本發明屬化工分離工程領域，尤其涉及一種生物質乙二醇的分離方法。

背景技術：

乙二醇（eg）作為重要的有機化工原料，用途廣泛，需求量大，主要用于制造合成纖維、合成樹脂、增塑劑、化妝品以及炸藥等，也用于配制低凝固點冷凍液。

近年來我國聚酯工業快速發展，對乙二醇需求保持快速增勢。由于國內供需缺口很大，國內眾多裝置的產量仍不能滿足國內實際需求，還需依靠大量進口。因此，乙二醇在我國具有很好的發展前景。

目前乙二醇的生產路線主要有兩種：其中石油路線采用乙烯為原料，經過環氧化制環氧乙烷（eo），環氧乙烷經過水合后得到乙二醇。該工藝技術成熟，但是受原料價格和來源影響，生產成本較高；工藝路線較長。另外一種以煤、天然氣等為原料，經過合成氣路線制取乙二醇，由于該工藝原料來源廣泛，價格低廉，技術經濟性高等優點而成為近些年來研究的熱點。

生物質作為一種重要的可再生資源，以生物質為原料替代石油或者煤等原料生產乙二醇，不僅具有原料資源豐富、工藝路線靈活、節能減排等優勢，而且為拓展問過乙二醇產品的來源提供了更多的選擇。

生物質催化轉化制乙二醇的技術優勢在于：（1）生物質是可再生資源。與石油路線生產乙二醇相比，可大大減少co2的凈排放，而且來源廣泛，具有成本優勢；（2）工藝路線簡單。該催化過程采用一步法，將生物質水解、裂解、加氫等數個反應耦合在一個反應器中進行，大大簡化了工藝流程；（3）催化過程綠色環保。該反應是在水相中進行，沒有加入任何有機溶劑；（4）目的產物乙二醇的選擇性高。在優化的反應條件下，生物質可以100%轉化，產物中乙二醇的選擇性

達到60-76%。（5）使用非貴金屬催化劑，成本低廉。因而，生物質催化轉化制乙二醇具有極好的應用前景。

中國專利cn102675045b介紹了一種以生物質制取的高濃度糖溶液為原料制備乙二醇的方法。反應在高壓攪拌反應釜中進行，以復合的非貴重金屬作為反應的催化劑，在120-300℃，氫氣壓力1-13mpa的條件下制備乙二醇和丙二醇，得到的乙二醇和丙二醇收率可+達~60%。

目前乙二醇分離精制工藝主要是針對傳統的石油和合成氣生產路線。環氧乙烷路線中乙二醇粗產品分別經過脫水塔、meg精餾塔、deg精餾塔和teg精餾塔精制得到的乙二醇產品。中國專利cn103553877a介紹了合成氣路線制取乙二醇精餾分離的方法，粗乙二醇經過甲醇回收塔、脫水塔、脫醇塔、乙二醇精制塔和乙二醇回收塔脫除乙二醇粗產品中的甲醇、乙醇、草酸二甲酯，丁二醇等組分，精制得到的優等品乙二醇。

與傳統的石油和合成氣路線生產乙二醇的不同，生物質路線由于粗乙二醇原料組成不同，組成更為復雜，主要是水、乙二醇、丙二醇，其余單元醇類、多元醇、醚類，對應的需要的精制分離方法不同。中國專利cn104693007a介紹了一種多孔碳吸附精制生物質乙二醇的方案，多孔碳可高溫煅燒再生。但是這種吸附精制方案往往規模受限，難以適應大規模生產的要求。國內長春大成實業集團有限公司制備的生物質乙二醇產品純度僅98.8%，盡管聚合后pet能達到國家標準，但是乙二產品純度稍低于《工業用乙二醇》gb/t4649-2008中規定的要求。另外，生物質乙二醇含有丙二醇、丁二醇等雜質，其生產的pet熔點有所降低，并存在一定的色度。因此如何進一步提高乙二醇的產品純度和產品質量，使生物質乙二醇達到聚酯級標準是生物質乙二醇大規模應用所面臨的一大挑戰。

