本發(fā)明涉及生物化工，具體地涉及一種1,3-丙二醇的純化裝置和方法。

背景技術：

1、1,3-丙二醇是一種無色、無臭、具有吸濕性的粘稠狀透明液體，作為一種關鍵性原料，1,3-丙二醇被廣泛用于化妝品、油墨、印染、涂料、潤滑劑等，尤其是作為聚酯單體而受到廣泛關注。在生物降解領域，生物基1,3-丙二醇的應用潛力巨大，可與對苯二甲酸聚合生產出性能優(yōu)異的聚對苯二甲酸丙二醇酯(簡稱ptt)，或參與pbat、pbs等可降解材料共聚合成新型可降解共聚酯材料。1,3-丙二醇還可用作聚酯和聚氨酯的原料，替代1,4-丁二醇和新戊二醇等用于生產多醇聚酯以及作為碳鏈延伸劑。此外，1,3-丙二醇還能夠用于化妝品和醫(yī)藥等領域。

2、現(xiàn)有制備1,3-丙二醇的方法主要有三種：丙烯醛法、環(huán)氧乙烷法和微生物發(fā)酵法。上述方法所得反應液中除含有目的產物1,3-丙二醇外，還含有未反應完全的原料、中間產物及多種副產物。例如目前行業(yè)中廣泛采用的微生物發(fā)酵法生產1,3-丙二醇，其通過微生物消耗葡萄糖或甘油代謝產生1,3-丙二醇，在發(fā)酵所得的發(fā)酵液中，除含有1,3-丙二醇和菌體，還含有大量的有機雜質，其中殘留的有機色素包括不飽和結構醛酮等易氧化變色的雜質，會嚴重影響1,3-丙二醇的使用。

3、此外，1,3-丙二醇作為二元醇有較強的吸水性，在使用和長期儲存過程中會吸收或產生少量的水及微量無色、有色雜質，對1,3-丙二醇的使用也會產生不利影響，因而也需要對該部分1,3-丙二醇進行純化處理。

4、如何對1,3-丙二醇進行高效純化，去除其中所含的雜質，以確保后續(xù)使用的可靠性，是本領域技術人員尤為關注的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種1,3-丙二醇的純化裝置和方法，通過該純化裝置、方法實現(xiàn)1,3-丙二醇的高效純化。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種1,3-丙二醇的純化裝置，包括加熱單元和脫色柱，所述加熱單元設置于所述脫色柱的進料端并且能夠將進入所述脫色柱的1,3-丙二醇加熱成為氣態(tài)，所述脫色柱內設置有填料層以用于過濾處理氣態(tài)的1,3-丙二醇。

3、優(yōu)選地，所述脫色柱沿豎直方向延伸并且具有位于所述脫色柱下端的進氣口和位于所述脫色柱上端的出氣口，氣態(tài)的1,3-丙二醇從所述進氣口進入并從所述出氣口流出；所述脫色柱的內壁上設置有位于所述填料層下方的集液堰，所述集液堰沿所述脫色柱內壁的周向延伸設置，所述脫色柱上設置有能夠連通所述集液堰的排液口。

4、優(yōu)選地，所述排液口處連接有延伸至所述集液堰內的排液管，所述排液管上設置有吸液泵以用于將所述集液堰中的液相物料吸出。

5、優(yōu)選地，所述填料層設置有多個，多個所述填料層在所述脫色柱內沿氣態(tài)的1,3-丙二醇的流動方向依次布置。

6、優(yōu)選地，所述脫色柱內位于所述填料層的進料側設置有分布器，所述分布器用于分散氣態(tài)的1,3-丙二醇。

7、優(yōu)選地，所述脫色柱內位于所述填料層的出料側設置有粉塵過濾層，所述粉塵過濾層用于攔截過濾填料粉末。

8、優(yōu)選地，所述脫色柱的外部設置有保溫結構。

9、優(yōu)選地，所述加熱單元包括具有再沸器的精餾塔，所述精餾塔的塔頂出口通過第一輸料管道連接至所述脫色柱的進氣口，所述精餾塔的塔底出口連接帶有第一出料閥的第一出料管道，所述第一出料閥與所述塔底出口之間的所述第一出料管道上連接有支管道，所述支管道的另一端與所述再沸器的入口相連，所述再沸器的出口與所述精餾塔的下部回流口相連。

10、優(yōu)選地，所述脫色柱并聯(lián)設置有多個，多個所述脫色柱的進氣口分別通過所述第一輸料管道連接至所述精餾塔的塔頂出口。

11、優(yōu)選地，所述加熱單元還包括設置于所述第一輸料管道上的加熱器，所述加熱器用于加熱流經所述第一輸料管道的1,3-丙二醇。

12、優(yōu)選地，所述純化裝置還包括：

13、冷凝器，所述冷凝器內設置有換熱管道，所述換熱管道用于引入冷媒對通過所述冷凝器的物料進行降溫，所述冷凝器的一端設置有物料入口，另一端設置有物料出口，所述物料入口與所述脫色柱的出氣口通過第二輸料管道相連通；

14、氣液分離器，所述氣液分離器用于將所述冷凝器的物料出口流出的物料進行氣液分離；以及

15、真空泵，所述真空泵的抽氣口與所述氣液分離器的氣相出口相連通，用于在所述氣液分離器中形成真空環(huán)境。

16、優(yōu)選地，所述物料入口與所述精餾塔的塔頂出口之間通過第三輸料管道相連通；所述氣液分離器的液相出口分別連接帶有回流閥的回流管道和帶有第二出料閥的第二出料管道，所述回流管道的另一端連接至所述精餾塔的上部回流口，所述回流管道上設置有回流輸料泵。

