CN104672042A

CN104672042A - 一种二异丙苯同分异构体混合物的分离方法

Info

Publication number: CN104672042A
Application number: CN201510088521.1A
Authority: CN
Inventors: 张春勇; 舒莉; 郑纯智; 文颖频; 葛笑; 吴桐; 程洁红
Original assignee: Jiangsu University of Technology
Current assignee: Jiangsu University of Technology
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2033-10-28
Also published as: CN104672042B

Abstract

本发明公开了一种二异丙苯同分异构体混合物的分离方法，首先混合二异丙苯从萃取精馏塔中部进料，萃取剂从萃取精馏塔上部进料，萃取精馏塔的塔顶分离出高浓度间二异丙苯；对二异丙苯和萃取剂的混合物经萃取精馏塔的塔底进入到普通精馏塔，普通精馏塔的塔顶分离出高浓度对二异丙苯，塔底回收萃取剂，并通过混合器与新鲜萃取剂混合后返回萃取精馏塔循环使用。本发明的分离工艺流程简单，能耗低，分离成本低，具有较好的经济效益和社会效益。

Description

一种二异丙苯同分异构体混合物的分离方法

本申请是申请号为201310515838.X，申请日为2013年10月28日，发明创造名称为“二异丙苯同分异构体混合物的分离方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种混合物的分离方法，具体涉及一种二异丙苯同分异构体混合物的分离方法。

背景技术

二异丙苯同分异构体混合物一般存在于苯酚-丙酮、苯与丙烯合成异丙苯等一系列反应的副产物中。二异丙苯有邻、间、对三种异构体, 其中间二异丙苯是一种非常重要的精细有机化工原料, 可以用于氧化法制间苯二酚；采用间二异丙苯氧化法合成间苯二酚工艺先进且污染小。异丙苯生产过程中产生的二异丙苯中三个异构体的比例为间∶对∶邻=65∶34∶1，由于邻二异丙苯的含量极少，因此主要将间二异丙苯与对二异丙苯分离开即可。

二异丙苯异构体的分离有精馏、萃取、生物酶、膜分离、分子精馏、结晶等方法。二异丙苯的三种异构体沸点非常接近并且具有一定的热敏性，间二异丙苯和对二异丙苯的沸点分别为203℃和210.3℃，两者的相对挥发度较小，用常规的精馏方法将其分离则需要150多块塔板，而且操作时间长，精馏过程能耗高，产品容易发生热敏反应。

为了获得高浓度间二异丙苯，利用分子筛催化剂对混合二异丙苯进行异构化反应和裂化反应，通过择形催化将对二异丙苯异构化生成间二异丙苯或将二异丙苯裂化成小分子苯、异丙苯，最后通过精馏方式获得间二异丙苯。异构化反应和裂化反应法工艺过程复杂，在反应过程不可避免地会损失一部分间二异丙苯，而且最终还是用通过精馏来获得高含量的间二异丙苯。开发经济的分离二异丙苯混合物技术具有十分重要的意义。

中国专利文献CN 102219634 B（申请号 201110107191.8）公开了一种减压间歇精馏分离二异丙苯同分异构体的方法，在精馏塔塔釜中加入经过初分馏的二异丙苯同分异构体的混合液，加热进行全回流操作，塔顶和塔底温度分别为80.0℃和90.0℃；首先以7/1-9/1的变回流比操作采出纯度大于99.0wt%的间二异丙苯；经过过渡馏分的采出，塔顶温度逐渐稳定在90.0℃，当塔顶产品的纯度大于99.0%时，以15/1-20/1的变回流比操作采出纯度大于99.0wt%的间二异丙苯。该方法对操作的要求较高，精馏时间也较长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、能耗低的二异丙苯同分异构体混合物的分离方法。

实现本发明目的的技术方案是一种二异丙苯同分异构体混合物的分离方法，所用分离装置包括混合器、萃取精馏塔、泵和普通精馏塔，混合器的出料口通过出料管道与萃取精馏塔的上部相连，萃取精馏塔的塔底通过管道与泵进料口相连通，泵的出料口与普通精馏塔相连，普通精馏塔的塔底通过管道与混合器相连通；包括以下步骤：