技術實現要素：

本發明的目的是針對目前生物質路線催化轉化制取的粗乙二醇分離工藝存在的問題提出一種產品質量高、技術經濟性好、節能環保的乙二醇分離工藝。

該工藝是針對中國專利cn102675045b所述的生物質方法，即采用秸稈等生物質制取的糖溶液作為原料，在高壓攪拌反應釜中發生加氫反應，得到的粗乙

二醇去往本發明專利所述的分離裝置。

一種生物質乙二醇的分離方法，其特征在于包括依次相連的閃蒸系統、脫輕塔系統、丙二醇精制塔系統、脫重塔系統和乙二醇精制塔系統。

其中閃蒸系統設置高壓閃蒸分離罐、低壓閃蒸分離罐和閃蒸氣冷凝器，用來脫除粗乙二醇中少量的水、甲醇、乙醇等低沸點組分。

脫輕塔系統設置脫輕塔、脫輕塔冷凝器、脫輕塔回流罐、脫輕塔再沸器、脫輕塔中間再沸器和對應真空系統；主要目的是將進料粗乙二醇中的比丙二醇沸點低的組分（主要含醇廢水）脫除。

丙二醇精制塔系統設置丙二醇精制塔、丙二醇精制塔冷凝器、丙二醇精制塔回流罐、丙二醇精制塔再沸器和對應真空系統；主要目的是回收進料粗乙二醇中的少量的丙二醇，采出合格的丙二醇產品。

脫重塔系統設置脫重塔、脫重塔冷凝器、脫重塔回流罐、脫重塔再沸器和對應真空系統；主要目的是將進料粗乙二醇中比乙二醇沸點高的重組分（主要是多元醇類物質)脫除。

乙二醇精制塔設置乙二醇精制塔、乙二醇精制塔冷凝器、乙二醇精制塔回流罐、乙二醇精制塔再沸器、乙二醇產品冷卻器和對應真空系統。主要目的是將粗乙二醇中二元醇（如1,2-丁二醇，2,3-丁二醇等）脫除，同時提純得到優等品的乙二醇產品。

一種生物質乙二醇的分離方法，其特征在于包括以下步驟：

①來自乙二醇合成反應器的粗乙二醇

經調節閥減壓后進高壓閃蒸分離罐，其底部粗乙二醇再經調節閥減壓后進低壓閃蒸分離罐，低壓閃蒸汽和經減壓的高壓閃蒸汽匯合后去往閃蒸氣冷凝器冷凝，冷凝液為含醇廢水，去往污水處理裝置處理。而低壓閃蒸分離罐底部的粗乙二醇靠壓差進下游的脫輕塔。

②來自低壓閃蒸分離罐的粗乙二醇進脫輕塔，其塔頂蒸汽經脫輕塔冷凝器

冷凝后進脫輕塔回流罐，冷凝液主要是含醇廢水，部分返回塔頂回流，其余去往污水處理裝置。脫輕塔設置有脫輕塔再沸器和脫輕塔中間再沸器提供熱量，塔釜液經泵升壓后送至丙二醇精制塔。

③來自脫輕塔塔釜的粗乙二醇進丙二醇精制塔，其塔頂蒸汽經丙二醇精制

塔冷凝器冷凝后進丙二醇精制塔回流罐，部分返回塔頂回流，其余去經丙二醇產品冷卻器冷卻至常溫后送至罐區。丙二醇精制塔設置有丙二醇精制塔再沸器提供熱量，塔塔釜液經泵升壓后送至脫重塔。

④來自丙二醇精制塔的粗乙二醇進脫重塔，其塔頂蒸汽經脫重塔冷凝器冷

凝后進脫重塔回流罐，冷凝液是主要是乙二醇，部分返回塔頂回流，其余去乙二醇精制塔。脫重塔設置有脫重塔再沸器提供熱量。塔釜液經循環泵升壓后部分用于再沸器循環，其余經重組分冷卻器冷卻后送至界外。

⑤來自脫重塔的粗乙二醇進乙二醇精制塔，其塔頂蒸汽經乙二醇精制塔冷

凝器冷凝后進乙二醇精制塔回流罐，冷凝液部分返回塔頂回流，其余去輕餾分冷卻器冷卻后送至界外。乙二醇精制塔設置有乙二醇精制塔再沸器提供熱量。塔釜液經泵升壓后與脫重塔塔釜液一起經冷卻后送至界外。乙二醇精制塔側線采出優等品乙二醇產品，經乙二醇產品冷卻器冷卻后送至罐區。

優等品指的是滿足《工業用乙二醇》gb/t4649-2008中規定的優等品要求的產品。

本發明所述的生物質乙二醇的分離方法，其特征在于：設置了高壓閃蒸和低壓閃蒸兩級閃蒸，脫除其中部分低沸物，高壓閃蒸分離罐壓力1～5mpa，低壓閃蒸分離罐壓力0.2～1mpa。

