CN103012332A

CN103012332A - 使用填料塔精馏分离四氢呋喃-甲醇-水废溶剂的方法

Info

Publication number: CN103012332A
Application number: CN2012105205780A
Authority: CN
Inventors: 漆志文; 张弛; 尹晓龙; 徐春涛; 石利平
Original assignee: JIANGSU ALPHA PHARMACEUTICAL CO Ltd
Current assignee: Jiangsu alpha Pharmaceutical Co.,Ltd.
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: CN103012332B

Abstract

本发明公开了一种使用填料塔精馏分离四氢呋喃-甲醇-水废溶剂的方法，将含有四氢呋喃-甲醇-水的混合溶剂从填料塔中部加入填料塔中，同时将多元醇类萃取剂从中上部加入填料塔内，控制塔内操作压力为1～1.5atm、塔内回流比为1～3.0、塔顶温度60～70℃、塔釜温度130～160℃下进行精馏操作，在塔顶回流并得到纯度在98.0%以上的四氢呋喃。本工艺使用填料精馏塔进行操作，同时结合萃取剂循环利用。该分离工艺能耗低，流程简单，可以提高溶剂四氢呋喃的重复利用率，在减少企业生产成本的同时，也可减少对环境的污染和破坏。

Description

使用填料塔精馏分离四氢呋喃-甲醇-水废溶剂的方法

技术领域

本发明属于废溶剂回收领域，具体涉及一种使用填料塔精馏分离四氢呋喃-甲醇-水废溶剂的方法。

背景技术

众多手性药物在合成生产过程中，大量使用四氢呋喃、甲醇等溶剂，会产生许多主要为溶剂的混合废液。然而在常温常压下，四氢呋喃和甲醇的沸点非常接近（四氢呋喃为65.4℃，甲醇为64.8℃），故采用一般的精馏操作难以将其分离。此外，四氢呋喃和甲醇具有较好的互溶性，且与大多数有机或无机溶剂均能较好地相溶，故采用萃取操作也不可能将其分离。溶剂废液中四氢呋喃和甲醇的总含量较高，约占50%以上，故采用共沸精馏的方式将其分离所需操作成本过高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以填料塔为核心分离设备，对生产所产生的含四氢呋喃-甲醇-水体系的溶剂进行回收再利用的工艺，以及使用该工艺进行分离回收得到高纯度四氢呋喃的操作方法。本工艺使用填料精馏塔进行操作，同时结合萃取剂循环利用。该分离工艺能耗低，流程简单，可以提高溶剂四氢呋喃的重复利用率，在减少企业生产成本的同时，也可减少对环境的污染和破坏。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种使用填料塔精馏分离四氢呋喃-甲醇-水废溶剂的方法，其为：将含有四氢呋喃-甲醇-水的混合溶剂从填料塔中部加入填料塔中，同时将多元醇类萃取剂从中上部加入填料塔内，控制塔内操作压力为1～1.5atm、塔内回流比为1～3.0、塔顶温度60～70℃、塔釜温度130～160℃下进行精馏操作，在塔顶回流并得到纯度在98.0%以上的四氢呋喃。

在混合溶剂废液中四氢呋喃和甲醇的总含量较高，约占50%以上，一般需先将含有四氢呋喃、甲醇和水的混合废液进行预处理，得到四氢呋喃、甲醇和水的总含量在99%以上的含有四氢呋喃-甲醇-水的混合溶剂，再进入填料塔中进行精馏处理。

其中混合废液中四氢呋喃的含量为35%～85%（wt），水的含量为3%～5%（wt），其余大部分组成为甲醇，还有微量杂质可以在预处理中加以去除。所发明的工艺流程前段设置预处理系统，对溶剂进行预处理。预处理过程为加入碱进行反应并进行蒸发操作。通过加入碱和蒸发操作，转化脱除溶剂中的酯类、酸类以及一些其他的醇类物质和重组分，同时提浓四氢呋喃-甲醇混合溶液。预处理后得到的四氢呋喃、甲醇和水的总含量超过99%（wt）。

