[發明專利]一種基于靜態熔融結晶裝置提純煤制乙二醇的方法

在審

• 申請號: 201911008766.3
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110759813A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 董晉湘;王鐵鋒;李旭
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C07C31/20
• 分類號: C07C31/20;C07C29/78;B01D9/00
• 代理公司: 14101 太原市科瑞達專利代理有限公司
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種基于靜態熔融結晶裝置提純煤制乙二醇的方法，利用物系中各組分的熔點差異，采用化學結晶提純技術來分離提純煤制乙二醇。靜態熔融結晶裝置主要包括熔融結晶器，低溫恒溫循壞器，真空油泵。本發明采用管式靜態熔融結晶，利用低溫恒溫循環器在外管循環控溫，向內管傳熱，通過逐步降溫使晶體自內管生長；結晶到達終點時，使用真空油泵在結晶管底部的排液口抽排母液；進一步采取升溫發汗操作，逐步升溫使含有雜質的汗液排出；從而使得煤制乙二醇中的1,2?丁二醇和1,2?丙二醇得以分離。本發明通過調節溫度參數和多級熔融結晶分離實現兩組份二元醇混合物系的分離提純，可以得到高純度的乙二醇產品，利于大規模推廣。

技術領域

本發明涉及一種基于靜態熔融結晶裝置提純煤制乙二醇的方法，具體地說是一種利用組分間的熔點差異進行熔融結晶后再發汗的化學結晶提純方法，屬于化學分離技術領域。

背景技術

乙二醇作為大宗化工產品，在化工領域中占有重要地位。在防凍液、增塑劑、炸藥以及合成下游精細化學品方面均有廣泛應用，尤其是在聚酯行業，優級乙二醇作為主要原料，不可或缺，這也是乙二醇最重要的利用方向。近些年，隨聚酯行業的強勁需求，乙二醇需求量不斷增長，雖然中國的乙二醇產能在不斷擴大，但仍不能滿足市場需求。據中國海關總署統計，2018年中國乙二醇進口量為980萬噸，自給率仍維持在50%左右。

國外乙二醇的生產主要集中在中東和北美地區，多采用石油/天然氣路線，從全球來看，該路線占比超過90%，由乙烯先合成環氧乙烷，再合成乙二醇。生產技術成熟，雜質含量較少，生產的乙二醇質量滿足國家標準和聚酯行業要求。目前中國采用石油路線生產乙二醇占比約57%。受中國能源布局限制，中國的煤資源相對豐富，國家政策也更傾向于煤資源的開發和利用，近幾年大力支持煤制乙二醇的發展，主要為合成氣催化偶聯制草酸酯，再經加氫制乙二醇。此路線存在一定缺點，生產的乙二醇體系雜質種類復雜多樣，對后續分離提純提出更高的要求。

雜質體系中除含有大量甲醇、乙醇、水等低沸點物質外，還含有1,2-丁二醇，1,2-丙二醇等組分。其中1,2-丁二醇含量最大，其常壓沸點約為193°C，乙二醇為196~198°C，1,2-丙二醇為187°C，沸點相近，且在乙二醇摩爾分數為0.47時，可與1,2-丁二醇形成共沸混合物；若使用傳統的精餾技術進行分離較為困難，且能耗過高，同時二元醇受熱易發生副反應，生成醛類、醚類等化合物，使得分離體系更為復雜。

Lloyd驗證使用正辛烯，3-蒈烯等作為共沸劑（美國專利US5425853，1995），Berg在氣液平衡釜中使用環己酮、甲基異戊基酮等作為共沸劑（美國專利US4935102，1990；美國專利US4966658,1990），采用均相共沸精餾的方法分離乙二醇~1,2-丁二醇的二元醇物系。肖劍等采用萃取和精餾結合的辦法進行分離（中國專利CN102372601，2012），戴傳波將萃取和共沸精餾進行耦合，分離1,2-丁二醇（中國專利CN103772148，2013），此外還有吸附分離的方法（中國專利CN102219641，2011），但上述方法均未見有大規模應用報道。

熔融結晶是化工分離、高效提純的一個重要單元，具有安全、綠色、低溫操作、高效等優點。熔融結晶工藝中，既存在已經工業化應用的如MWB，4C，Brodie型，KCP型結晶器，也存在如降膜式，夾套管式的實驗室裝置；玻璃管式熔融結晶是最簡單的熔融結晶儀器，其設備構成單一，操作簡便，在實驗室研究中為最常用設備。閻建民，肖文德等利用旋轉床懸浮結晶分離乙二醇和1,2-丙二醇，1,2-丁二醇（中國專利CN102100975，2011），但其裝置復雜，流體輸送要求更為苛刻。利用簡單的靜態熔融結晶法進行分離未見報道，在技術上存在可行性（乙二醇理論熔點-13°C，1,2-丁二醇理論熔點-53°C，1,2-丙二醇理論熔點-60°C），同時為工業化分離應用提供新的方向。

發明內容

本發明旨在提供一種基于靜態熔融結晶裝置提純煤制乙二醇的方法。