一种由工业级乙二醇间歇制备聚酯级乙二醇的方法
阅读说明：本技术 一种由工业级乙二醇间歇制备聚酯级乙二醇的方法 (Method for intermittently preparing polyester-grade ethylene glycol from industrial-grade ethylene glycol ) 是由 冯文秀 随帅 冯加亮 朱涛 王英杰 靳景 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种由工业级乙二醇间歇制备聚酯级乙二醇的方法,包括以下步骤：(1)以工业级乙二醇为原料,将一定量的原料一次性输入乙二醇暂存罐,通过氧化循环泵将乙二醇暂存罐中的原料连续循环泵送入塔式反应器的塔顶入口,在塔式反应器的塔底入口连续输入氧化剂；(2)将氧化后的乙二醇泵送至吸附塔的顶部入口,进行吸附操作；(3)将吸附后的乙二醇泵送至间歇精馏塔底部的间歇精馏塔塔釜,开启间歇精馏塔加热并稳定建立冷凝和回流,当样品220nm处透光率≥70%后开始收集产品,得到聚酯级乙二醇产品；该方案具有产品紫外透光率高、无其他化学物质的添加,工艺路线简单,产品收率高的有益效果。(The invention discloses a method for intermittently preparing polyester-grade ethylene glycol from industrial-grade ethylene glycol, which comprises the following steps: (1) taking industrial-grade ethylene glycol as a raw material, inputting a certain amount of raw material into an ethylene glycol temporary storage tank at one time, sending a raw material continuous circulating pump in the ethylene glycol temporary storage tank into a tower top inlet of a tower reactor through an oxidation circulating pump, and continuously inputting an oxidant into a tower bottom inlet of the tower reactor; (2) pumping the oxidized glycol to an inlet at the top of the adsorption tower for adsorption operation; (3) pumping the adsorbed glycol to a tower kettle of an intermittent rectification tower at the bottom of the intermittent rectification tower, starting the intermittent rectification tower for heating, stably establishing condensation and reflux, and collecting a product when the light transmittance at the 220nm position of the sample is more than or equal to 70% to obtain a polyester-grade glycol product; the scheme has the beneficial effects of high ultraviolet transmittance of the product, no addition of other chemical substances, simple process route and high product yield.)
技术领域
本发明涉及化工产品生产领域，具体的涉及一种由工业级乙二醇间歇制备聚酯级乙二醇的方法。
背景技术
乙二醇是一种重要的有机化工原料，广泛用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、汽车防冻液、非离子表面活性剂、增塑剂等。目前，用于生产聚酯的聚合级乙二醇不仅占据总产量的90%以上，而且产品质量规格要达到国家标准《工业用乙二醇》中规定的优级品。近年来，随着国内外市场对聚酯产品需求的迅速增长，乙二醇的生产规模和生产技术均得到了飞速的发展，其技术要求也明显提高。目前，美国材料与试验协会(ASTM)制定的《聚酯级乙二醇规格》标准，明确规定了聚酯级乙二醇的纯度标准，尤其在紫外分光光度计中要求其在220nm下的透过率要高于70%。此要求是针对聚酯级乙二醇在合成反应等工段中，避免由于吸光度造成的噪声干扰导致产品质量的不可控。
目前聚酯级高紫外透过率的乙二醇的生产方法主要是乙烯氧化为环氧乙烷再水解的工艺路线，得到工业级乙二醇，该方法的优势在于得到的乙二醇纯度较高且反应的转化率较高。但是由于在工业级乙二醇生产过程中产生微量的醛类、酯类等杂质，虽然对纯度影响很小，但是对紫外透光率有较大影响。专利CN201510583086.X提到了一种提高乙二醇紫外透光率的方法，但该方法的缺点在于处理过程过于复杂，且需要添加无机酸、水、低碳醇等其他组分，增加了后处理的难度。因此，亟需设计一种紫外透光率高、无其他化学物质的添加，工艺路线简单，产品收率高的制备聚酯级乙二醇的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种紫外透光率高、无其他化学物质的添加，工艺路线简单，产品收率高的制备聚酯级乙二醇的方法。
为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：
一种由工业级乙二醇间歇制备聚酯级乙二醇的方法，包括以下步骤：
