CN102333575A - 甲醇/水混合物的蒸馏后处理方法和制备碱金属甲醇盐的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒸馏加工甲醇/水混合物的方法，其中将甲醇/水混合物加入蒸馏塔(1)中，在蒸馏塔(1)顶部取出基本上包含甲醇的蒸气流并在蒸馏塔(1)底部取出基本上包含水的底部料流，使至少一部分所述基本上包含甲醇的蒸气流冷凝并将冷凝的蒸气流作为加热蒸气加入蒸发器(11)中，使至少一部分待分离的甲醇/水混合物在该蒸发器中气化。本发明还涉及一种在反应塔(31)中制备碱金属甲醇盐的方法，其中将甲醇和碱液加入反应塔(31)中。在反应塔(31)的下端取出溶于甲醇中的碱金属甲醇盐并在反应塔(31)的上端取出甲醇/水混合物，并借助所述蒸馏加工的方法加工所述甲醇/水混合物。

Description

甲醇/水混合物的蒸馏后处理方法和制备碱金属甲醇盐的方法

本发明涉及一种蒸馏后处理甲醇/水混合物的方法。本发明进一步涉及一种在反应塔中通过将甲醇和碱金属氢氧化物溶液加入反应塔并在反应塔下端取出溶于甲醇中的碱金属甲醇盐且在反应塔上端取出甲醇/水混合物而制备碱金属甲醇盐的方法。所述甲醇/水混合物通过所述蒸馏后处理方法后处理。

例如在由任选与甲醇混合的碱金属氢氧化物水溶液以及甲醇制备碱金属甲醇盐过程中得到包含甲醇和水的混合物。制备碱金属甲醇盐的此类方法描述于例如EP-A 1242345中。在这种情况下，该反应在反应塔中进行，将任选与甲醇混合的碱金属氢氧化物水溶液料流在顶部供入所述反应塔中，并将甲醇蒸气在下部区域供入其中。在反应塔顶，排出含水甲醇料流。将该料流在精馏塔中后处理。将包含甲醇和水的料流供入蒸馏塔，在所述蒸馏塔中，后处理作为优选呈蒸气形式的侧线料流进行。在所述蒸馏塔中，将甲醇/水混合物分离为在塔顶取出的基本上包含甲醇的料流和在塔底取出的基本上包含水的料流。为了供应蒸馏所需能量，使至少一部分在塔底取出的基本上包含水的料流在蒸发器中蒸发。为此，通常用加热蒸气加热所述蒸发器。然而，这具有必须将大量能量由外部供入该工艺中的缺点。尤其是在用加热蒸气加热的情况下，因此首先必须产生加热蒸气。将在蒸馏塔顶获得的甲醇在冷凝器中部分冷凝并再循环至该塔中；将其余部分作为进料通入反应塔中。

制备碱金属甲醇盐的另一方法由EP-A 1997794已知。在该方法中，也将在反应塔中获得的甲醇/水混合物供入蒸馏塔中，该混合物在其中分离为基本上包含甲醇的顶部料流和基本上包含水的底部料流。在塔底加热同样借助常规加热的蒸发器进行。

本发明目的是提供一种后处理甲醇/水混合物的方法，该方法可在与已知方法相比降低要供入的加热蒸气要求下运行。

该目的通过一种蒸馏后处理甲醇/水混合物的方法而实现，该方法包括下列步骤：

(a)将甲醇/水混合物加入蒸馏塔中，

(b)在塔顶取出基本上包含甲醇的蒸气流并在塔底取出基本上包含水的底部料流，

(c)压缩至少一部分基本上包含甲醇的蒸气流，

(d)将压缩的蒸气流作为加热蒸气加入蒸发器中，在所述蒸发器中使至少一部分待分离的甲醇/水混合物蒸发。

至少一部分基本上包含甲醇的蒸气流的压缩和将压缩的蒸气流作为加热蒸气加入其中使至少一部分待分离的甲醇/水混合物蒸发的蒸发器中可大大降低或者在某些情况下甚至完全消除蒸馏塔运行所需的加热蒸气量。仅须供应能量以运行压缩蒸气流用压缩机。由于至少部分蒸气流释放出蒸发用能量且并非所有蒸气流均由该工艺取出，这同时还降低了由外部供应的能量的量。

在本发明上下文中，“基本上包含甲醇”是指甲醇的比例为至少99重量％，优选至少99.9重量％，尤其是至少99.99重量％。

“基本上包含水”是指水在料流中的比例为至少95重量％，优选至少99重量％，尤其是至少99.99重量％。

在本发明上下文中，在蒸馏塔顶部取出蒸气流是指蒸气流在蒸馏塔的内件上方作为顶部料流或作为侧线取出物而取出。基本上包含水的底部料流在塔底取出，通常在所述塔的较低塔板处取出，但取出也可在底部经由侧线取出而进行。

所用蒸馏塔可为本领域熟练技术人员已知的任何所需蒸馏塔。通常使用的蒸馏塔具有内件。合适的内件例如为塔板，非规整填料或规整填料。所用塔板通常为泡罩板、筛板、浮阀板、槽型泡罩板或长眼板。非规整填料通常为无规填料。所用无规填料通常为腊希环、鲍尔环、弧鞍形填料或

