CN103360207B - 回收丁醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回收丁醇的方法，主要解决现有技术存在能量消耗大的问题。本发明通过采用包括以下步骤：a）含甲醇、丁醇和水的物流1从中部进入甲醇分离塔T1，经精馏分离后，塔顶得到物流2，塔底得到物流3；物流2进入后续流程；b）物流3进入层析器D1，经分层分离后，得到物流4和物流5，物流5进入后续流程；c）物流4进入丁醇重质塔T2，经精馏分离后，塔顶得到物流6，塔底得到物流7；物流7进入后续流程；d）物流6进入丁醇产品塔T3，经精馏分离后，塔顶得到物流9，塔底得到产品丁醇；物流9返回至层析器D1的技术方案较好地解决了该问题，可用于1,4-丁二醇生产工艺流程中回收丁醇的工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种回收丁醇的方法。
背景技术
丁醇是一种重要的有机化工产品，主要用于制造邻苯二甲酸、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯类增塑剂，它们广泛用于各种塑料和橡胶制品中，也是有机合成中制丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等的原料。
1,4-丁二醇(BDO)主要用于生产聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、γ-丁内酯（GBL）、聚氨酯（PU）和四氢呋喃等。近年来国内市场的需求量随着PBT树脂和氨纶等下游行业的发展而快速增产，1,4-丁二醇在国内一直处于供不应求的状态。
目前生产1,4-丁二醇的方法是以马来酸酐为原料，经低碳醇酯化、加氢得到1,4-丁二醇。这在很多专利中已经进行了详细说明，如US4795824、WO90/08127、US4751334、WO88/00937、US4584419等。其中，在加氢反应阶段，琥珀酸二甲酯（DMS）与氢气反应生成了丁醇。因为一般BDO生产规模较小，所以一般在BDO的生产工艺中，丁醇作为有机废物被直接排放。然而，随着BDO工业的发展，其生产规模越来越大，副产物丁醇的含量也相应逐渐增高，作为一种市场价格较高的化学品，如果仍将其作为有机废物排出，将会造成较大的经济损失。所以从经济性角度进行考虑，将副产物丁醇作为一种产品回收便有了必要。
目前在工业生产中回收丁醇时，先将含甲醇、水、丁醇及少量重组分杂质的混合物流送入甲醇分离塔，大部分甲醇从塔顶馏出，塔釜得到粗丁醇（含甲醇、丁醇和水）物流。这部分物流经丁醇重质塔分离，塔顶物流进入层析器，经分层后，富含丁醇的物流再进入丁醇产品塔。这样的流程设置，使得进入层析器进行分离的物流先全部进行加热汽化后从塔顶馏出，再通过塔顶冷凝器冷却为液相后，最后才进入层析器分层。也就是说，这个过程中将需要通过层析器分离的物料进行了一次加热，从而造成了能量的浪费，存在能量消耗大的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术存在能量消耗大的问题，提供一种新的回收丁醇的方法。该方法可以有效地降低热能的消耗。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种回收丁醇的方法，包括以下步骤：
a）含甲醇、丁醇和水的物流1从中部进入甲醇分离塔T1，经精馏分离后，塔顶得到物流2，塔底得到物流3；物流2进入后续流程；
b）物流3进入层析器D1，经分层分离后，得到物流4和物流5，物流5进入后续流程；
c）物流4进入丁醇重质塔T2，经精馏分离后，塔顶得到物流6，塔底得到物流7；物流7进入后续流程；
d）物流6进入丁醇产品塔T3，经精馏分离后，塔顶得到物流9，塔底得到产品丁醇；物流9返回至层析器D1。