①加热使萃取精馏塔塔釜釜温逐渐升高，进行全回流操作至塔顶温度稳定在150℃～210℃，塔底温度稳定在150℃～210℃；将待分离的二异丙苯同分异构体混合物从萃取精馏塔的中部进料，将萃取剂在混合器中混合后从萃取精馏塔的上部进料；萃取精馏塔的塔顶采出间二异丙苯并进入储罐；萃取剂与二异丙苯同分异构体混合物的进料摩尔比为0.5～15∶1。

②加热使普通精馏塔塔釜釜温逐渐升高，进行全回流操作至塔顶温度稳定在150℃～210℃，塔底温度稳定在150℃～215℃；将步骤①萃取精馏后萃取精馏塔的塔底液体由泵输送到普通精馏塔的中部，萃取精馏塔的塔底液体为对二异丙苯和萃取剂的混合物；在普通精馏塔的塔顶采出对二异丙苯并进入储罐。

③将步骤②普通精馏后塔底回收的萃取剂通过管道输送至混合器中，在混合器中回收的萃取剂与新鲜萃取剂混合后进入萃取精馏塔中循环使用。

上述步骤①中萃取剂为邻苯二甲酸二酯中的一种或一种以上的邻苯二甲酸二酯混合物。

优选的，步骤①中萃取剂为邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或其中两种的混合物。

上述步骤①中萃取精馏塔的塔板数为20～100块；萃取精馏时回流比为1～6∶1；萃取精馏塔塔顶冷凝器压力为0.1atm～2.0atm。

上述步骤①中二异丙苯同分异构体混合物进料温度为22℃～28℃，进料压力为1.0～1.1atm，进料板为距离塔顶2/5～3/5处的塔板。

作为优选的，萃取剂进料温度为22℃～28℃，进料压力为1.0～1.1atm，进料板为第2块至第四块塔板。

上述步骤②中普通精馏塔的塔板数为5～30块；普通精馏时回流比为1.0～5.0∶1；普通精馏塔塔顶冷凝器压力为0.1atm～2.0atm。

上述步骤②中对二异丙苯和萃取剂的进料温度为0℃～210℃，进料压力为1.0～1.2atm，进料板为距离塔顶2/5～3/5处的塔板。

本发明具有积极的效果：（1）本发明的分离二异丙苯同分异构体混合物的方法采用萃取精馏和普通精馏结合的方式。在萃取精馏时，选择邻苯二甲酸二酯作为萃取剂，并控制混合物料与萃取剂的比例和适当的回流比，首先在萃取精馏塔塔顶分离出间二异丙苯；萃取精馏塔塔底流出的对二异丙苯和邻苯二甲酸二酯的混合物进入普通精馏塔中进行分离，本发明的分离工艺流程简单，能耗低，分离成本低，具有较好的经济效益和社会效益。

（2）萃取精馏时所用的萃取剂邻苯二甲酸二酯循环使用，减少了物料消耗和萃取剂处理的成本。

附图说明

图1为本发明的二异丙苯同分异构体混合物的分离工艺流程图；

上述附图中的标记如下：混合器1，萃取精馏塔2，泵3，普通精馏塔4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

见图1，本发明的分离二异丙苯同分异构体混合物的装置包括混合器1、萃取精馏塔2、泵3和普通精馏塔4。混合器1的出料口通过出料管道与萃取精馏塔2的上部相连，萃取精馏塔2的塔底通过管道与泵3进料口相连通，泵3的出料口与普通精馏塔4的中部相连，普通精馏塔4的塔底通过管道与混合器1相连通。

（实施例1）

本实施例的二异丙苯同分异构体混合物的分离方法包括以下步骤：

①通过加热导热油的控制系统使萃取精馏塔塔釜釜温逐渐升高，进行全回流操作至塔顶温度稳定在150℃～210℃（本实施例中为203℃），塔底温度稳定在150℃～210℃（本实施例中为208℃）。