鞍形填料。规整填料例如以商品名

由Sulzer销售。除了提及的内件外，其他合适的内件是本领域熟练技术人员所已知的且同样可使用。

优选的内件具有低比压降/理论塔板。规整填料和无规填料具有例如显著低于塔板的压降/理论塔板。这具有如下优点：蒸馏塔中的压降保持最小，因此使压缩机机械输出和待蒸发的甲醇/水混合物的温度保持在低水平。

当塔中存在规整填料或非规整填料时，它们可被分隔或可存在连续填料。然而，通常存在至少两种填料，一种填料位于甲醇/水混合物进料点上方且一种填料位于甲醇/水混合物进料点下方。当使用非规整填料如无规填料时，所述无规填料通常位于合适的筛板或栅条盘上。

在优选实施方案中，用压缩的一部分基本上包含甲醇的蒸气流加热的蒸发器为中间蒸发器。这是指所述蒸发器设置在蒸馏塔底部上方。其具有如下优点：由蒸馏塔取出且导经所述蒸发器的待蒸发甲醇/水混合物的温度具有低于在塔底取出的基本上包含水的底部料流的蒸发温度。因此为了在中间蒸发器中蒸发甲醇/水混合物，蒸气流无需高度压缩，这使得压缩用能量输入较低。

然而，除了用压缩的蒸气流加热中间蒸发器以外，也可对加热至少一部分蒸馏塔底料流的蒸发器进行加热。然而，这要求蒸气流的较大压缩，因此蒸气流压缩所需的能量较高。

因此，其中加入有作为加热蒸气的压缩蒸气流的蒸发器优选为中间蒸发器。

所述蒸发器通常设置在蒸馏塔的外部。将要在蒸发器蒸发中的甲醇/水混合物经由取出口自该塔中取出并供入所述蒸发器。将任选具有残留液体部分的蒸发混合物经由进料口再循环回蒸馏塔中。当蒸发器为中间蒸发器时，将甲醇/水混合物取出并供入蒸发器的取出口为侧线取出口且将蒸发的甲醇/水混合物供回至该塔的进料口为侧线进料口。当蒸发器加热塔底时，将至少一部分底部取出料流供入蒸发器中，在蒸发器中蒸发并再循环回塔的底部区域中。然而，可选择地，也可例如在合适的塔板上(在使用中间蒸发器的情况下)或在塔底中形成压缩的蒸气流经其中的管。此时，蒸发在该塔板上进行或在塔底进行。然而，优选将蒸发器设置在该塔的外部。

可用压缩蒸气流加热的合适的蒸发器例如为自然循环蒸发器、强制循环蒸发器、强制循环闪蒸器、蒸气锅炉、降膜蒸发器或薄膜蒸发器。在自然循环蒸发器和强制循环蒸发器的情况下用于蒸发器的传热器通常为管束或板式设备。在使用管束传热器的情况下，压缩蒸气流可流经该管且待蒸发的甲醇/水混合物可围绕该管流动，或者压缩蒸气流围绕该管流动且待蒸发的甲醇/水混合物流经该管。在降膜蒸发器的情况下，待蒸发的甲醇/水混合物通常作为在管内侧上的薄膜加入且该管由外侧加热。与降膜蒸发器不同，在薄膜蒸发器中，额外提供有具有擦子(wiper)的转子，这使得待在该管内壁上蒸发的液体分布成薄膜。

然而，除了所提及的那些以外，还可使用本领域熟练技术人员已知且适于在蒸馏塔上使用的任何其他蒸发器设计。

当用压缩蒸气流作为加热蒸气运行的蒸发器为中间蒸发器时，优选所述中间蒸发器设置在蒸馏塔的汽提段或甲醇/水混合物的进料点区域中。所述中间蒸发器设置在蒸馏塔的汽提段或甲醇/水混合物的进料点区域中使得加热能量的绝大部分可通过中间蒸发器引入。例如可通过中间蒸发器引入大于80％的能量。根据本发明，优选对中间蒸发器进行设置和/或构造，以使得其引入蒸馏所需总能量的大于50％，尤其是大于75％。

在使用中间蒸发器的情况下，尤其有利的是对中间蒸发器进行设置，使得该蒸馏塔在中间蒸发器下方具有1-50块理论塔板，且在中间蒸发器上方具有1-200块理论塔板。尤其优选蒸馏塔在中间蒸发器下方具有2-10块理论塔板，且在中间蒸发器上方具有20-50块理论塔板。

通过其将甲醇/水混合物供入中间蒸发器的侧线取出料流和通过其将蒸发的甲醇/水混合物由蒸发器供回至蒸馏塔的侧线进料可位于相同的蒸馏塔板之间。然而，侧线取出和侧线进料也可处于不同高度。