上述技术方案中，所述甲醇分离塔T1的操作条件：塔釜温度为115～135℃，塔顶温度为90～110℃，操作压力为0.3～0.45MPa，回流比1～3。所述丁醇重质塔T2的操作条件：塔釜温度为110～145℃，塔顶温度为65～85℃，常压操作，回流比0.8～2.7。所述丁醇产品塔T3的操作条件：塔釜温度为85～105℃，塔顶温度为55～75℃，常压操作，回流比0.2～1.5。所述层析器D1的操作条件：温度为30～40℃，常压操作。以重量百分比计，物流1中甲醇的含量为90~95%，水的含量为3~6%，丁醇的含量为2~5%。
本发明方法将层析器设置在甲醇分离塔T1和丁醇重质塔T2之间，由于在较低温度下完成了分层，在进入后续精馏塔之前将废水相排除，从而减少了后续精馏塔的能量消耗，后续工段可以节约热能达24%，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为现有技术流程示意图。
图2为本发明方法流程示意图。
图1和图2中，1为含甲醇、丁醇和水的物流，2为甲醇分离塔T1塔顶液相出料，3为甲醇分离塔T1塔釜液相出料，4为层析器D1第一液相出料，5为层析器D1第二液相出料，6为丁醇重质塔T2塔顶液相出料，7为丁醇重质塔T2塔釜液相出料，8为丁醇产品塔T3塔釜液相出料，9为丁醇产品塔T3塔顶液相出料。
图1中，含甲醇、丁醇和水的物流1从中部进入甲醇分离塔T1，将大部分甲醇物流2从塔顶分离，物流2返回酯化工段；塔釜得到含甲醇、水和丁醇的物流3。物流3进入丁醇重质塔T2，精馏分离，液相物流7从塔釜排出，塔顶物流6经冷却后进入层析器D1，经分层分离后，将甲醇-水混合物流5与甲醇-水-丁醇混合物流4分层分离，甲醇-水混合物流5作为废料排出。物流4进入丁醇产品塔T3，经精馏分离，将含甲醇与少量丁醇的物流9从塔顶馏出，返回至层析器D1中再精制；塔底得到产品丁醇物流9。
图2中，含甲醇、丁醇和水的物流1从中部进入甲醇分离塔T1，将大部分甲醇物流2（其中甲醇重量含量≥99.9%）从塔顶分离，物流2返回酯化工段；塔釜得到含甲醇、水和丁醇的物流3。物流3进入层析器D1，经分层分离后，将甲醇-水混合物流5（其中丁醇的重量含量≥0.5%）与甲醇-水-丁醇混合物流4（其中丁醇的重量含量≥60%）分层分离，甲醇-水混合物流5作为废料排出。甲醇-水-丁醇混合物流4进入丁醇重质塔T2进一步分离，经精馏分离后，从塔底将含水及重组分杂质的物流7分离出，物流7作为废液排出；塔顶得到甲醇-水-丁醇混合物流6（其中丁醇的重量含量≤67.5%）。物流6进入丁醇产品塔T3继续分离，将含甲醇与少量丁醇的物流9（其中丁醇的重量含量≤5%）从塔顶馏出，返回至层析器D1中再精制；塔底得到产品丁醇物流8（其中丁醇的重量含量≥91%）。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
【实施例1】
采用图2所示流程，液相物流1从中部进入甲醇分离塔T1，经精馏后，塔顶得到液相物流2，塔釜得到液相物流3。液相物流2作为塔顶产品进入后续工段。液相物流3进入到层析器D1中分层，分离为液相物流4和物流5，液相物流5作为废液进行处理。液相物流4从中部进入丁醇重质塔T2中，经精馏后，塔顶得到液相物流6，塔釜得到液相物流7，液相物流7作为废液进行处理。液相物流6从中部进入到丁醇产品塔T3中，经精馏后，塔顶得到液相物流9，塔釜得到液相物流8。液相物流9经换热器降低温度后，进入到层析器D1中，循环提取液相物流9中的丁醇。液相物流8作为塔釜产品加入到后续丁醇产品罐中。
其中，甲醇分离塔T1的操作条件：塔板数为25块，塔釜温度为123℃，塔顶温度为101℃，操作压力为0.38MPa，回流比为1.5。
层析器D1的操作条件：操作温度为35℃，常压操作。
丁醇重质塔T2的操作条件：塔板数为9块，塔釜温度为117℃，塔顶温度为75.9℃，常压操作，回流比为1.1。
丁醇产品塔T3的操作条件：塔板数为18块，塔釜温度为96.2℃，塔顶温度为66.1℃，常压操作，回流比为0.6。
通过该分离工段后，主要物流组成见表1，总热能消耗为4926kw。
表1
| 物流号 | 物流2 | 物流8 |
| 甲醇浓度（重量%） | 99.99 | 2.6 |
| 丁醇浓度（重量%） | - | 91.7 |
【比较例1】
