生物质基制乙二醇液相产物的反应精馏分离新工艺及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于化工精馏分离领域，涉及一种生物质基制乙二醇液相产物的分离工艺及装置。
【背景技术】
[0002]乙二醇作为一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等，此外，乙二醇还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业，用作过硼酸铵的溶剂和介质，用于生产特种溶剂乙二醇醚等，用途十分广泛。而且有研究指出，乙二醇在未来液体燃料电池领域有很大的发展潜力。我国是乙二醇的消费大国，国内的乙二醇的产量远远不能满足自身需求，2014年，我国乙二醇产量为350万吨，而表观消费量达1225万吨，因此，我国的乙二醇产业具有良好的发展前景。
[0003]目前，国内乙二醇基本通过石化线路和煤制乙二醇线路获得，但是石油和煤是不可再生资源，作为可持续的工艺线路，生物质法制备乙二醇备受研究关注。生物基质催化制乙二醇是生物质利用的一种方式，该方法获得的产品流股不仅含有大量的水(约70w%)，而且含有丙二醇、I，2-丁二醇、2,3-丁二醇等多种二醇产品。除乙二醇外，其他二醇产品同样是重要的有机化工原料，具有很好的经济价值。但是乙二醇、丙二醇、丁二醇性质相近，沸点高，要从水溶液中获得二醇产品，势必能耗较大，而且乙二醇和I，2_丁二醇能形成最低温度共沸物，普通精馏方式无法实现他们的分离。因此，一种能同时回收多种二醇，而且能耗较低的方法意义重大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种生物质基制乙二醇液相产物的分离工艺及装置，应用该工艺可以降低分离过程的能耗，获得聚合级高纯乙二醇，提高乙二醇的回收率，同时还可以获得丙二醇和丁二醇产品。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种生物质基制乙二醇液相产物的分离工艺，步骤如下:
[0007]⑴包括生物质基制乙二醇液相产物蒸发脱水的步骤；
[0008]⑵包括生物质基制乙二醇液相产物脱除轻组分的步骤，轻组分包括2，3丁二醇、I，2-丙二醇等;余液含乙二醇、I，2-丙二醇和I，2-丁二醇等二醇组分；
[0009]⑶将余液脱除重组分，塔顶采出液为乙二醇、I，2_丙二醇和I，2_丁二醇的混合液；
[0010]⑷包括分别对塔顶采出也进行分离精制的步骤；
[0011](5)采用加入反应剂醛/酮的方式对乙二醇、I，2_丙二醇和I，2_丁二醇进行缩醛/缩酮反应，转换为沸点差异更大的乙二醇缩醛/缩酮产物、I，2_丙二醇缩醛/缩酮产物和I，2_丁二醇缩醛/缩酮进行分离;所述反应剂醛/酮为含1-8个碳原子的醛的一种，或者含3-8个碳原子的酮的一种；
[0012](6)乙二醇缩醛/缩酮产物、丙二醇缩醛/缩酮产物和丁二醇缩醛/缩酮进行分离进行逆反应，分别精制乙二醇、I，2-丙二醇和I，2-丁二醇。
[0013]一种生物质基制乙二醇液相产物的分离工艺，依次包含以下步骤:
[0014]⑴生物质基制乙二醇液相产物(SOl)经过蒸发脱除水后的流股(S04)作为2，3_丁二醇脱除塔(T21)的进料；
[0015]⑵2，3-丁二醇脱除塔(了21)脱除轻组分(505);
[0016]⑶上述脱除轻组分后的流股(S06)进入1，2_丙二醇分离塔(T22)，塔顶采出1，2_丙二醇产品(S07)，塔釜采出含1,2-丙二醇、1,2-丁二醇的乙二醇流股(S08)；
[0017]⑷塔釜采出流股(S08)经过脱重塔(T23)脱除重组分后，塔顶获得乙二醇、I，2_丙二醇、1，2_ 丁二醇的混合二醇流股(S09);
[0018](5)塔顶混合物二醇流股(S09)与反应剂醛/酮(Sll)—起进入缩醛/酮反应精馏塔(T31)，塔下段设置反应段，塔顶采出产物流股(S12);
[0019](6)塔顶采出物流(S12)经过醛/酮回收塔(T32)，塔顶分离出未反应的醛或者酮(S13)循环至缩醛/酮反应精馏塔使用，塔釜采出流股(S14);
[0020](7)塔釜采出流股物流(S14)依次经过乙二醇缩醛/酮产物分离塔(T33)，丁二醇缩醛酮产物分离塔(T34)，获得乙二醇缩醛/酮产物与水的共沸物(S15)、l，2-丙二醇缩醛/酮产物与水的混合流股(S17)、l，2-丁二醇缩醛/酮产物与水的混合流股(S18);
[0021](8)乙二醇缩醛/酮产物与水的共沸物(S15)在乙二醇缩醛/酮产物水解塔(T41)中水解，塔中段设置反应段，塔顶获得醛/酮，塔釜采出含水的乙二醇流股(S21)经过乙二醇精制塔(T42)脱除轻组分后塔釜获得乙二醇产品(S23);
