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CN118125903A - 一种多甘醇的纯化方法 - Google Patents

一种多甘醇的纯化方法 Download PDF

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CN118125903A
CN118125903A CN202410246371.1A CN202410246371A CN118125903A CN 118125903 A CN118125903 A CN 118125903A CN 202410246371 A CN202410246371 A CN 202410246371A CN 118125903 A CN118125903 A CN 118125903A
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CN
China
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adsorption
exchange resin
adsorption unit
polyethylene glycol
purifying
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Application number
CN202410246371.1A
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English (en)
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席志祥
王恩
高杜娟
陈佳伦
贾昊
徐景东
徐人威
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Sinochem Quanzhou Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Sinochem Quanzhou Energy Technology Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01Preparation of ethers
    • C07C41/34Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C41/36Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by solid-liquid treatment; by chemisorption

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多甘醇的纯化方法,其是将采出的多甘醇物流经过若干个吸附单元处理,制得优质的高纯多乙二醇产品,各吸附单元中的吸附剂依次为活性炭、离子交换树脂、水滑石和活性炭。本发明方法流程简单、能耗和投资成本低,经提纯后的多甘醇产品色度明显改善、耐热着色性能得到明显提升,可满足下游各类高端聚酯产品对原料的使用需求,使产品更具市场竞争力。

Description

一种多甘醇的纯化方法
技术领域
本发明属于醇类化合物分离纯化领域,具体涉及一种多甘醇的纯化方法。
背景技术
多乙二醇,俗称多甘醇,目前90%以上来源于石油基路线,即乙烯经氧化制得环氧乙烷,环氧乙烷水合制乙二醇副产所得。多甘醇的下游应用十分广泛,例如烟草的防干剂、干燥剂等,同时它也是一种用于生产聚氨酯和不饱和树脂的重要多元醇。近年来受到煤制乙二醇集中投产的冲击,乙二醇价格承压明显,各装置开工处于低位,这导致其副产的多乙二醇持续收紧,这为多乙二醇的价格提供了较好的支撑。而多甘醇的品质也直接影响其下游产品的外观和质量。目前,在多甘醇应用于下游产品的反应过程中,常常会因微量杂质出现色度超标和加热黄变的异常情况,这将直接影响产品的外观和使用。
现有文献猜测造成多甘醇色度超标和加热黄变的杂质主要有三类:一是多甘醇中含有一些氧化性杂质(如过氧化物)和一些易被氧化的杂质(如羰基化合物、醚类和醛类等),因此在合成过程中易发生氧化反应,生成一些带有共轭双键生色基团的副产物及铁有机酯,最终造成聚酯颜色黄变;二是金属类杂质可催化多甘醇在加热过程中发生氧化、酯化和脱水等反应;三是在多甘醇的生产过程中生成的无机/有机酸和碱类杂质,促进了与多甘醇发生反应生成有色类物质。此外,工业生产装置的操作条件、各个单元的杂质累积、设备腐蚀和装置负荷的频繁变化均会不同程度影响多甘醇产品的色度。