采用图1所示流程，含甲醇、丁醇和水的物流1从中部进入甲醇分离塔T1，将大部分甲醇物流2从塔顶分离，物流2返回酯化工段；塔釜得到含甲醇、水和丁醇的物流3。物流3进入丁醇重质塔T2，精馏分离，液相物流7从塔釜排出，塔顶物流6经冷却后进入层析器D1，经分层分离后，将甲醇-水混合物流5与甲醇-水-丁醇混合物流4分层分离，甲醇-水混合物流5作为废料排出。物流4进入丁醇产品塔T3，经精馏分离，将含甲醇与少量丁醇的物流9从塔顶馏出，返回至层析器D1中再精制；塔底得到产品丁醇物流9。
各设备的操作条件：甲醇分离塔T1的操作条件：塔板数为25块，塔釜温度为123℃，塔顶温度为101℃，操作压力为0.38MPa，回流比为1.5。
层析器D1的操作条件：操作温度为35℃，操作压力为0.1MPa。
丁醇重质塔T2的操作条件：塔板数为9块，塔釜温度为102.5℃，塔顶温度为88.7℃，塔顶操作压力为0.1 MPa，塔釜操作压力为0.11MPa，没有回流。
丁醇产品塔T3的操作条件：塔板数为18块，塔釜温度为95.8℃，塔顶温度为65.7℃，塔顶操作压力为0.1 MPa，塔釜操作压力为0.11MPa，回流比为0.6。
通过该分离工段后，主要物流组成见表2，总热能消耗为5013kw。
表2
| 物流号 | 物流2 | 物流8 |
| 甲醇浓度（重量%） | 99.99 | 2.4 |
| 丁醇浓度（重量%） | - | 91.3 |
从表1和表2可见，两种分离方法均可得到合格的产品，而【实施例1】1中，将层析器置于丁醇重质塔之前，将一部分甲醇和水先分离排出，减少了进入丁醇重质塔的甲醇量与水量，从而降低了丁醇重质塔与丁醇产品塔的能耗，节约能耗24%。
【实施例2】
同【实施例1】，只是改变操作条件。
其中，甲醇分离塔T1的操作条件：塔板数为25块，塔釜温度为123.4℃，塔顶温度为101.3℃，操作压力为0.38MPa，回流比为1.5。
层析器D1的操作条件：操作温度为35℃，常压操作。
丁醇重质塔T2的操作条件：塔板数为9块，塔釜温度为116.9℃，塔顶温度为75.8℃，常压操作，回流比为2.5。
丁醇产品塔T3的操作条件：塔板数为18块，塔釜温度为96.3℃，塔顶温度为64.8℃，常压操作，回流比为1.2。
通过该分离工段后，主要物流组成见表3，总热能消耗为5058kw。
表3
| 物流号 | 物流2 | 物流8 |
| 甲醇浓度（重量%） | 99.99 | 0.6 |
| 丁醇浓度（重量%） | - | 91.3 |
Claims (5)
1.一种回收丁醇的方法，包括以下步骤：
a)含甲醇、丁醇和水的物流1从中部进入甲醇分离塔T1，经精馏分离后，塔顶得到物流2，塔底得到物流3；物流2进入后续流程；
b)物流3进入层析器D1，经分层分离后，得到物流4和物流5，物流5进入后续流程；
c)物流4进入丁醇重质塔T2，经精馏分离后，塔顶得到物流6，塔底得到物流7；物流7进入后续流程；
d)物流6进入丁醇产品塔T3，经精馏分离后，塔顶得到物流9，塔底得到产品丁醇；物流9返回至层析器D1；
以重量百分比计，所述含甲醇、丁醇和水的物流1由甲醇、水、丁醇及少量重组份杂质组成，其中甲醇的含量为90～95％，水的含量为3～6％，丁醇的含量为2～5％。
2.根据权利要求1所述的回收丁醇的方法，其特征在于所述甲醇分离塔T1的操作条件：塔釜温度为115～135℃，塔顶温度为90～110℃，操作压力为0.3～0.45MPa，回流比1～3。
3.根据权利要求1所述的回收丁醇的方法，其特征在于所述丁醇重质塔T2的操作条件：塔釜温度为110～145℃，塔顶温度为65～85℃，常压操作，回流比0.8～2.7。
4.根据权利要求1所述的回收丁醇的方法，其特征在于所述丁醇产品塔T3的操作条件：塔釜温度为85～105℃，塔顶温度为55～75℃，常压操作，回流比0.2～1.5。
5.根据权利要求1所述的回收丁醇的方法，其特征在于所述层析器D1的操作条件：温度为30～40℃，常压操作。
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