本工艺以以填料塔为核心分离设备，对药物合成过程所产生的含四氢呋喃-甲醇-水体系的溶剂进行回收再利用。

其中填料塔进一步可以为填料精馏塔。其可使用工业级波纹规整填料，装填块数为10～25，在每两块填料之间还进一步设置分布器，收集并重新分布从上段塔体流下来的液体。

精馏处理过程中，填料精馏塔操作压力优选为1-1.3atm，塔釜加热蒸汽压力为0.6-1.0MPa。塔内回流比优选为1-1.5，塔顶温度优选为63-68℃，进一步优选为65℃，塔釜温度130-160℃，优选140-150℃。回流位置设置在塔顶部。

废溶剂经过预处理后，从填料精馏塔的中部进料，其中混合溶剂的进料位置优选为填料塔的第四塔节或第五塔节位置，最优选在第四塔节与第五塔节之间；所述多元醇类萃取剂的进料位置优选为填料塔的第一塔节或第二塔节位置，最优选在第一塔节或第二塔节之间。

本发明采用的多元醇类萃取剂为乙二醇、丙三醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇或三甘醇。多元醇类萃取剂与混合溶剂的填料塔进料质量比为0.3-1.5：1。本发明的萃取剂，其沸点较高，在进行精馏时不易随上升蒸汽进入塔顶产品中，不影响塔顶产品质量，对于纯度和杂质含量要求严格的制药溶剂方面具有较大的优势。同时，在进行萃取剂后处理时，只需考虑脱除其中的轻组分成分，操作简捷。萃取剂无毒无腐蚀性，同时因其较高的沸点所以较其他的溶剂相比，可燃性、爆炸性大大降低，对于安全生产有着极大的帮助。

预处理得到的四氢呋喃-甲醇-水混合溶剂进入本发明之填料精馏塔中，进料位置为塔的中下部，通过分布器均匀淋洒在规整填料上，同时在塔的中上部加入萃取剂，控制回流比和塔釜加热量，即可在塔顶得到纯度在98.0%以上，进一步纯度在99.5%以上的四氢呋喃产品。塔顶四氢呋喃的采出率为0.1～0.4（相对于进料），优选为0.2～0.3。本工艺对四氢呋喃的回收率在90%以上。

精馏操作时得到的塔釜物流中主要含有甲醇、水和萃取剂，经过后处理可分离出萃取剂进行重新利用。具体操作是

将含萃取剂的塔釜物流进入减压塔，减压塔塔顶压力在10-60KPa，主要精馏脱除其中的水和甲醇后，塔釜得到纯度在99.5%以上的多元醇类萃取剂并继续通入填料塔进行循环利用。

本工艺的整个流程萃取剂损耗极小，另可设置一萃取剂补充管路，以便调节萃取剂量和补充损耗的萃取剂。

本发明涉及一种以填料塔为核心分离设备，对本企业生产所产生的含四氢呋喃-甲醇-水体系的溶剂进行回收再利用的工艺。本发明采用填料塔，结合萃取剂循环使用，可分离出高纯度的四氢呋喃产品，并在药物合成过程中循环使用，极大地提高了四氢呋喃溶剂的使用率和经济效益，减小废物排放。

附图说明

图1是本发明的一种工艺流程图。

流程中经过预处理的原料，在填料精馏塔中部进入塔内，同时在塔上部加入萃取剂，通过调节回流比和塔釜加热量，即可在塔顶得到纯度在98.0%-99.5%以上的四氢呋喃产品。图中：1-规整填料、2-分布器、3-回流采出控制装置、4-塔顶冷凝器、5-塔釜再沸器、6-塔顶产品计量罐。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的流程构成和操作方法做进一步说明。

在具体实施方案中，以填料精馏塔为核心分离设备，对企业产生的四氢呋喃-甲醇-水废溶剂溶液进行精馏分离回收操作，得到纯度很高的四氢呋喃产品，同时将萃取剂循环使用。一种具体分离四氢呋喃的方法如下：

将企业生产过程中产生的浓度为30%-65%的四氢呋喃-甲醇-水废溶剂原料加入到预处理系统中，加入固体氢氧化钠进行反应，并在蒸发罐中搅拌蒸发，除去其中的重组分杂质和酯类物质，得到总浓度99%以上的四氢呋喃-甲醇-水混合溶液。

将预处理后的四氢呋喃-甲醇-水溶液加入到填料精馏塔中，使用工业级波纹规整填料，在每两块填料之间设置分布器，装填块数为15～20，，进料位置为第四塔节与第五塔节之间。萃取剂A（即多元醇类萃取剂）从塔的中上部加入塔内，进料位置为第一塔节与第二塔节之间，加入的四氢呋喃-甲醇-水与塔内循环的萃取剂A相互作用，萃取剂A将四氢呋喃-甲醇-水中的甲醇和水萃取出来，四氢呋喃则上升至塔顶。