将待分离的二异丙苯同分异构体混合物以0.005kmol/h的进料量从萃取精馏塔2的中部进料。萃取精馏塔1的塔板数为60。萃取精馏塔塔顶冷凝器压力为1atm。

二异丙苯同分异构体混合物中间二异丙苯的摩尔分数为60%，对二异丙苯的摩尔分数为40%，混合物进料温度为25℃，进料压力为1.0atm，进料板为第29块。

萃取剂邻苯二甲酸二壬酯从储罐中由管道输送至混合器1中，在混合器1中混合后以0.025kmol/h的进料量从萃取精馏塔2的上部进料。邻苯二甲酸二壬酯进料温度为25℃，进料压力为1atm，进料板为第2块。萃取剂邻苯二甲酸二壬酯与二异丙苯同分异构体混合物的进料摩尔比为5∶1。

控制萃取精馏塔塔顶回流比为6∶1，蒸馏速率为0.003 kmol/h，塔顶冷凝器压力为1atm开始采出，萃取精馏塔1的塔顶采出间二异丙苯并进入储罐；萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯的摩尔分数为97.64%，收率为97.64%。

②通过加热导热油的控制系统使普通精馏塔4的塔釜釜温逐渐升高，进行全回流操作至塔顶温度稳定在150℃～210℃（本实施例中为209℃），塔底温度稳定在150℃～215℃（本实施例中为212℃）。

将步骤①萃取精馏后萃取精馏塔2的塔底液体由泵3输送到普通精馏塔4的中部；萃取精馏塔2的塔底液体为邻苯二甲酸二壬酯和对二异丙苯的混合物。

普通精馏塔4的塔板数为10，蒸馏速率为0.002025 kmol/h。邻苯二甲酸二壬酯和对二异丙苯的混合物进料压力为1.0atm，进料板为第5块。

控制塔顶回流比为2∶1，普通精馏塔塔顶冷凝器压力为1atm，在普通精馏塔4的塔顶采出对二异丙苯并进入储罐。普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为95.28%，收率为96.47%。

③将步骤②普通精馏后塔底回收的萃取剂邻苯二甲酸二壬酯通过管道输送至混合器1中；在混合器1中回收的萃取剂与新鲜萃取剂混合后进入萃取精馏塔1中循环使用。

本实施例的整个分离操作过程塔釜温度较低，能耗较小，工艺操作简单且分离效率高；由于萃取剂邻苯二甲酸二壬酯可以循环使用，因此减少了物料消耗和萃取剂处理的成本。本实施例的分离成本较低，具有较好的经济效益和社会效益。

（实施例2）

本实施例的二异丙苯同分异构体混合物的分离方法其余与实施例1相同，不同之处在于：

步骤①萃取精馏时控制萃取精馏塔塔顶冷凝器压力为0.8atm，萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯的摩尔分数为97.97%，收率为97.97%。

步骤②普通精馏时控制普通精馏塔塔顶冷凝器压力为0.8atm，普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为95.79%，收率为96.99%。

（实施例3）

步骤①萃取精馏时萃取精馏塔回流比为3∶1，萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯的摩尔分数为97.48%，收率为97.48%。步骤②普通精馏中普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为95.05%，收率为96.24%。

（实施例4）

步骤②普通精馏时回流比为4∶1，普通精馏中普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为95.31%，收率为96.49%。

（实施例5）

步骤①中萃取精馏塔塔板数为40。萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯的摩尔分数为91.98%，收率为91.98%。普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为86.90%，收率为87.98%。

（实施例6）

步骤②普通精馏塔塔板数为20。普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为95.30%，收率为96.49%。

（实施例7）

步骤①中萃取剂的进料量为0。萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯烷的摩尔分数为86.36%，收率为86.36%。普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为0%，收率为0%。