在优选实施方案中，在使用中间蒸发器的情况下，中间蒸发器上方的蒸馏塔直径大于中间蒸发器下方的蒸馏塔直径。这具有可节省资金成本的优点。

在步骤(c)中，蒸气流可以以本领域熟练技术人员已知的任何所需方式压缩。例如，压缩可在一级或多于一级中进行。在多级压缩的情况下，可使用多个具有相同设计的蒸发器或具有不同设计的蒸发器。

一级压缩或多级压缩的采用取决于蒸气流要压缩到的压力。当将压缩蒸气流用于加热中间蒸发器时，压缩机要克服的压差小于在蒸馏塔底使用蒸气流加热压缩机的情况下的压差。要克服的较大压差可通过额外的压缩机级或更大功率的压缩机加以克服。然而，通常使用额外的压缩机级。

适于压缩蒸气流的压缩机为本领域熟练技术人员所已知的可压缩气流的任何所需压缩机。合适的压缩机例如为一级或多级汽轮机、活塞式压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机或轴流式压缩机。

在多级压缩的情况下，在每种情况下使用适于待克服压力级的压缩机。

除了用压缩的蒸气流运行蒸发器以外，优选使用设置在蒸馏塔底的其它常规加热蒸发器。当用蒸气流加热的蒸发器同样设置在塔底时，所述常规加热蒸发器例如可用于在蒸馏塔运行过程中额外提供热量。然而，常规加热蒸发器通常用于起动所述塔。在塔起动时，仍不能获得可用于加热蒸发器的充足蒸气，这使得首先必须由外部供应热量。在蒸馏塔起动之后，可在塔顶取出的蒸气量增加，运行可转换为用压缩蒸气流加热蒸发器模式。在本发明上下文中，首先可缓慢使通过蒸气流加热的蒸发器运行且可将常规加热的蒸发器加热至相应的较低程度或可等待在蒸馏塔中建立稳态运行阶段，然后由常规加热蒸发器模式转换至用压缩蒸气流加热蒸发器模式。

当用压缩蒸气流加热中间蒸发器时，使用额外的常规加热蒸发器从而在塔底进一步将热量引入蒸馏塔。在这种情况下，常规加热蒸发器在蒸馏塔的整个运行时间内运行。此时，为了起动塔，仍首先必须经由常规加热蒸发器将较大量的热引入蒸馏塔中，直至中间蒸发器可提供足够多的蒸气流以将其加热。然后，可降低通过常规加热蒸发器引入蒸馏塔中的热量。或者，在使用中间蒸发器的情况下，也可在塔底使用两个常规加热蒸发器。则将所述额外的常规加热蒸发器用于起动塔，且另一常规加热蒸发器在塔运行过程中继续运行。

待在蒸馏塔中分离的甲醇/水混合物可以以液体或气态形式提供。然而，优选提供呈气态形式的甲醇/水混合物。甲醇/水混合物优选经由侧线进料口加入。

当待在蒸馏塔中分离的甲醇/水混合物来源于碱金属甲醇盐的制备时，甲醇/水混合物优选以气态形式加入蒸馏塔中。

蒸馏塔的运行压力优选为0.2-10巴，尤其是0.5-3巴。

在本发明的一个实施方案中，将一部分基本上包含甲醇的蒸气流冷凝并送回至蒸馏塔中。可首先将送回至蒸馏塔中的蒸气流的冷凝部分自用于加热蒸发器的压缩蒸气流取出，或者自未压缩的其他部分取出。当用于运行蒸发器的一部分蒸气流冷凝且再循环至蒸馏塔时，优选将再循环至蒸馏塔的该部分在加入蒸馏塔之前减压至蒸馏塔的运行压力。将冷凝的蒸气流再循环至塔顶提高了甲醇的浓度并使甲醇的去除得以改善且使蒸气流中的甲醇纯度更高。

当将一部分基本上包含甲醇的蒸气流冷凝并送回至蒸馏塔中时，回流比优选为至少0.4，尤其是0.8-1.4。

为了防止惰性气体积聚，有利的是在蒸气压缩机的下游连接液体分离器。在液体分离器中除去的气体此时可以以子料流或完全由该工艺排出，这同样除去了所存在的惰性气体。

当将蒸馏后处理甲醇/水混合物的方法用于制备碱金属甲醇盐的方法中时，通常将甲醇/水混合物自用于制备碱金属甲醇盐的反应塔作为顶部料流取出。然后，可将作为顶部料流取出的甲醇/水混合物直接供入蒸馏塔中。然而，可选择地，也可使用蒸气压缩机，其中将作为顶部料流取出的甲醇/水混合物压缩，然后供入蒸馏塔中。甲醇/水混合物的压缩进一步降低了蒸馏塔中蒸馏所需的能量。

除了蒸馏后处理甲醇/水混合物的方法以外，本发明还涉及一种在反应塔中制备碱金属甲醇盐的方法，其中将甲醇和碱金属氢氧化物溶液加入反应塔中。在反应塔下端取出溶于甲醇中的碱金属甲醇盐。在反应塔上端取出甲醇/水混合物，然后将其通过上文所述的后处理甲醇/水混合物的方法由蒸馏而后处理。