精馏塔塔顶得到的四氢呋喃可直接作为产品，塔釜的萃取剂A-甲醇-水混合溶液进入萃取剂循环处理系统，在减压塔内经减压精馏后，脱除其中溶解的轻组分甲醇和水，得到纯度在99.5％以上的萃取剂A，可以返回填料塔进行循环使用。

下面结合实施例进一步描述本专利的流程方法。

实施例1：

有一批溶剂，其质量组成为61.5%甲醇、35%四氢呋喃、3%水、其余为高沸点杂质的溶剂，将其以300kg/hr的速率加入到预处理系统中，得到的含有甲醇-四氢呋喃-水超过99%浓度的混合溶液进入填料精馏塔中。填料精馏塔上部按1:1的溶剂比（溶剂量：萃取剂量，质量比）加入1,3-丙二醇，控制回流比为1-1.5，控制塔顶温度65℃，塔底温度150～155℃，控制塔顶采出率为0.2（相对于进料），塔压控制在1-1.3个atm，即可在塔顶得到纯度在99.5%以上的四氢呋喃产品。在填料精馏塔釜的1,3-丙二醇-甲醇-水混合物流进入萃取剂回收塔中进行减压精馏操作，塔顶蒸出水和甲醇的混合物，塔釜得到纯度99%以上的1,3-丙二醇，循环利用。经过本流程，得到纯度99.6%的四氢呋喃产品，四氢呋喃的回收率90%。

实施例2：

有一批溶剂，其质量组成为31.6%甲醇、63.2%四氢呋喃、5%水、其余为高沸点杂质的溶剂，将其以300kg/hr的速率加入到预处理系统中，得到的只含有甲醇-四氢呋喃-水的混合溶液进入填料精馏塔中。填料精馏塔上部按1:0.8的溶剂比（溶剂量：萃取剂量，质量比）加入丙三醇，控制回流比为1-1.5，控制塔顶温度65℃，塔底温度155～160℃，控制塔顶采出率为0.3（相对于进料），塔压控制在1-1.3个大气压，即可在塔顶得到纯度在99.5%以上的四氢呋喃产品。在填料精馏塔釜的丙三醇-甲醇-水混合物流进入萃取剂循环系统进行萃取剂回收。经过本流程，得到纯度99.8%的四氢呋喃产品，四氢呋喃的回收率91%。

Claims

1.一种使用填料塔精馏分离四氢呋喃-甲醇-水废溶剂的方法，其特征在于将含有四氢呋喃-甲醇-水的混合溶剂从填料塔中部加入填料塔中，同时将多元醇类萃取剂从中上部加入填料塔内，控制塔内操作压力为1～1.5atm、塔内回流比为1～3.0、塔顶温度60～70℃、塔釜温度130～160℃下进行精馏操作，在塔顶回流并得到纯度在98.0%以上的四氢呋喃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将含有四氢呋喃、甲醇和水的混合废液先进行预处理，得到四氢呋喃、甲醇和水的总含量在99%以上的含有四氢呋喃-甲醇-水的混合溶剂，再进入填料塔中进行处理；所述预处理为加入碱进行反应并进行蒸发操作。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述混合废液中四氢呋喃的含量为35%～85%，水的含量为3%～5%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述填料塔为填料精馏塔，其使用工业级波纹规整填料，装填块数为10～25，在每两块填料之间设置分布器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述含有四氢呋喃-甲醇-水的混合溶剂的进料位置为填料塔的第四塔节或第五塔节位置，所述多元醇类萃取剂的进料位置为填料塔的第一塔节或第二塔节位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述多元醇类萃取剂为乙二醇、丙三醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇或三甘醇。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述多元醇类萃取剂与混合溶剂的填料塔进料质量比为0.3-1.5：1。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于塔顶四氢呋喃的采出率为0.1～0.4，塔顶得到的四氢呋喃的纯度在99.5%以上，四氢呋喃的回收率在90%以上。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于精馏操作时得到的含多元醇类萃取剂的塔釜物流进入减压塔，脱除其中的水和甲醇后，得到纯度在99.5%以上的多元醇类萃取剂并继续加入填料塔进行循环利用。