[發(fā)明專利]一種通過酯交換反應分離二元醇的方法

在審

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• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114539025A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 艾碩;黃永春;玉萬國;張昆明;黃承都
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西科技大學
• 主分類號: C07C29/128
• 分類號: C07C29/128;C07C31/20
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 韋微

本發(fā)明涉及一種通過酯交換反應分離二元醇的方法，包括以下步驟：（一）反應：將二元醇混合物與酯、催化劑混合，發(fā)生酯交換反應；降溫至零下10℃～零下30℃或?qū)⒋呋瘎┻^濾或?qū)⒎磻w系的pH值調(diào)至6～9，終止反應；（二）產(chǎn)物分離：將未反應的二元醇從反應產(chǎn)品中分離。該方法通過酯交換反應能夠?qū)⒛承┒汲浞洲D(zhuǎn)化，而其他二元醇的轉(zhuǎn)化率很低或基本不轉(zhuǎn)化，將產(chǎn)物分離之后，可得到純度較高的二元醇。本發(fā)明所涉及的分離技術(shù)具有條件溫和，節(jié)能，固定投資及操作成本低，副反應少，分離效率較高等優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過酯交換反應分離二元醇的方法，屬于化工分離技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

二元醇是重要的化工原料，在塑料、食品、日用化工、醫(yī)藥合成等方面有著廣泛的用途。例如，乙二醇是一種平臺化合物，主要用來合成PET聚酯，而聚酯可用來生產(chǎn)包裝材料、紡織纖維、薄膜等，因此乙二醇的工業(yè)需求量很大。隨著石油資源的日益枯竭及二氧化碳累積排放量的增加，以煤、生物質(zhì)為原料合成乙二醇等二元醇的技術(shù)將會逐漸成為主流技術(shù)。然而，由于反應的選擇性不高，產(chǎn)物多以二元醇混合物的形成存在，其純度不能滿足下游生產(chǎn)的需要。此外，二元醇的沸點較高、沸點接近，且在高溫下易發(fā)生低聚，若通過精餾分離二元醇混合物，則能耗較高，且產(chǎn)物純度難以達到較高水平。二元醇的熔點很低，若通過結(jié)晶分離，則操作條件將會非常苛刻。二元醇的極性接近，若通過萃取分離，則分離效率普遍不高。因此，急需開發(fā)一種高效率、低成本、低能耗的二元醇混合物分離技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種通過酯交換反應分離二元醇的方法，該方法通過酯交換反應能夠?qū)⒛承┒汲浞洲D(zhuǎn)化，而其他二元醇的轉(zhuǎn)化率很低或基本不轉(zhuǎn)化，將產(chǎn)物分離之后，可得到純度較高的二元醇。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種通過酯交換反應分離二元醇的方法，包括以下步驟：

（一）反應：將二元醇混合物與酯、催化劑混合，發(fā)生酯交換反應；降溫至零下10℃～零下30℃或?qū)⒋呋瘎┻^濾或?qū)⒎磻w系的pH值調(diào)至6～9，終止反應；

（二）產(chǎn)物分離：將未反應的二元醇從反應產(chǎn)品中分離。

步驟（一）中，所述酯包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一種或幾種，酯與二元醇的質(zhì)量比為0.01～2；所述催化劑包括硫酸、鹽酸、硝酸、酸性樹脂、酸性分子篩、堿性樹脂、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫中的一種或幾種，催化劑與二元醇的質(zhì)量比為0.002～0.2；反應溫度為10℃～120℃，反應時間為10分鐘～6小時；

步驟（二）中分離采用的方法是：蒸餾、萃取、熔融結(jié)晶、離心分離中的一種或幾種。

進一步的，步驟（一）中，反應溫度為40℃～70℃，反應時間為2小時～6小時。

酯與雜質(zhì)二元醇的質(zhì)量比為0.5～5。

催化劑與雜質(zhì)二元醇的質(zhì)量比為0.05～5。

步驟（二）中，分離的方法是，先通過蒸餾方法除去酯及反應產(chǎn)物甲醇或乙醇，將剩余液體置于零下15℃～零下5℃環(huán)境中冷凍0.1小時～1小時，使固體碳酸酯析出，在零下15℃～零下5℃條件下，過濾或離心除去固體碳酸酯，取出液體，得到純度提高的二元醇產(chǎn)品。

步驟（二）中，分離的方法是，先通過蒸餾方法除去酯及反應產(chǎn)物甲醇或乙醇，剩余液體加入萃取劑，將酯類萃取分離以進一步除去酯，取出萃余相，得到純度提高的二元醇產(chǎn)品。

所述萃取劑是烷烴、芳烴、酯類或酮類，萃取劑與二元醇的質(zhì)量比為0.05～1。

步驟（一）的二元醇混合物含有乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇中的兩種及兩種以上。