[0022](9)1，2_丙二醇缩醛/酮产物与水的混合流股(S17)在I，2_丙二醇缩醛/酮产物水解塔(T51)中水解，塔中段设置反应段，塔顶获得醛/酮，塔釜采出含水的I，2_丙二醇流股(S26)经过I，2-丙二醇精制塔(T52)脱除轻组分后塔釜获得I，2-丙二醇产品S28;
[0023](10)1，2_丁二醇缩醛/酮产物与水的混合流股(S18)在I，2_丁二醇缩醛/酮产物水解塔(T61)中水解，塔中段设置反应段，塔顶获得醛/酮，塔釜采出含水的I，2_丁二醇流股(S30)经过丁二醇精制塔T62脱除轻组分后塔釜获得1，2_ 丁二醇产品(S33)。
[0024]而且，所述反应剂为含1-8个碳原子的醛的一种，或者是3-8个碳原子的酮的一种。
[0025]而且，所述反应剂为乙醛或丙酮。
[0026]而且，所述步骤(6)中未反应的醛/酮的回收合并到乙二醇缩醛/酮产物水解塔(T41)中。
[0027]而且，所述I，2_丁二醇的缩醛/酮产物不做水解，通过塔顶带倾析器的丁二醇缩醛/酮产物精制塔分离，塔釜获得I，2-丁二醇缩醛/酮产物产品。
[0028]而且，步骤中的操作条件如下:2，3-丁二醇脱除塔操作压力为l_50KPa，回流比R=
1-200 ； I，2-丙二醇分离塔的操作压力为l-50KPa(a)，R = 0.5-50 ；脱重塔操作压力为1_50即&(&)，1? = 0.1-20;缩醛/酮反应精馏塔操作压力0.01-3&丨111(&)，1? = 0.01-20，催化剂使用固体酸性或碱性催化剂的一种或者混合，醛或者酮的进料量跟二醇进料总量的摩尔比为
1-10;醛/酮回收塔操作压力为0.l-5atm(a)，R = 0.01-10;乙二醇缩醛/酮产物分离塔操作压力为0.05-10&丨111(&)，1? = 0.01-20;丁二醇缩醛/酮产物分离塔操作压力为0.05-10&七111(a),R = 0.01-20；乙二醇缩醛/酮产物水解塔、I，2-丙二醇缩醛/酮产物水解塔和I，2-丁二醇缩醛/酮产物水解塔操作压力0.1-5atm(a)，R = 0.01-20，控制进入塔中的水的摩尔量与进入塔中缩醛/酮产物的摩尔量配比为1-10;乙二醇精制塔、1,2-丙二醇精制塔和1,2-丁二醇精制塔操作压力5-150即&(&)，!? = 0.01-20。1，2-丁二醇缩醛/酮产物精制塔171操作压力
0.05-5atm(a)，塔釜控制缩醛/酮产品的纯度，塔顶倾析器操作温度20-150°C。
[0029]一种生物质基制乙二醇液相产物分离装置，包括蒸发器、2，3-丁二醇脱除塔(T21)、l，2-丙二醇分离塔(T22)、脱重塔(T23)、缩醛/酮反应精馏塔(T31)、醛/酮回收塔(Τ32)、乙二醇缩醛/酮产物分离塔(Τ33)、丁二醇缩醛/酮产物分离塔(Τ34)、乙二醇缩醛/酮产物水解塔(Τ41)、乙二醇精制塔(T42)、l，2-丙二醇缩醛/酮产物水解塔(T51)、l，2-丙二醇精制塔(T52)、l，2-丁二醇缩醛/酮产物水解塔(T61)、l，2-丁二醇精制塔(Τ62)以及栗、管线等附属设备;生物质基乙二醇液相产物从蒸发器Tll进入蒸发器，蒸发产品出口连接至2，3_丁二醇脱除塔(Τ21);2，3-丁二醇脱除塔(Τ21)塔釜液相出口与1，2_丙二醇分离塔(Τ22)的进料口相连;I，2-丙二醇分离塔(Τ22)塔顶液相采出I，2-丙二醇产品，塔釜液相出口与脱重塔(Τ23)的进料口相连;脱重塔(Τ23)塔釜脱除重组分，塔顶乙二醇、I，2-丙二醇、I，2-丁二醇混合流股出口与缩醛/酮反应精馏塔(Τ31)的进料口相连接;缩醛/酮反应精馏塔(Τ31)下段设置反应段，塔顶液相出口与醛/酮回收塔(Τ32)的进料口相连接;醛/酮回收塔(Τ32)塔顶分离获得未反应的醛/酮，循环至缩醛/酮反应精馏塔(Τ31)的反应剂入口，塔釜液相出口与乙二醇缩醛/酮产物分离塔(Τ33)的进料口相连接；乙二醇缩醛/酮产物分离塔(Τ33)塔顶液相出口与乙二醇缩醛/酮产物水解塔(Τ41)的缩醛/酮产物进料口相连接，塔釜液相出口与丁二醇缩醛/酮产物分离塔(Τ34)的进料口相连接;丁二醇缩醛/酮产物分离塔(Τ34)塔顶液相出口与I，2-丙二醇缩醛/酮产物水解塔(Τ51)的缩醛/酮产物进料口相连接，塔釜液相出口与I，2-丁二醇缩醛/酮产物水解塔(Τ61)的缩醛/酮产物进料口相连接；乙二醇缩醛/酮产物水解塔(Τ41)中段设置反应，塔顶获得水解产物醛/酮，循环至缩醛/酮反应精馏塔使用，塔釜液相出口与乙二醇精制塔(Τ42)的进料口相连接；乙二醇精制塔(Τ42)塔顶脱除水等杂质，塔釜获得产品乙二醇；I，2_丙二醇缩醛/酮产物水解塔(Τ51)中段设置反应，塔顶获得水解产物醛/酮，循环至缩醛/酮反应精馏塔使用，塔釜液相出口与I，2_丙二醇精制塔(Τ52)的进料口相连接；I，2-丙二醇精制塔(Τ52)塔顶脱除水等杂质，塔釜获得产品I，2-丙二醇；I，2-丁二醇缩醛/酮产物水解塔(Τ61)中段设置反应，塔顶获得水解