（1）以工业级乙二醇为原料，将一定量的原料一次性输入乙二醇暂存罐，通过氧化循环泵将乙二醇暂存罐中的原料连续循环泵送入塔式反应器的塔顶入口，在塔式反应器的塔底入口连续输入氧化剂，连续上述操作5-12小时后，检测乙二醇暂存罐中的乙二醇在220nm处紫外光透光率，当220nm处紫外光透光率≥23%时，停止通入氧化剂，同时停止氧化循环泵工作，得到氧化后的乙二醇；
（2）将步骤（1）得到的氧化后的乙二醇通过氧化循环泵泵送至吸附液暂存罐，吸附液暂存罐通过吸附液循环泵将氧化后的乙二醇连续循环输送至吸附塔的顶部入口，进行吸附操作2-8小时后，对吸附液暂存罐上层清液进行检测，当检测220nm处紫外透光率≥42%后，停止吸附操作，得到吸附后的乙二醇；
（3）将步骤（2）中得到的吸附后的乙二醇通过吸附液循环泵泵送至间歇精馏塔底部的间歇精馏塔塔釜，开启间歇精馏塔加热并稳定建立冷凝和回流后，每隔15分钟检测一次塔顶样品，当样品220nm处透光率≥70%后开始收集产品，当塔顶采出的产品220nm处紫外透光率低于70%时，停止收集，收集后的产品经精馏塔冷凝器冷凝后，得到聚酯级乙二醇产品。
为提升步骤（1）塔式反应器的氧化反应效果，本发明的技术方案还包括，所述氧化剂为臭氧。
进一步地，为提升乙二醇除杂效果，本发明的技术方案还包括，所述吸附塔内设有两层吸附装置，吸附装置内填充有吸附剂，吸附剂为分子筛和活性氧化铝的组合。
更进一步地，作为优选方案，本发明的技术方案还包括，所述吸附塔的下层吸附装置填充分子筛，上层吸附装置填充活性氧化铝，上下两层设置的吸附装置及吸附剂，可有效吸附乙二醇中的醛类、脂类杂质。
本发明的技术方案还包括，所述间歇精馏塔理论板数为31~61，回流比为2:1~10:1，操作压力为绝压1kPa~50kPa。
本发明的技术方案还包括，所述塔式反应器的理论板数为24~52。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的目的是提供一种紫外透光率高、无其他化学物质的添加，工艺路线简单，产品收率高的制备聚酯级乙二醇的方法，为实现上述技术效果：
首先，本申请通过塔式反应器、吸附塔、精馏塔等设备的间歇式操作，通过对工业级乙二醇依次进行氧化-吸附-精馏耦合的操作，实现高品质聚酯级乙二醇的制备，整体工艺简单，无需添加无机酸等化学物质，产品的纯度及收率更高；
其次，对本申请的技术方案进行多次现场验证，间歇精馏塔加热升温并稳定后，收集的聚酯级乙二醇产品的质量纯度≥99.9%，220nm紫外透光率≥75%、250nm≥92%、275nm≥92%、350nm≥99%，紫外透光率高且具有较高的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例中由工业级乙二醇间歇制备聚酯级乙二醇的工艺流程图。
其中，1为乙二醇暂存罐，2为塔式反应器，3为氧化循环泵，4为吸附液暂存罐，5为吸附塔，6为吸附液循环泵，7为间歇精馏塔塔釜，8为间歇精馏塔，9为精馏塔冷凝器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述简化本发明的描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
由工业级乙二醇间歇制备聚酯级乙二醇的方法，包括以下步骤：
（1）以工业级乙二醇为原料，将500kg的原料一次性输入乙二醇暂存罐1，通过氧化循环泵3将乙二醇暂存罐1中的原料连续循环泵送入塔式反应器2的塔顶入口，在塔式反应器2的塔底入口连续输入臭氧作为氧化剂，塔式反应器2的理论板数为40，尾气经塔顶出口排出，连续上述操作5小时后，检测乙二醇暂存罐1中的乙二醇在220nm处紫外光透光率，当220nm处紫外光透光率≥23%时，停止通入臭氧，同时停止氧化循环泵3工作，得到氧化后的乙二醇；
（2）将步骤（1）得到的氧化后的乙二醇通过氧化循环泵3泵送至吸附液暂存罐4，吸附液暂存罐4通过吸附液循环泵6将氧化后的乙二醇连续循环输送至吸附塔5的顶部入口，进行吸附操作5小时后，对吸附液暂存罐4上层清液进行检测，当检测220nm处紫外透光率≥42%后，停止吸附操作，得到吸附后的乙二醇；上述吸附塔5内设有上下两层吸附装置，下层吸附装置填充分子筛，上层吸附装置填充活性氧化铝。
（3）将步骤（2）中得到的吸附后的乙二醇通过吸附液循环泵6泵送至间歇精馏塔8底部的间歇精馏塔塔釜7，开启间歇精馏塔8加热并稳定建立冷凝和回流后，间歇精馏塔8理论板数为41，回流比为6:1，操作压力为绝压1kPa~50kPa，每隔15分钟检测一次塔顶样品，在220nm处紫外透光率≤70%之前，都作为前馏分处理，釜残经间歇精馏塔塔釜7的底部排出，当样品220nm处透光率≥70%后开始收集产品，当塔顶采出的产品220nm处紫外透光率低于70%时，停止收集，收集后的产品经精馏塔冷凝器9冷凝后，得到聚酯级乙二醇产品。
精馏过程持续8小时，收集的产品在220nm处透光率平均值为78%，检测到的最高值为88%，最终得到的产品紫外透光率为220nm紫外透光率≈77%、250nm≈96%、275nm≈99%、350nm≥99%的聚酯级乙二醇，产品收率约65%。
实施例2：
操作步骤按实施例1进行操作，其中，吸附塔5的吸附操作时间调整为8小时，间歇精馏塔8的回流比调整为10:1，其他条件与实施1相同。
最终得到产品紫外透光率为220nm紫外透光率≈81%、250nm≈95%、275nm≥99%、350nm≥99%的聚酯级乙二醇，产品收率约66%。
实施例3：
操作步骤按实施例1进行操作，其中，间歇精馏塔8的理论板数调整为61，其他条件与实施例1相同。
最终得到产品紫外透光率为220nm紫外透光率≈77%、250nm≈96%、275nm≈99.3%、350nm≥99%的聚酯级乙二醇，产品收率约62%。
实施例4：
操作步骤按实施例1进行操作，其中，塔式反应器2的理论板数调整为50，其他条件与实施例1相同。
最终得到产品紫外透光率为220nm紫外透光率≈81%、250nm≈97%、275nm≈98.8%、350nm≥99%的聚酯级乙二醇，产品收率约64%。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。