17、優(yōu)選地，所述回流管道上設置有流量計。

18、本發(fā)明第二方面提供了一種1,3-丙二醇的純化方法，所述純化方法包括：對1,3-丙二醇進行加熱使其轉化為氣態(tài)，將氣態(tài)的1,3-丙二醇與脫色柱中的填料接觸進行脫色純化；所述填料能夠吸附1,3-丙二醇中的雜質。

19、所述填料為活性炭，所述活性炭的粒徑為10-40目，密度為0.5-0.8g/cm3，比表面積為900-1300m2/g，碘吸附值為800-1300mg/g，ctc值為70-80wt％，mb值為180-220mg/g，并且0.25≤mb/ctc≤0.30；其中，ctc值為四氯化碳吸附率，mb值為亞甲藍值；

20、優(yōu)選地，所述與填料接觸的氣態(tài)1,3-丙二醇的氣相純度≥99.9％、吸光度≤0.25l/(g·cm)、透光率≥20％。

21、優(yōu)選地，所述純化方法利用上述的1,3-丙二醇的純化裝置進行。

22、通過上述技術方案，通過加熱單元對待純化的1,3-丙二醇粗品加熱以使其轉化為氣態(tài)，然后將其通入設置有填料層的脫色柱內，使得1,3-丙二醇與填料層中的填料以更大的接觸面積進行接觸，提高了傳質速度，從而能夠更加高效的脫除1,3-丙二醇中的雜質。

技術特征：

1.一種1,3-丙二醇的純化裝置，其特征在于，包括加熱單元和脫色柱(10)，所述加熱單元設置于所述脫色柱(10)的進料端并且能夠將進入所述脫色柱(10)的1,3-丙二醇加熱成為氣態(tài)，所述脫色柱(10)內設置有填料層(11)以用于過濾處理氣態(tài)的1,3-丙二醇。

2.根據權利要求1所述的1,3-丙二醇的純化裝置，其特征在于，所述脫色柱(10)沿豎直方向延伸并且具有位于所述脫色柱(10)下端的進氣口(101)和位于所述脫色柱(10)上端的出氣口(102)，氣態(tài)的1,3-丙二醇從所述進氣口(101)進入并從所述出氣口(102)流出；

3.根據權利要求1所述的1,3-丙二醇的純化裝置，其特征在于，所述填料層(11)設置有多個，多個所述填料層(11)在所述脫色柱(10)內沿氣態(tài)的1,3-丙二醇的流動方向依次布置；

4.根據權利要求1所述的1,3-丙二醇的純化裝置，其特征在于，所述脫色柱(10)的外部設置有保溫結構。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的1,3-丙二醇的純化裝置，其特征在于，所述加熱單元包括具有再沸器(30)的精餾塔(20)，所述精餾塔(20)的塔頂出口(201)通過第一輸料管道(21)連接至所述脫色柱(10)的進氣口(101)，所述精餾塔(20)的塔底出口(202)連接帶有第一出料閥(221)的第一出料管道(22)，所述第一出料閥(221)與所述塔底出口(202)之間的所述第一出料管道(22)上連接有支管道(23)，所述支管道(23)的另一端與所述再沸器(30)的入口相連，所述再沸器(30)的出口與所述精餾塔(20)的下部回流口(203)相連。

6.根據權利要求5所述的1,3-丙二醇的純化裝置，其特征在于，所述脫色柱(10)并聯(lián)設置有多個，多個所述脫色柱(10)的進氣口(101)分別通過所述第一輸料管道(21)連接至所述精餾塔(20)的塔頂出口(201)；

7.根據權利要求5所述的1,3-丙二醇的純化裝置，其特征在于，所述純化裝置還包括：

8.一種1,3-丙二醇的純化方法，其特征在于，所述純化方法包括：對1,3-丙二醇進行加熱使其轉化為氣態(tài)，將氣態(tài)的1,3-丙二醇與脫色柱中的填料接觸進行脫色純化；所述填料能夠吸附1,3-丙二醇中的雜質。

9.根據權利要求8所述的1,3-丙二醇的純化方法，其特征在于，所述填料為活性炭，所述活性炭的粒徑為10-40目，密度為0.5-0.8g/cm3，比表面積為900-1300m2/g，碘吸附值為800-1300mg/g，ctc值為70-80wt％，mb值為180-220mg/g，并且0.25≤mb/ctc≤0.30；其中，ctc值為四氯化碳吸附率，mb值為亞甲藍值；

10.根據權利要求8所述的1,3-丙二醇的純化方法，其特征在于，該純化方法利用權利要求1-7中任一項所述的1,3-丙二醇的純化裝置進行。

技術總結
本發(fā)明涉及生物化工技術領域，公開了一種1,3?丙二醇的純化裝置和方法，純化裝置包括加熱單元和脫色柱，加熱單元設置于脫色柱的進料端并且能夠將進入脫色柱的1,3?丙二醇加熱成為氣態(tài)，脫色柱內設置有填料層以用于過濾處理氣態(tài)的1,3?丙二醇；本發(fā)明通過加熱單元對待純化的1,3?丙二醇粗品加熱以使其轉化為氣態(tài)，然后將其通入設置有填料層的脫色柱內，使得1,3?丙二醇與填料層中的填料以更大的接觸面積進行接觸，提高了傳質速度，從而能夠更加高效的脫除1,3?丙二醇中的雜質。

技術研發(fā)人員：馬祥亮,唐金磊,石明亮,李晴晴
受保護的技術使用者：赤峰智合生物科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10