目前,关于多甘醇精制提纯的方法较少。专利CN 106946667给出了一种二甘醇提纯工艺,其在多甘醇粗产品中加入强碱和氯乙烷,加热搅拌后进行减压蒸馏,收集150~155℃下的馏分。该方法主要为制取乙二醇含量低、酸度极低的二甘醇,主要用于汽车燃料防冻液使用,而对使用于聚酯和不饱和树脂产品中效果未知。专利CN 109704929给出了一种二甘醇加氢精制提纯的方法,将二甘醇中含有的微量羧酸、醛类、烯醛类不饱和化合物加氢饱和后,可改善产品色度。专利CN 206184066公开了一种用于二甘醇产品过滤的活性炭过滤系统,其目的在于除去二甘醇中的不溶性机械杂质和系统杂质,改善产品色度。上述专利均仅针对改善产品色度方面,而对于解决产品加热黄变方面效果有限。因此,开发一种于改善多甘醇加热黄变的方法,将具有重要的应用价值。
发明内容
本专利目的在于提供一种多甘醇的纯化方法,该方法采用多种吸附剂级配,利用不同吸附剂的吸附特点进行串联操作,以改善多甘醇的色度和耐热着色,极大程度提高多甘醇产品质量。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种多甘醇的纯化方法,其是将采出的多甘醇经过若干个吸附单元后,获得高纯多甘醇产品,再进行收集;各吸附单元依次使用活性炭、离子交换树脂、水滑石和活性炭作为吸附剂。
进一步地,所述多甘醇由乙烯制乙二醇路线、合成气制乙二醇路线的副产或乙二醇脱水、乙二醇与环氧乙烷水合采出。
进一步地,所述多甘醇为碳数不小于4的端基二醇,优选为二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、六乙二醇中的一种。
进一步地,所用活性炭总量与处理的多甘醇的质量比为0.001-100。
进一步地,所用离子交换树脂与处理的多甘醇的质量比为0.0001-10。
进一步地,所用离子交换树脂与水滑石的质量比为2-10。
进一步地,所述活性炭选自煤制、竹制和椰壳制活性炭中的至少一种,其比表面积>500m2/g,粒径范围为0.1-2mm。
进一步地,所述离子交换树脂选自苯乙烯系离子交换树脂、丙烯酸系离子交换树脂、酚醛系离子交换树脂、环氧系离子交换树脂、乙烯吡啶系树脂中的至少一种,优选苯乙烯系离子交换树脂、丙烯酸系离子交换树脂;其比表面积不小于300 m2/g,质量交换容量不低于3mmol/g,含水量30-80%,功能离子基团包括磺酸基、季胺基、伯、仲、叔胺基、羧酸基。
进一步地,所述水滑石为镁铝水滑石,其Al/Mg为0.1-0.3,晶体粒径范围为2-50μm,比表面积不小于80 m2/g。
进一步地,进行吸附处理的温度为-60-100℃,吸附压力(绝压)为0.0001kPa-90kPa,多甘醇在单个吸附单元中的质量空速为0.00001-1000h-1,多甘醇物流在单个吸附单元的停留时间为0.001h-10000h。
进一步地,用作吸附单元的装置类型包括釜式吸附装置或塔式吸附装置(包括填料塔和板式塔)。
进一步地,各吸附单元间均可设置过滤单元。
更进一步地,所述过滤单元为不锈钢滤网。
本发明可达到的有益效果是:
品质较差的多甘醇(铂-钴色度超过20或230℃加热出现明显黄变)通过本方法进行精制提纯后,其产品色度明显改善、耐热着色性能得到明显提升,可满足下游各类高端聚酯产品对原料的使用需求。
附图说明
图1为实施例1、2及对比例1处理前、后二甘醇的GC图。由图中可见,经本发明方法处理后二甘醇中的杂质显著减少。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解,下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明,但是本发明不仅限于此。
实施例1
将从环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)水合路线采出的二甘醇物流经泵输出,依次通过4级吸附单元和1级过滤单元,吸附单元1装填椰壳活性炭(比表面积为850m2/g,粒径范围为2±0.2mm)、吸附单元2装填大孔苯乙烯基阴离子交换树脂(质量交换容量为4.8mmol/g,含水量55%,比表面积600m2/g,非离子型)、吸附单元3装填镁铝水滑石(Al/Mg=0.1,晶体粒径范围为50±5μm,比表面积100m2/g),吸附单元4所用吸附剂与吸附单元1相同;过滤单元为不锈钢滤网,其设置在连接吸附单元4与产品收集罐的管线中;
活性炭使用总量与处理的二甘醇的质量比为0.01,大孔苯乙烯基阴离子交换树脂与处理的二甘醇的质量比为0.001,所用大孔苯乙烯基阴离子交换树脂与镁铝水滑石的质量比为2;
各吸附单元进行吸附的温度均为30℃,吸附压力分别为80kPa(吸附单元1)、50kPa(吸附单元2)、10kPa(吸附单元3),二甘醇物流在各吸附单元停留的时间分别为0.01h(吸附单元1)、72h(吸附单元2)、24h(吸附单元3);
各吸附单元的装置类型为填料塔(吸附单元1和4)、釜式吸附装置(吸附单元2和3),各吸附单元依次串联。
经检测,处理前二甘醇的铂-钴色度为45,处理后的高纯二甘醇的铂-钴色度为10,且处理前、后样品经230℃加热1h后的铂-钴色度分别为80、12,且处理前的样品经加热后目视可见明显变黄。
实施例2
