底部得到乙二醇，在分壁段另一侧（II）底部得到1,2-丁二醇的技术方案较好地解决了上述技术问题，可用于分离乙二醇和1,2-丁二醇的工业生产中。
【专利说明】用于分离乙二醇和1,2- 丁二醇的精馏方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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1?的缺点。
[0010] 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%。
[0011] 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】
[0012] 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。
[0013] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于分离乙二醇和 1，2-丁二醇的精馏方法，包括以下步骤：含乙二醇和1，2-丁二醇的原料进入分壁精馏塔分 壁段进料侧（I)，其中的乙二醇与从分相器加入的新鲜共沸剂形成共沸物，从塔顶蒸出，经 冷凝分相后的上层富共沸剂相返回分壁精馏塔公共精馏段（III)继续参与共沸，下层富乙 二醇相与原料混合后返回分壁段进料侧（I)继续精制，经分离，在分壁段进料侧（I)底部得 到乙二醇，在分壁段另一侧（II)底部得到1，2-丁二醇。
[0014] 上述技术方案中，分壁精馏塔包括分壁段进料侧（I)、分壁段另一侧（II)和公共 精馏段（III)，分壁段的隔板沿塔轴向垂直安装或不沿塔轴向垂直安装；分壁精馏塔共有 30?60块理论板，分壁段有20?50块理论板，公共精馏段有10?30块理论板；含乙二 醇和1，2-丁二醇的原料从分壁段进料侧（I)的上部进入，进料口位于从分隔板顶部向下数 的第1~15块理论板；新鲜共沸剂从分相器加入，再进入分壁精馏塔参与共沸，进料口位于 公共精馏段的上部，从上往下数的第1~1〇块理论板；共沸剂与乙二醇形成共沸物后，从分 壁精馏塔的塔顶蒸出，经塔顶冷凝器冷却后进入分相器，分层后的上层富共沸剂相返回分 壁精馏塔公共精馏段继续参与共沸，下层富乙二醇相与原料混合后返回分壁段进料侧继续 精制；分壁精馏塔的操作压力以绝压计为50?101. 3KPa ;塔顶以重量计的回流比为10? 40 ;公共精馏段的液相进入分壁段进料侧（I)和分壁段另一侧（II)的液相重量比为0. 33? 3 ;塔内的分离元件是塔板、填料或塔板和填料的组合；共沸剂与原料中乙二醇的摩尔比 0. 1~10:1，共沸剂的结构式为： 式中：R1为H原子或含1?2个碳
【权利要求】
1. 一种用于分离乙二醇和1，2-丁二醇的精馏方法，包括以下步骤：含乙二醇和 1，2-丁二醇的原料进入分壁精馏塔分壁段进料侧（I )，其中的乙二醇与从分相器加入的新 鲜共沸剂形成共沸物，从塔顶蒸出，经冷凝分相后的上层富共沸剂相返回分壁精馏塔公共 精馏段（III)继续参与共沸，下层富乙二醇相与原料混合后返回分壁段进料侧（I)继续精 制，经分离，在分壁段进料侧（I)底部得到乙二醇，在分壁段另一侧（II)底部得到1，2- 丁二 醇。
2. 根据权利要求1所述的用于分离乙二醇和1，2-丁二醇的精馏方法，其特征在于分壁 精馏塔包括分壁段进料侧（I)、分壁段另一侧（II)和公共精馏段（III)，分壁段的隔板沿塔 轴向垂直安装或不沿塔轴向垂直安装。
3. 根据权利要求1所述的用于分离乙二醇和1，2-丁二醇的精馏方法，其特征在于分壁 精馏塔共有30?60块理论板，分壁段有20?50块理论板，公共精馏段有10?30块理论 板。
4. 根据权利要求1所述的用于分离乙二醇和1，2-丁二醇的精馏方法，其特征在于原料 从分壁段进料侧（I)的上部进入，进料口位于从分隔板顶部向下数的第1~15块理论板。
5. 根据权利要求1所述的用于分离乙二醇和1，2- 丁二醇的精馏方法，其特征在于共 沸物分层后的上层富共沸剂相从公共精馏段（III)的上部进入，进料口位于公共精馏段 (III)从上往下数的第广10块理论板。
6. 根据权利要求1所述的用于分离乙二醇和1，2-丁二醇的精馏方法，其特征在于分壁 精馏塔的操作压力以绝压计为50?101. 3KPa。
7. 根据权利要求1所述的用于分离乙二醇和1，2-丁二醇的精馏方法，其特征在于分壁 精馏塔塔顶以重量计的回流比为10?40。
8. 根据权利要求1所述的用于分离乙二醇和1，2-丁二醇的精馏方法，其特征在于分壁 精馏塔公共精馏段（III)的液相进入分壁段进料侧（I)和分壁段另一侧（II)的液相重量比 为0? 33?3。
9. 根据权利要求1所述的用于分离乙二醇和1，2-丁二醇的精馏方法，其特征在于塔内 的分离元件是塔板、填料或塔板和填料的组合。
【文档编号】C07C29/82GK104447200SQ201310435206
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】郭艳姿 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院