（实施例8）

步骤①中萃取剂为邻苯二甲酸二癸酯。萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯烷的摩尔分数为97.68%，收率为97.68%。

步骤②普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为95.53%，收率为96.52%。

（实施例9）

步骤①中萃取剂为邻苯二甲酸二癸酯和邻苯二甲酸二壬酯的混合物，邻苯二甲酸二癸酯的摩尔分数为50%。萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯烷的摩尔分数为97.66%，收率为97.66%。

步骤②普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为95.53%，收率为96.49%。

（实施例10）

步骤①中萃取剂为邻苯二甲酸二辛酯，萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯烷的摩尔分数为97.56%，收率为97.56%。

步骤②普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为94.76%，收率为95.95%。

（实施例11）

步骤①中萃取剂邻苯二甲酸二壬酯与二异丙苯混合物的进料摩尔比为0.5∶1。萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯的摩尔分数为91.51%，收率为91.01%。普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为86.01%，收率为87.32%。

（实施例12）

步骤①中萃取剂邻苯二甲酸二壬酯与二异丙苯混合物的进料摩尔比为15∶1。萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯的摩尔分数为98.16%，收率为98.13%。普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为85.03%，收率为86.12 %。

（实施例13）

步骤①中萃取剂邻苯二甲酸二壬酯与二异丙苯混合物的进料摩尔比为20∶1。萃取精馏塔塔顶产物中间二异丙苯的摩尔分数为98.30%，收率为98.27%。普通精馏塔塔顶产物中对二异丙苯摩尔分数为76.41%，收率为77.38%。

Claims

1.一种二异丙苯同分异构体混合物的分离方法，其特征在于：所用分离装置包括混合器、萃取精馏塔、泵和普通精馏塔，混合器的出料口通过出料管道与萃取精馏塔的上部相连，萃取精馏塔的塔底通过管道与泵进料口相连通，泵的出料口与普通精馏塔相连，普通精馏塔的塔底通过管道与混合器相连通；包括以下步骤：

①加热使萃取精馏塔塔釜釜温逐渐升高，萃取精馏塔的塔板数为20～100块；进行全回流操作至塔顶温度稳定在150℃～210℃，塔底温度稳定在150℃～210℃；将待分离的二异丙苯同分异构体混合物从萃取精馏塔的中部进料，二异丙苯同分异构体混合物进料温度为22℃～28℃，进料压力为1.0～1.1atm，进料板为距离塔顶2/5～3/5处的塔板，将萃取剂在混合器中混合后从萃取精馏塔的上部进料，萃取剂进料温度为22℃～28℃，进料压力为1.0～1.1atm，进料板为第2块至第4块塔板；萃取精馏塔的塔顶采出间二异丙苯并进入储罐；萃取精馏塔塔顶冷凝器压力为0.1atm～2.0atm；萃取剂与二异丙苯同分异构体混合物的进料摩尔比为0.5～15∶1；萃取精馏时回流比为1～6∶1；所述萃取剂为邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或其中两种的混合物；

②加热使普通精馏塔塔釜釜温逐渐升高，进行全回流操作至塔顶温度稳定在150℃～210℃，塔底温度稳定在150℃～215℃；将步骤①萃取精馏后萃取精馏塔的塔底液体由泵输送到普通精馏塔的中部，萃取精馏塔的塔底液体为对二异丙苯和萃取剂的混合物；在普通精馏塔的塔顶采出对二异丙苯并进入储罐；

2.根据权利要求1所述的二异丙苯同分异构体混合物的分离方法，其特征在于：步骤②中普通精馏塔的塔板数为5～30块；普通精馏时回流比为1.0～5.0∶1；普通精馏塔塔顶冷凝器压力为0.1atm～2.0atm。

3.根据权利要求2所述的二异丙苯同分异构体混合物的分离方法，其特征在于：步骤②中对二异丙苯和萃取剂的进料温度为0℃～210℃，进料压力为1.0～1.2atm，进料板为距离塔顶2/5～3/5处的塔板。