将从环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)水合路线采出的二甘醇物流经泵输出,依次通过4级吸附单元和1级过滤单元,吸附单元1装填竹炭基活性炭(比表面积为950m2/g,粒径范围为1.5±0.2mm)、吸附单元2装填丙烯酸系阳离子交换树脂(质量交换容量为5.0mmol/g,含水量40%,比表面积400m2/g,磺酸基)、吸附单元3为镁铝水滑石(Al/Mg=0.2,晶体粒径范围为40±5μm,比表面积150m2/g),吸附单元4所用吸附剂与吸附单元1相同;过滤单元为不锈钢滤网,其设置在连接吸附单元4与产品收集罐的管线中;
活性炭使用总量与处理的二甘醇的质量比为0.005,丙烯酸系阳离子交换树脂与处理的二甘醇的质量比为0.01,所用丙烯酸系阳离子交换树脂与镁铝水滑石的质量比为5;
各吸附单元进行吸附的温度均为0℃,吸附压力分别为90kPa(吸附单元1)、30kPa(吸附单元2)、5kPa(吸附单元3),二甘醇物流在各吸附单元停留的时间分别为0.001h(吸附单元1和4)、48h(吸附单元2)、16h(吸附单元3);
各吸附单元的装置类型为填料塔(吸附单元1和4)、釜式吸附装置(吸附单元2和3),各吸附单元依次串联。
经检测,处理前二甘醇的铂-钴色度为80,处理后的高纯二甘醇的铂-钴色度为13,且处理前、后样品经230℃加热1h后的铂-钴色度分别为130、18。
实施例3
将从环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)水合路线采出的三甘醇物流经泵输出,依次通过4级吸附单元和1级过滤单元,吸附单元1装填煤基活性炭(比表面积为760m2/g,粒径范围为1±0.2mm)、吸附单元2装填苯乙烯系阳离子交换树脂(质量交换容量为4.0mmol/g,含水量65%,比表面积800m2/g,磺酸基)、吸附单元3为镁铝水滑石(Al/Mg=0.1,晶体粒径范围为30±5μm,比表面积180m2/g),吸附单元4所用吸附剂与吸附单元1相同;过滤单元为不锈钢滤网,其设置在连接吸附单元4与产品收集罐的管线中;
活性炭使用总量与处理的三甘醇的质量比为0.003,苯乙烯系阳离子交换树脂与处理的三甘醇的质量比为0.007,所用苯乙烯系阳离子交换树脂与镁铝水滑石的质量比为8;
各吸附单元进行吸附的温度均为-10℃,吸附压力分别为50kPa(吸附单元1)、30kPa(吸附单元2)、8kPa(吸附单元3)、5kPa(吸附单元4),三甘醇物流在各吸附单元停留时间分别为0.001h(吸附单元1和4)、20h(吸附单元2)、10h(吸附单元3);
各吸附单元的装置类型为填料塔(吸附单元1和4)、釜式吸附装置(吸附单元2和3),各吸附单元依次串联。
经检测,处理前三甘醇的铂-钴色度为120,处理后的高纯三甘醇的铂-钴色度为21,且处理前、后样品经230℃加热1h后的铂-钴色度分别为195、27。
对比例1
将从环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)水合路线采出的二甘醇物流经泵输出,依次通过4级吸附单元和1级过滤单元,吸附单元1装填椰壳活性炭(比表面积为850m2/g,粒径范围为1±0.2mm)、吸附单元2装填镁铝水滑石(Al/Mg=0.1,晶体粒径范围为50±5μm,比表面积100m2/g)、吸附单元3装填大孔苯乙烯基阴离子交换树脂(质量交换容量为4.8mmol/g,含水量55%,比表面积600m2/g,OH型,游离胺)、吸附单元4所用吸附剂与吸附单元1相同;过滤单元为不锈钢滤网,其设置在连接吸附单元4与产品收集罐的管线中;
活性炭使用总量与处理的二甘醇的质量比为0.01,大孔苯乙烯基阴离子交换树脂与处理的二甘醇的质量比为0.001,所用大孔苯乙烯基阴离子交换树脂与镁铝水滑石的质量比为2;
各吸附单元进行吸附的温度均为30℃,吸附压力分别为80kPa(吸附单元1)、10kPa(吸附单元2)、50kPa(吸附单元3),二甘醇物流在各吸附单元停留的时间分别为0.01h(吸附单元1和4)、24h(吸附单元2)、72h(吸附单元3);
各吸附单元的装置类型为填料塔(吸附单元1和4)、釜式吸附装置(吸附单元2和3),各吸附单元依次串联。
经检测,处理前二甘醇的铂-钴色度为45,处理后的二甘醇样品的铂-钴色度为40,且处理前、后样品经230℃加热1h后的铂-钴色度均为80,说明变换吸附剂使用顺序会显著影响纯化效果。
对比例2
将从环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)水合路线采出的二甘醇物流经泵输出,依次通过4级吸附单元和1级过滤单元,吸附单元1装填丙烯酸系阳离子交换树脂(质量交换容量为5.0mmol/g,含水量40%,比表面积400m2/g,磺酸基),吸附单元2装填竹炭基活性炭(比表面积为950m2/g,粒径范围为1±0.2mm)、吸附单元3装填镁铝水滑石(Al/Mg=0.2,晶体粒径范围为20±5μm,比表面积150m2/g)、吸附单元4所用吸附剂与吸附单元2相同;过滤单元为不锈钢滤网,其设置在连接吸附单元4与产品收集罐的管线中;
活性炭使用总量与处理的二甘醇的质量比为0.005,丙烯酸系阳离子交换树脂与处理的二甘醇的质量比为0.01,所用丙烯酸系阳离子交换树脂与镁铝水滑石的质量比为5;