在本发明的所述方法的设置中，用于制备碱金属甲醇盐的甲醇也可为甲醇含量大于99.8％且水含量为至多0.1％的市售甲醇。甲醇可在蒸馏塔的精馏段供入或直接在顶部供入。最佳进料点取决于所用甲醇的水含量，其次取决于馏出物中所需的残留水含量。所用甲醇中水的比例越高以及馏出物中纯度要求越高，则在蒸馏塔顶下方的若干理论塔板处进料就越有利。优选在蒸馏塔顶下方至多20块理论塔板，尤其是1-5块理论塔板处。

在其中制备碱金属甲醇盐的反应塔在碱金属氢氧化物溶液进料点和甲醇进料点之间包含优选至少2块，尤其是15-40块理论塔板。

反应塔通常包含内件。合适的内件例如为塔板、规整填料或无规填料。当反应塔包含塔板时，合适的为泡罩板、浮阀板或筛板。当反应塔包含塔板时，优选选择其中不大于5％，优选小于1％的液体经由特定塔板喷淋的那些塔板。使液体喷淋最小所需的结构措施对本领域熟练技术人员而言是熟知的。在浮阀板的情况下，例如选择特别紧密密封的浮阀设计。减少浮阀数还能使板孔中的蒸气速度提高至通常值的两倍。在使用筛板的情况下，特别有利的是降低板孔的直径并保持或者甚至增加孔数。

在使用规整或非规整填料的情况下，就液体的均匀分布而言优选规整填料。此外，在该实施方案中，在对应于大于2％的总塔横截面的塔横截面的任意部分中，就液体而言，液体相对于蒸气流的平均值必须不超过大于15％，优选不大于3％。保持该低液体量可使得由于线网中的毛细管效应而消除液体喷淋密度中的局部峰值。

在具有非规整填料，尤其是无规填料的塔的情况下，以及在具有规整填料的塔的情况下，液体分布的所需特性可通过在与塔夹套相邻的塔横截面的边缘区域(其对应于约2-5％总塔横截面)中，与其余横截面面积相比，将液体喷淋密度降低至多100％，优选降低5-15％而获得。这可例如通过用简单方式使液体分布器的滴出位置或其孔受控分布而实现。

碱金属甲醇盐可连续或分批制备，优选连续制备。在连续方法中，将任选与甲醇混合的通常呈含水形式的碱金属氢氧化物溶液供入反应塔的顶部。将反应塔作为纯汽提塔运行。在塔的下部区域中，将甲醇以蒸气形式供入。符合规格的碱金属甲醇盐经由底部取出而获得。仍包含水并离开塔顶的甲醇料流(上文称为甲醇/水混合物)通过如上所述的蒸馏后处理。然后将在蒸馏中获得的甲醇送回至反应塔中。

对甲醇的用量加以选择，以使得其同时用作获得的碱金属甲醇盐的溶剂。优选选择甲醇的量，以使得反应塔的底部存在所需浓度的碱金属甲醇盐溶液。

通常使用的碱金属氢氧化物溶液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液。

所述反应塔优选在无回流管下运行。这意味着将以蒸气形式取出的所有甲醇/水混合物供入蒸馏塔。优选将甲醇/水混合物以蒸气形式供入蒸馏塔。

当将一部分甲醇以蒸气形式加入反应塔的上端或反应塔的上端区域时，可减小反应塔下部区域的尺寸。当将一部分甲醇以蒸气形式加入反应塔的上端或反应塔的上端区域时，仅将10-70％，优选30-50％的部分供入反应塔的下端，其余部分以单个料流或分布于多个子料流之间以蒸气形式加入碱金属氢氧化物溶液进料点下方优选1-10块理论塔板，更优选1-3块理论塔板处。

在反应塔上部区域中设置一个或多个中间蒸发器可使反应塔下部区域的尺寸得以减小。在具有中间蒸发器的实施方案的情况下，还可将甲醇子料流以液体形式供入反应塔的上部区域。

反应塔优选在0.5-40巴，优选1-5巴，更优选1-3巴的压力下运行，因为压力越高，就能获得越低的热量输出和越少量的甲醇。

在由反应塔和蒸馏塔构成的整合系统中，在制备碱金属甲醇盐的情况下，蒸馏塔优选如下在压力下运行：所述压力的选择使得在蒸气压缩的情况下，对甲醇/水混合物或对供入反应塔的甲醇料流而言，可以以低水平的复杂程度获得所述塔之间的压力梯度。

将反应和稀释碱金属甲醇盐溶液所需的甲醇在至多为沸点，优选为室温的温度下加入蒸馏塔顶。在这种情况下，可为额外的甲醇提供专用进料，或者在再循环一部分自蒸馏塔顶取出的甲醇的情况下，在冷凝后，可将额外的甲醇与后者混合并可将它们一起供入塔中。此时，特别优选将新鲜甲醇加入收集由蒸气流冷凝出的甲醇的冷凝容器中。