本發明所述的生物質乙二醇的分離方法，其特征在于：各精餾塔采用真空操作，由真空泵抽氣保證精餾塔操作所需要的真空度。這是為了降低各精餾塔的操作溫度，防止在高溫下粗產物中醇類發生脫水縮合副反應，降低了產品的收率，對分離效果帶來不利影響。各塔釜再沸器所需的熱量由1.0～2.0mpa的蒸汽提供。

本發明所述的生物質乙二醇的分離方法，其特征在于：脫輕塔設置了中間再沸器；乙二醇精制塔冷凝器為廢鍋型式，利用塔頂蒸汽冷凝的潛熱副產約0.2mpa低壓蒸汽，該蒸汽去往脫輕塔中間再沸器作為熱源。由于生物質方法制取的粗乙二醇中含水量較高，要將水分脫除需要消耗大量熱量，即脫輕塔能耗較高，但是通過該熱耦合工藝可大幅度降低整個分離過程的蒸汽消耗量，提高了過程的經濟性。

本發明所述的生物質乙二醇的分離方法，其特征在于：精制得到的乙二醇產品純度≥99.8wt%，丁二醇含量≤100ppm，紫外透光率為：220nm時≥75%，275nm時≥92%，350nm≥99%。精制得到的丙二醇產品丙二醇≥99.5wt%。由于該分離工藝脫除了丙二醇和丁二醇，解決了目前生物質乙二醇工藝中存在的pet聚合熔點和色度問題。

本發明所采用的生物質乙二醇分離工藝，其工藝流程簡捷；由于過程采用了中間再沸器的工藝，將乙二醇精制塔的回收的熱量用于脫輕塔，大幅度降低了過程的能耗，經濟效益明顯。工藝過程原料采用生物質為原材料，且流程中產生的含醇廢水易于采用生化等方法處理，過程無引入毒性大的萃取劑，是一種可用于大規模工業化綠色環保工藝。

附圖說明

圖1為本發明所述的生物質乙二醇分離工藝流程框圖；為簡化流程，流程中必要的驅動泵省略。

圖2本發明所述的生物質乙二醇分離工藝流程圖，１為高壓閃蒸分離罐，2為低壓閃蒸分離罐，3為閃蒸氣冷凝器，4為脫輕塔，5為脫輕塔冷凝器，6為脫輕塔回流罐，7為脫輕塔再沸器，8為脫輕塔中間再沸器，9為丙二醇精制塔，10為丙二醇精制塔冷凝器，11為丙二醇精制塔回流罐，12為丙二醇精制塔再沸器，13為脫重塔，14為脫重塔冷凝器，15為脫重塔回流罐，16為脫重塔再沸器，17為乙二醇精制塔，18為乙二醇精制塔冷凝器，19為乙二醇精制塔回流罐，20為乙二醇精制塔再沸器，21為乙二醇產品冷卻器。

具體實施方式

采用秸稈作為初始原料，經發酵制取木糖溶液，在高壓攪拌反應釜中發生加氫反應，出反應釜的粗乙二醇主要成分水（含量～70%）、丙二醇（含量～3%）、乙二醇（含量～15%），其余主要是醇類、醚類物質。該粗乙二醇經過以下步驟：

①閃蒸系統：粗乙二醇經調節閥減壓后進高壓閃蒸分離罐1，其頂部的高

壓閃蒸汽經調節閥減壓后進閃蒸氣冷凝器3；其底部粗乙二醇再經調節閥減壓后進低壓閃蒸分離罐2，其頂部的低壓閃蒸汽和經減壓的高壓閃蒸汽匯合后去往閃蒸氣冷凝器3冷凝，冷凝液為含醇廢水，去往污水處理裝置處理。而低壓閃蒸分離罐底部的粗乙二醇靠壓差進下游的脫輕塔4。

②脫輕塔系統：來自低壓閃蒸分離罐2的粗乙二醇進脫輕塔4，其塔頂蒸

汽經脫輕塔冷凝器5冷凝后進脫輕塔回流罐6，冷凝液主要是含醇廢水，部分返回塔頂回流，其余去往污水處理裝置。脫輕塔設置有脫輕塔再沸器7和脫輕塔中間再沸器8，分別由中壓蒸汽和來自乙二醇精制塔冷凝器副產的低壓蒸汽來供熱。脫輕塔塔釜液經泵升壓后送至丙二醇精制塔9。