各吸附单元进行吸附的温度均为0℃,吸附压力分别为30kPa(吸附单元1)、90kPa(吸附单元2)、5kPa(吸附单元3),二甘醇物流在各吸附单元停留的时间分别为16h(吸附单元1)、0.001h(吸附单元2和4)、48h(吸附单元3);
各吸附单元的装置类型为填料塔(吸附单元2和4)、釜式吸附装置(吸附单元1和3),各吸附单元依次串联。
经检测,处理前二甘醇的铂-钴色度为80,处理后的二甘醇样品的铂-钴色度为68,且处理前、后样品经230℃加热1h后的铂-钴色度分别为115、140。吸附处理后样品经加热色度反而增大,这可能是由于吸附剂使用顺序变化导致新的杂质引入而引发其加热黄变。
对比例3
将从环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)水合路线采出的三甘醇物流经泵输出,依次通过4级吸附单元和1级过滤单元,吸附单元1装填镁铝水滑石(Al/Mg=0.1,晶体粒径范围为30±5μm,比表面积180m2/g)、吸附单元2装填煤基活性炭(比表面积为760m2/g,粒径范围为1±0.2mm)、吸附单元3装填苯乙烯系阳离子交换树脂(质量交换容量为4.0mmol/g,含水量65%,比表面积800m2/g,磺酸基),吸附单元4所用吸附剂与吸附单元2相同;过滤单元为不锈钢滤网,其设置在连接吸附单元4与产品收集罐的管线中;
活性炭使用总量与处理的三甘醇的质量比为0.003,苯乙烯系阳离子交换树脂与处理的三甘醇的质量比为0.007,所用苯乙烯系阳离子交换树脂与镁铝水滑石的质量比为8;
各吸附单元进行吸附的温度均为-10℃,吸附压力分别为8kPa(吸附单元1)、50kPa(吸附单元2)、30kPa(吸附单元3)、5kPa(吸附单元4),三甘醇物流在各吸附单元停留时间分别为10h(吸附单元1)、0.001h(吸附单元2和4)、20h(吸附单元3);
各吸附单元的装置类型为填料塔(吸附单元2和4)、釜式吸附装置(吸附单元1和3),各吸附单元依次串联。
经检测,处理前三甘醇的铂-钴色度为120,处理后的三甘醇样品的铂-钴色度为113,且处理前、后样品经230℃加热1h后的铂-钴色度分别为189、207。吸附处理后样品经加热色度反而增大,这可能是由于吸附剂使用顺序变化导致新的杂质引入而引发其加热黄变。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,将采出的多甘醇经过若干个吸附单元后,获得高纯多甘醇产品,再进行收集;
各吸附单元依次使用活性炭、离子交换树脂、水滑石和活性炭作为吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,所述多甘醇为碳数不小于4的端基二醇。
3.根据权利要求1所述的一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,所用活性炭总量与处理的多甘醇的质量比为0.001-100,所用离子交换树脂与处理的多甘醇的质量比为0.0001-10,所用离子交换树脂与水滑石的质量比为2-10。
4.根据权利要求1或3所述的一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,所述活性炭选自煤制、竹制和椰壳制活性炭中的至少一种,其比表面积>500m2/g,粒径范围为0.1-2mm。
5. 根据权利要求1或3所述的一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,所述离子交换树脂选自苯乙烯系离子交换树脂、丙烯酸系离子交换树脂、酚醛系离子交换树脂、环氧系离子交换树脂、乙烯吡啶系树脂中的至少一种;其比表面积不小于300 m2/g,质量交换容量不低于3mmol/g,含水量30-80%。
6. 根据权利要求1或3所述的一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,所述水滑石为镁铝水滑石,其Al/Mg为0.1-0.3,晶体粒径范围为2-50μm,比表面积不小于80 m2/g。
7.根据权利要求1所述的一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,进行吸附处理的温度为-60-100℃,吸附压力为0.0001kPa-90kPa,多甘醇在单个吸附单元中的质量空速为0.00001-1000h-1,多甘醇物流在单个吸附单元的停留时间为0.001h-10000h。
8.根据权利要求1所述的一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,用作吸附单元的装置形式包括釜式或塔式。
9.根据权利要求1所述的一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,各吸附单元间均设置过滤单元。
10.根据权利要求9所述的一种多甘醇的纯化方法,其特征在于,所述过滤单元为不锈钢滤网。
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