在本发明的有利构造中，将反应塔和用于甲醇/水混合物后处理的蒸馏塔置于一个塔夹套中，其中塔的下部区域通过分隔壁分隔。在这种情况下，在塔的一部分中进行反应以获得碱金属甲醇盐，其中碱金属氢氧化物溶液大致在分隔壁的上端水平处加入且甲醇以蒸气形式自下端引入。然后将在碱金属氢氧化物溶液的加入点上方形成的甲醇/水混合物于分隔壁上方在用作蒸馏塔精馏段的整个塔区域分配。由分隔壁隔开的塔的第二下部为蒸馏塔的汽提段。然后将蒸馏所需能量经由位于由分隔壁隔开的塔的第二部分下端的蒸发器供应，其中该蒸发器可以以常规方式加热或可用压缩的蒸气流加热。当所述蒸发器以常规方式加热时，额外提供用压缩蒸气流加热的中间蒸发器。

经由分隔壁上方的塔上部中的回流管，还将一部分待分离的甲醇/水混合物送回至用作反应塔的隔壁塔部分中。然而，用作反应塔的隔壁塔部分紧上方的适当塔板构造可使送回至反应塔的该部分最少化。

本发明实施方案示于附图中并将在下文的描述中加以详细说明。

所述附图显示：

图1本发明蒸馏后处理甲醇/水混合物的方法的工艺流程图，

图2第一实施方案中制备碱金属甲醇盐的方法的工艺流程图，

图3第二实施方案中制备碱金属甲醇盐的方法的工艺流程图，

图4第三实施方案中制备碱金属甲醇盐的方法的工艺流程图。

图1显示了本发明蒸馏后处理甲醇/水混合物的方法的工艺流程图。

将甲醇/水混合物经由进料3供入蒸馏塔1中。蒸馏塔1可装备有塔板，非规整填料，尤其是无规填料或规整填料。当蒸馏塔1包含填料时，优选提供两种填料，一种填料位于进料3上方且一种填料位于进料3下方。在每种情况下，在进料3上方和进料3下方还可提供多于一种填料。

进料3优选为侧线进料且优选对其加以设置以使得进料3下方存在1-50块，尤其是2-10块理论塔板，且其上方存在1-200块，尤其是20-50块理论塔板。

在蒸馏塔1中，将甲醇/水混合物分离为基本上包含甲醇的蒸气流和基本上包含水的底部料流。将所述基本上包含甲醇的蒸气流经由塔顶的蒸气取出5取出。正如该实施方案所示，蒸气取出5可位于蒸馏塔1的顶部，但也可将蒸气取出5例如设置为蒸馏塔1的侧线取出。将蒸气取出5设置为侧线取出还允许使用具有低沸点馏分如烷烃(如丁烷)的甲醇。在将蒸气取出5设置为侧线取出的情况下，所述低沸点馏分可在蒸馏塔1的顶部以低甲醇损耗排出。然而，优选将蒸气取出5置于蒸馏塔1的顶部。为了不将任何液体与蒸气一起自蒸馏塔1中排出，优选在蒸气取出5下方提供作为额外内件存在于蒸馏塔1中的液滴分离器。所用液滴分离器例如可为本领域熟练技术人员已知的额外填料元件或任何所需的市售液滴分离器。

经由底部出口7除去基本上包含水的底部料流。将一部分基本上包含水的底部料流经由出口9自该工艺中取出。将另一部分基本上包含水的底部料流在蒸发器11中至少部分蒸发并经由进料13供入蒸馏塔1的下端。再循环料流与经由出口9取出的料流之比可借助阀15调节。

根据本发明，将蒸发器11用经由蒸气取出5取出的基本上包含甲醇的蒸气流加热。为此，将基本上包含甲醇的蒸气流在蒸气压缩机17中压缩。在蒸气压缩机17中，基本上包含甲醇的蒸气流压缩到的压力取决于所述基本上包含水的底部料流13蒸发所需的温度。所述蒸气可在蒸气压缩机17的一级中压缩或者在借助多个串联连接的蒸气压缩机在多级中压缩。在具有多个压缩机级的一个设备中进行多级蒸发也是可能的。由于释放出热量以用于在蒸发器11中蒸发基本上包含水的底部料流，至少一部分蒸气流冷凝。在节流器19中，将蒸气流减压至蒸馏塔1的运行压力并在蒸馏塔1的顶部经由进料21再循环至后者中。甲醇取出23用于自该工艺取出部分基本上包含甲醇的蒸气流。再循环至蒸馏塔1的包含甲醇的蒸气流与经由甲醇取出23自该工艺取出的基本上包含甲醇的蒸气流之比借助阀25调节。再循环和取出的蒸气流之比取决于甲醇在蒸气流中的所需纯度。

图2显示了第一实施方案中制备碱金属甲醇盐的方法的工艺流程图。

为了制备碱金属甲醇盐，将任选与甲醇或甲醇/水混合物混合的碱金属氢氧化物水溶液经由进料33供入反应塔31中。所述碱金属氢氧化物溶液也可用呈单独进料料流的甲醇或甲醇/水混合物补充。进料33包括传热器35，在流入反应塔31之前，将所述碱金属氢氧化物水溶液导经所述传热器35。在传热器35中，将所述碱金属氢氧化物水溶液加热至进料点的温度。任选将碱金属氢氧化物水溶液在传热器35中部分蒸发。用于加入任选与甲醇或甲醇/水混合物混合的碱金属氢氧化物水溶液的进料33位于反应塔31的上端。