③丙二醇精制塔系統：來自脫輕塔塔釜的粗乙二醇進丙二醇精制塔9，其

塔頂蒸汽經丙二醇精制塔冷凝器10冷凝后進丙二醇精制塔回流罐11，冷凝液是符合要求的丙二醇產品，部分返回塔頂回流，其余去經丙二醇產品冷卻器冷卻至常溫后送至罐區。丙二醇精制塔設置有丙二醇精制塔再沸器12，由中壓蒸汽供熱。丙二醇精制塔塔釜液經泵升壓后送至脫重塔13。

④脫重塔系統：來自丙二醇精制塔塔釜的粗乙二醇進脫重塔13，其塔頂蒸

汽經脫重塔冷凝器14冷凝后進脫重塔回流罐15，冷凝液是主要是乙二醇，部分返回塔頂回流，其余去乙二醇精制塔17。脫重塔設置有脫重塔再沸器16，為強制循環式再沸器，由中壓蒸汽供熱。脫重塔塔釜液經循環泵升壓后大部分用于再沸器循環，其余重組分經重組分冷卻器冷卻后送至界外。

⑤乙二醇精制塔系統：來自脫重塔塔頂的粗乙二醇進乙二醇精制塔17，其

塔頂蒸汽經乙二醇精制塔冷凝器18冷凝后進乙二醇精制塔回流罐19，冷凝液部分返回塔頂回流，其余去輕餾分冷卻器冷卻后送至界外。乙二醇精制塔設置有乙二醇精制塔再沸器20，由中壓蒸汽供熱。乙二醇精制塔塔釜液經泵升壓后與脫重塔塔釜液一起經冷卻后送至界外。乙二醇精制塔側線采出優等品乙二醇產品經乙二醇產品冷卻器21冷卻后送至罐區。

實施例1

按照以上步驟，來自高壓反應釜的粗乙二醇經調節閥減壓至2.5mpag進高壓閃蒸分離罐，其底部粗乙二醇再經調節閥減壓至0.5mpag進低壓閃蒸分離罐。脫輕塔塔頂操作壓力18kpaa，其塔頂餾出液部分回流至塔內，其余去往污水處理裝置，脫輕塔塔釜液經泵升壓后送至丙二醇精制塔。丙二醇精制塔塔頂操作壓力18kpaa，其塔頂餾出液部分回流至塔內，其余為精制的丙二醇產品，丙二醇精制塔塔釜液經泵升壓后送至脫重塔。脫重塔塔頂操作壓力3.5kpaa，其塔頂餾出液部分回流至塔內，其余去乙二醇精制塔。乙二醇精制塔塔頂操作壓力18kpaa，其塔頂餾出液部分回流至塔內，其余去輕餾分經冷卻后送至界外。乙二醇精制塔側線采出的優等品的乙二醇產品經冷卻后送至罐區。

以上各精餾塔采用各自的真空泵抽氣維持所需要的真空度。各塔塔釜再沸器采用1.5mpa的中壓蒸汽提供精餾分離所需要的熱量，消耗中壓蒸汽～12t/t乙二醇。

所得的乙二醇產品純度99.9wt%，丁二醇含量55ppm，紫外透光率為：220nm時≥85%，275nm時≥94%，350nm≥99.5%，滿足國家標準《工業用乙二醇》gb/t4649-2008中規定的優等品要求。所得的丙二醇產品純度99.6wt%，滿足國家標準《食品添加劑丙二醇》gb29216-2012規定的指標。

實施例2

與實施例1類似，不同之處在于脫輕塔設置了中間再沸器；乙二醇精制塔設置廢鍋，利用塔頂蒸汽冷凝的潛熱副產0.2mpa低壓蒸汽，該蒸汽去往脫輕塔中間再沸器作為熱源。

通過上面的熱耦合工藝，每噸乙二醇產品可節約蒸汽2.8t，裝置蒸汽消耗減少～24%。

本發明提供了一種生物質乙二醇的分離工藝，具有明顯和節能優勢和環保效益。結合實施例加以具體說明。相關領域人員完全可以根據本發明提供的方法進行適當改動或者變更組合，來實現該技術。需要特別說明的是，所有這些通過本發明提供的方法進行類似的改動或者變更組合，對本領域技術人員來說顯而易見的，都被視為本發明的精神、范圍和內容中。