[發(fā)明專利]由玉米生產(chǎn)的多元醇水溶液的膜蒸餾脫水方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710058024.2
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN101121639A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李憑力;曹明利;張學(xué)崗;常賀英;解利昕;王世昌
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C07C31/18
• 分類號: C07C31/18;C07C29/78;B01D61/36
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 趙敬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種由玉米生產(chǎn)的多元醇水溶液脫水的方法，屬于真空膜蒸餾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

乙二醇和丙二醇(包括1，2-丙二醇和1，3-丙二醇)等低碳多元醇是重要的能源液體燃料，也是一類非常重要的聚酯合成原料，如用于制造聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等聚酯纖維。2005年我國乙二醇的進(jìn)口依存度高達(dá)78.6％，創(chuàng)近年來進(jìn)口歷史最高紀(jì)錄。國內(nèi)丙二醇的生產(chǎn)規(guī)模很小，產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口。因此，研究和開發(fā)乙二醇、丙二醇合成新路線和新方法具有重要的意義。從生物質(zhì)原料等非石油資源路線出發(fā)合成乙二醇和丙二醇等多元醇類產(chǎn)品，是一條最具有競爭力的原料路線。生物質(zhì)資源的原料來源豐富，價格低廉，通過光合作用可以實現(xiàn)循環(huán)和再生，采用生物質(zhì)資源等非石油路線的方法合成低碳多元醇類，建立新的技術(shù)路線和工業(yè)示范裝置，是環(huán)境友好過程；對于提升生物質(zhì)的資源的價值、緩解石油資源緊張狀況、開發(fā)可循環(huán)和再生的能源化學(xué)品和新材料單體合成技術(shù)，具有極為重要的戰(zhàn)略意義。

玉米經(jīng)生物發(fā)酵，然后在一定條件下加氫催化裂解得到多元醇混合溶液。分析多元醇混合液組成，多元醇中水的初始含量高達(dá)80％左右，多元醇僅占到15％，堿及有機(jī)鹽高達(dá)5％，現(xiàn)行的方法是按普通蒸餾和精餾的方式提純多元醇，先脫水，再脫鹽，然后再對多元醇混合物進(jìn)行分離提純。以普通蒸餾和精餾法對多元醇混合溶液進(jìn)行脫水處理存在著一次性設(shè)備投資大，操作費用高，操作不穩(wěn)定等問題。這是由于水比多元醇沸點低，必須先消耗大量蒸汽把水從多元醇中蒸發(fā)出來；盡管采用了多效蒸餾的方式，能耗仍然很高；為達(dá)到多效蒸發(fā)的效果，脫水單元各塔操作壓力遞減，導(dǎo)致真空操作的塔頂有大量低壓水蒸氣產(chǎn)生，造成冷卻設(shè)備和操作費用龐大，而且對塔的真空維持帶來極大的困難；由于多效操作限定在一定的壓力范圍內(nèi)，導(dǎo)致相鄰兩塔的操作壓差及溫差很小，同時由于介質(zhì)中鹽的存在導(dǎo)致相鄰兩塔溫差進(jìn)一步減小，換熱設(shè)備投資巨大；因塔序列長，后效塔難以控制，容易導(dǎo)致后效塔塔頂出水中帶走大量的多元醇，造成環(huán)境污染及產(chǎn)品損失；后效真空塔無論采用板式塔還是填料塔都處于氣速過高，液量過小的極限操作狀態(tài)，容易夾帶多元醇，造成環(huán)境污染及產(chǎn)品損失，所以迫切需要開發(fā)出一項有效節(jié)能的脫水技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種由玉米生產(chǎn)的多元醇水溶液的膜蒸餾脫水方法，該方法能耗低，多元醇損失率低。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的：一種采用膜蒸餾裝置脫除玉米生產(chǎn)多元醇水溶液中水的方法，所述膜蒸餾裝置包括多元醇水溶液泵，管式膜組件，真空泵及冷凝系統(tǒng)，其中管式膜組件的管內(nèi)裝填疏水性的聚丙烯中空纖維膜，中空纖維膜的內(nèi)徑為800μm，外徑為1000μm，膜孔平均半徑為0.095μm，孔隙率45.4％。其特征在于包括以下過程：將初始組分及其質(zhì)量含量為：1，2丙二醇6.08％，乙二醇4.21％，丙三醇3.27％，丁二醇1.16％，山梨醇2.8％，其余為水的多元醇水溶液，加熱到溫度61℃-65℃，用泵加入到管式膜組件，以32L/h的流速流經(jīng)中空纖維膜內(nèi)，在膜外側(cè)形成0.085MPa-0.089MPa的真空環(huán)境，從而在膜兩側(cè)形成傳遞蒸汽壓差，膜內(nèi)側(cè)熱溶液中的水蒸汽在蒸汽壓差的作用下透過膜孔進(jìn)入中空纖維膜外側(cè)，再經(jīng)膜組件外側(cè)的冷凝系統(tǒng)冷凝成水，收集到集液瓶中，從而達(dá)到由玉米生產(chǎn)的多元醇水溶液的脫水濃縮目的。

本發(fā)明的優(yōu)點在于可以在低溫下實現(xiàn)由玉米生產(chǎn)的多元醇水溶液脫水分離，現(xiàn)行的方法需要消耗大量的蒸汽把水從多元醇反應(yīng)液中蒸餾出來，能耗很高，本發(fā)明的膜蒸餾脫水方法不需把多元醇水溶液加熱到沸騰，操作溫度在65℃以下，大大節(jié)省了脫水能耗，同時在濃縮過程中蒸發(fā)的只是水蒸汽，夾帶的多元醇極少，減小了脫水過程中多元醇的損失。此發(fā)明在多元醇水溶液濃縮方面具有很大的應(yīng)用前景，尤其是在溶液濃度低，傳統(tǒng)蒸餾方法能耗高并且工廠有廢熱可以利用的情況下具有明顯優(yōu)勢。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的工藝過程流程示意圖。

圖中：1為多元醇水溶液泵，2為恒溫槽，3為管式膜組件，4為冷凝系統(tǒng)，5為接收瓶，6為真空泵。

具體實施方式

實施例一