将甲醇蒸气经由位于反应塔31下端的甲醇进料37引入反应塔31中。除了在塔下端供入甲醇进料37以外，还可将甲醇蒸气在反应塔上端经由一个或多个其他甲醇进料39供入。所述其他甲醇进料39优选位于碱金属氢氧化物水溶液的进料33下方1-10块理论塔板，尤其是1-3块理论塔板处。

经由底部出口41取出在反应塔31中制备的碱金属甲醇盐。将一部分碱金属甲醇盐经由蒸发器43和回流管45再循环至反应塔31，从而由此调节在底部出口41取出的碱金属甲醇盐溶液的浓度。

在反应塔31顶部，将甲醇/水混合物以蒸气形式经由蒸气取出47取出。

为了进行后处理，将在反应塔31顶部取出的甲醇/水混合物经由进料3供入蒸馏塔1。在蒸馏塔1中，将甲醇/水混合物分离为基本上包含水的底部料流和基本上包含甲醇的顶部料流。

经由底部出口7自蒸馏塔1取出基本上包含水的底部料流。将一部分基本上包含水的底部料流在蒸发器49中至少部分蒸发并经由进料13再循环至蒸馏塔1。未再循环至蒸馏塔1的基本上包含水的一部分底部料流经由出口9取出。

在此处所示的实施方案中，其中使基本上包含水的底部料流至少部分蒸发的蒸发器49为常规加热蒸发器。蒸发器49优选用蒸气加热。然而，也可使用本领域技术人员已知的蒸发器49的任何其他加热方式。

将基本上包含甲醇的蒸气流经由蒸气取出5自蒸馏塔1顶部取出。由蒸气取出5分出管51，在管51中设置有蒸气压缩机17。在蒸气压缩机17中，将基本上包含甲醇的蒸气流冷凝以加热蒸发器11。在此处所示的实施方案中，蒸发器11为中间蒸发器，在蒸发器11中使一部分待在蒸馏塔1中分离的甲醇/水混合物蒸发。为此，例如将一部分待分离的甲醇/水混合物经由蒸馏塔1上的侧线取出而取出，通过所述蒸发器并再循环至蒸馏塔中。待蒸发的甲醇/水混合物在其中通过的取出和进料可位于蒸馏塔1的相同理论塔板的水平处或不同位置。当进料和出口位于不同位置时，优选为蒸发器11提供甲醇/水混合物的取出位于将蒸发的甲醇/水混合物再循环至蒸馏塔1的蒸馏塔1的进料上方。

如此处所示，用作中间蒸发器的蒸发器11的位置优选使得蒸馏塔1的2-10块理论塔板处于蒸发器11下方且20-50块理论塔板处于所述蒸发器上方。

在蒸发器11中，使基本上包含甲醇的蒸气流通过将热传递给待蒸发的甲醇/水混合物而冷却且可部分或者甚至完全冷凝。然后将冷却的、任选至少部分冷凝的甲醇料流经由进料21至少部分再循环回至蒸馏塔1。将在蒸发器11中未凝出的一部分基本上包含甲醇的蒸气流在分支出管51的点之后，经由蒸气管53再循环至蒸气取出5中。然后，将蒸气取出5通至冷凝器55中。或者，除了蒸气取出5之外，还可将蒸气管53通至冷凝器55中并由此分离。在冷凝器55中，将一部分基本上包含甲醇的蒸气流冷凝并经由进料21再循环至蒸馏塔1。在这种情况下，可将在冷凝器55中凝出的一部分基本上包含甲醇的蒸气流首先通至源于蒸发器11的进料21中，并可将所有凝出的甲醇一起再循环至蒸馏塔1，或者将源于蒸发器11的进料21与源于冷凝器55的甲醇料流独立地通至蒸馏塔1。将在冷凝器55中未冷凝的一部分基本上包含甲醇的蒸气流经由甲醇进料37和任选至少一个其他甲醇进料39再循环至反应塔31。在反应塔31中消耗的甲醇经由蒸馏塔1顶部的甲醇进料57加入。经由蒸馏塔顶的甲醇进料57加入甲醇可进一步提高经由蒸气取出5取出的基本上包含甲醇的蒸气流的纯度。以这种方式，进一步降低引入反应塔31的水与甲醇的比例。除了经由塔顶的甲醇进料57加入甲醇以外，还可将甲醇进料57设置在蒸馏塔1的顶部下方至多10块理论塔板处。

可排出离开冷凝器55的一部分蒸气。这使得(例如)可排出夹带在该工艺中的惰性气体。所述惰性气体例如以溶于甲醇和/或碱中的气体形式进入该工艺中。少量的屏蔽气体也可通过密封装置进入该工艺中。为了排出所述惰性气体，在此处所示的实施方案中，在冷凝器55的下游分支出管63，通过管63取出一部分未冷凝的蒸气流。在另一冷凝器65中，将蒸气流进一步冷却。冷凝器65中所用的冷却介质例如为水或盐水。优选的冷却介质为盐水。使用盐水可获得比用水更低的温度，从而使得可冷凝更多部分的蒸气。将在冷凝器65中未冷凝的包含气态惰性气体的部分从该工艺中取出并可例如送至火焰或废气洗涤器以进一步处理。将冷凝的部分经由回流管67再循环至蒸馏塔中。如此处所示，回流管67可通至进料21，或可设置为供入蒸馏塔1中的单独进料。

在使用另一冷凝器65的情况下，在一个实施方案中可省略冷凝器55。此时，将获得所需甲醇纯度所必需的回流管经由冷凝器65实施。冷凝器65可具有一级或多级构造，优选为三级构造。此时，冷却在一级中用空气进行，在另一级中用水进行，且在第三个阶段中用盐水进行。

在此处未示出的实施方案中，也可将在蒸发器11中凝出的基本上包含甲醇的蒸气流的一部分用于进一步加热由冷凝器55取出的基本上包含甲醇的蒸气流的蒸气部分，然后将其经由甲醇进料37、39供入反应塔31中。

可将经由蒸馏塔1的蒸气取出5取出且经由甲醇进料37和另一甲醇进料39供入反应塔31中的蒸气流在蒸气压缩机59中压缩。然而，也可将甲醇蒸气供入反应塔31中，而不使用蒸气压缩机59。

图3显示了在第二实施方案中制备碱金属甲醇盐的方法的工艺流程图。

图3所示的实施方案与图2所示的实施方案的不同之处在于，不存在将一部分经由蒸气取出5自蒸馏塔1顶部取出且在冷凝器55中未凝出的甲醇蒸气压缩的蒸气压缩机59。

然而，在图3所示的实施方案中，另一蒸气压缩机61位于反应塔31的蒸气取出47中，其作为进料3通至蒸馏塔1中。在蒸气压缩机61中，额外为经由蒸气取出47自反应塔31取出的甲醇/水混合物提供蒸发所需的能量。首先，当蒸馏塔1在高于反应塔31的压力下运行时，可将甲醇/水混合物压缩至蒸馏塔1的压力。或者，也可将甲醇/水混合物压缩至高于蒸馏塔1运行压力的压力，使得甲醇/水混合物在进入蒸馏塔1中时突然减压。

图4显示了在第三实施方案中制备碱金属甲醇盐的方法的工艺流程图。与图2所示的实施方案不同，不提供单独的反应塔31和蒸馏塔1，而是将所述塔以隔壁塔71的形式在单个塔夹套中提供。

在隔壁塔71中，通过分隔壁73将下部区域分离为第一子区域75和第二子区域77。第一子区域75用作反应塔且第二子区域77用作蒸馏塔的汽提段。

在第一子区域75的上端，将在传热器35中加热且任选与甲醇或甲醇/水混合物混合的碱金属氢氧化物水溶液经由进料33供入。在第一子区域75的下部区域，将甲醇经由甲醇进料37以蒸气形式供入。此外，同样如图2所示，同样可将甲醇经由另一甲醇进料39以蒸气形式供入。

在第一子区域75的底部，将产物——处于甲醇中的碱金属甲醇盐经由底部出口41取出。将一部分经由底部出口41取出的料流经由蒸发器43和回流管45再循环至隔壁塔71的第一子区域75中。回流管45优选在甲醇进料37下方通至隔壁塔71的第一子区域75。在反应中形成的甲醇/水混合物以蒸气形式流经分隔壁73的上端并进入起蒸馏塔1精馏段作用的隔壁塔上部79。隔壁塔71的第二子区域77用作蒸馏甲醇/水混合物的汽提段。经由隔壁塔71上部79上的蒸气取出5自蒸馏中取出基本上包含甲醇的蒸气。如图2和3所示，将基本上包含甲醇的蒸气流的子料流经由管51供入蒸气压缩机17，在其中使基本上包含甲醇的蒸气流压缩。然后将压缩的蒸气流在蒸发器11中用作加热蒸气。在此处所示的实施方案中，还将蒸发器11设置为用作蒸馏塔的隔壁塔71部分的汽提段中的中间蒸发器。传递至待分馏的甲醇/水混合物的热量使一部分基本上包含甲醇的蒸气流冷凝。将冷凝部分优选在隔壁塔71的顶部经由进料21再循环至上部79。同样在隔壁塔的顶部，将与其一起可计量加入新鲜甲醇的甲醇进料57通出以代替在获得碱金属甲醇盐的反应中消耗的甲醇。将在蒸发器11中未冷凝的一部分基本上包含甲醇的蒸气流经由蒸气管53供入冷凝器55。在冷凝器55中，将导经蒸气管53的一部分基本上包含甲醇的蒸气流和未导经蒸气压缩机17的一部分基本上包含甲醇的蒸气流部分冷凝。将冷凝的部分同样经由隔壁塔71顶部再循环至隔壁塔71中。将未冷凝部分经由蒸气压缩机59再循环至隔壁塔71中，并将甲醇进料37和39再循环至用作反应塔的第一子区域75中。

所述隔壁塔优选在0.2-10巴的压力下，尤其是在0.5-3巴的压力下运行。

在第二子区域77的底部，将基本上包含水的底部料流经由底部出口7取出。使一部分基本上包含水的底部料流在蒸发器49中至少部分蒸发并优选在底部再循环至第二子区域77中。第二蒸发器49优选用加热蒸气以常规方式加热。

在所有实施方案中所用的蒸气压缩机例如可为一级或多级汽轮压缩机或螺杆压缩机。蒸气压缩机17的详细技术设置通常由生产商的说明指引且是本领域技术人员所熟知的。例如可在蒸气压缩机17的上游连接液滴分离器。

当用在蒸气压缩机17中压缩的基本上包含甲醇的蒸气流加热用作中间蒸发器的蒸发器11时，蒸发器11的面积大小优选使得温差不大于50K，尤其是不大于30K。小的温差可降低蒸气压缩机17所需的驱动输出。基本上包含甲醇的蒸气流在蒸气压缩机17中优选压缩1.5-19倍，尤其是2-4倍。在蒸气压缩机17中压力升高的精确值由蒸发器11的传热面积大小决定。

如此处所示，分隔壁73可将塔横截面分为两个圆部分，但或者也可构造成共轴分隔壁，在这种情况下，优选在内部区域中构造蒸馏的汽提段并在围绕分隔壁的环形部分中进行反应。

在图4所示的实施方案中，也可将由蒸发器11取出的基本上包含甲醇的蒸气流的冷凝部分用于进一步在合适传热器中加热由冷凝器55取出的基本上包含甲醇的蒸气流的蒸气部分。

在图3和4所示的实施方案中，可将惰性气体以与图2所示实施方案相同的方式排出。或者，也可在蒸气压缩机11的下游在管53中设置冷凝器以排出惰性气体。

附图标记列表

1蒸馏塔

3进料

5蒸气取出

7底部出口

9出口

11蒸发器

13进料

15阀

17蒸气压缩机

19节流器

21进料

23甲醇取出

25阀

31反应塔

33进料

35传热器

37甲醇进料

39另一甲醇进料

41底部出口

43蒸发器

45回流管

47蒸气取出

49蒸发器

51管

53蒸气管

55冷凝器

57甲醇进料

59蒸气压缩机

61另一蒸气压缩机

63管

65冷凝器

67回流管

71隔壁塔

73分隔壁

75第一子区域

77第二子区域

79上段

Claims (12)

1.一种蒸馏后处理甲醇/水混合物的方法，包括下列步骤：

(a)将甲醇/水混合物加入蒸馏塔(1)中，

(b)在蒸馏塔(1)顶部取出基本上包含甲醇的蒸气流并在蒸馏塔(1)底部取出基本上包含水的底部料流，

(c)压缩至少一部分所述基本上包含甲醇的蒸气流，

(d)将压缩的蒸气流作为加热蒸气加入蒸发器(11)中，使至少一部分待分离的甲醇/水混合物在所述蒸发器中蒸发。

2.根据权利要求1的方法，其中所述蒸发器(11)为中间蒸发器。

3.根据权利要求2的方法，其中所述中间蒸发器(11)设置于蒸馏塔(1)的汽提段中或甲醇/水混合物的进料点(3)的区域中。

4.根据权利要求2或3的方法，其中所述中间蒸发器(11)的设置使得蒸馏塔(1)在所述中间蒸发器(11)的下方具有1-50块理论塔板且在所述中间蒸发器(11)的上方具有1-200块理论塔板。

5.根据权利要求2-4中任一项的方法，其中所述中间蒸发器(11)上方的蒸馏塔(1)直径大于中间蒸发器(11)下方的直径。

6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中在所述蒸馏塔(1)底部设置另外的常规加热蒸发器(49)。

7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中将所述甲醇/水混合物以气态形式供入所述蒸馏塔(1)中。

8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中所述蒸馏塔(1)在0.2-10巴的压力下运行。

9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中使一部分基本上包含甲醇的蒸气流冷凝并送回至所述蒸馏塔(1)中。

10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中将所述甲醇/水混合物作为顶部料流自用于制备碱金属甲醇盐的反应塔(31)中取出。

11.一种在反应塔(31)中制备碱金属甲醇盐的方法，包括将甲醇和碱金属氢氧化物溶液加入反应塔(31)中，在反应塔(31)下端取出溶于甲醇中的碱金属甲醇盐并在反应塔(31)上端取出甲醇/水混合物，并根据权利要求1-10中任一项的方法对所述甲醇/水混合物进行后处理。

12.根据权利要求11的方法，其中所述反应塔(31)和用于后处理甲醇/水混合物的蒸馏塔(1)设置于一个塔夹套中，其中所述塔(71)的下部区域由分隔壁(73)分隔。

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