CN105585429A - 乙醇的回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过氧化二异丙苯结晶过程溶剂中乙醇回收工艺，主要解决现有技术中存在的乙醇回收困难的问题。本发明通过加入萃取剂将水和乙醇、异丙苯分离，然后分离乙醇、异丙苯得到无水乙醇，同时分离水和萃取剂，萃取剂循环利用的技术方案较好地解决了该问题，可用于过氧化二异丙苯的工艺生产中。

Description

乙醇的回收方法

技术领域

本发明涉及一种乙醇回收方法，具体来说，过氧化二异丙苯结晶(用乙醇作溶剂)后的溶剂回收乙醇工艺。

背景技术

过氧化二异丙苯(DicumylPeroxide，简称DCP)主要用作天然橡胶、合成橡胶的硫化剂，聚合反应的引发剂，还可用作聚乙烯树脂交联剂。

DCP由过氧化氢异丙苯经还原、缩合而得：①用亚硫酸钠将过氧化氢异丙苯在62～65℃还原为苄醇；②在高氯酸催化剂的存在下，使苄醇与过氧化氢异丙苯在42～45℃缩合，得到过氧化二异丙苯缩合液；③经10％氢氧化钠溶液洗涤、真空蒸馏提浓后，再溶于无水乙醇，于0℃以下结晶，过滤干燥即得DCP。

通过以上结晶过程的溶剂主要包含乙醇、异丙苯、水，其中的乙醇、异丙苯与水均形成共沸物，给乙醇、异丙苯的回收利用增加了困难。

CN201180001920.X公开了一种回收乙醇的方法，该方法包括：在催化剂存在下将乙酸进料流中的乙酸加氢形成粗乙醇产物；在第一塔中将至少部分粗乙醇产物分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，以及包含乙酸的第一残余物；在第二塔中将至少部分第一馏出物分离成包含乙酸乙酯的第二馏出物以及包含乙醇和水的第二残余物；以及在第三塔中将至少部分第二残余物分离成包含乙醇的第三馏出物和包含水的第三残余物。

CN201310273322.9公开了一种回收汽化乙醇的装置，包括冷却器和气液分离器，气液分离器上设置气液分离入口和排出口；其特征是：所述冷却器的上部为汽化乙醇进口，冷却器的下部为乙醇出口和气体出口，汽化乙醇进口和乙醇出口、气体出口之间由冷却盘管连通；所述乙醇出口、气体出口和气液分离器的气液分离入口通过管道连通；所述气液分离器分隔成上部的气液腔和下部的液体腔，气液腔和液体腔由气液分离器外部的连接管连通，连接管的上端与气液腔的下部连接，连接管的下端与液体腔连接，在连接管上设置第一阀门；在所述液体腔的侧壁上设置排放管，在排放管上设置第二阀门。本发明可以回收含酒精液体在负压罐装过程中产生的汽化乙醇，降低空气中的乙醇浓度。

CN201180010434.4公开了一种生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤：将乙酸和水引入蒸发器以形成包含0.001wt.％～25wt.％水的蒸气进料流；在反应器中将来自该蒸气进料流的乙酸加氢以形成包含乙醇和水的粗乙醇产物；以及从该粗乙醇产物回收乙醇。

从目前能够查询的资料来看，尚未有乙醇和异丙苯回收利用的方法报道。

发明内容

本发明提供了一种乙醇回收的方法，主要解决现有技术中存在的乙醇回收困难问题。该方法用于乙醇回收时，具有乙醇回收率高，产品纯度高的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种乙醇回收的方法，在水、乙醇和异丙苯的混合溶液中回收乙醇，其特征在于加入萃取剂将水和乙醇、异丙苯分离，然后分离乙醇、异丙苯得到无水乙醇，同时回收萃取剂，所述萃取剂为丙二醇、环丁砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲基吡咯啶酮、二甲基亚砜和六甲基磷酰胺中的至少一种。

上述技术方案中，乙醇回收方法具体实施步骤如下：

(1)水、乙醇、异丙苯混合液从萃取塔中下部进入，萃取剂从萃取塔中上部进入，萃取剂进料位置到塔顶之间为精馏段，萃取剂和乙醇混合液进料位置之间为萃取段，乙醇混合液进料位置到塔釜之间为提馏段，塔顶得到乙醇和异丙苯混合液，釜液为萃取剂和水混合液；

(2)上述乙醇和异丙苯混合液去乙醇回收塔，塔顶得到无水乙醇，釜液为异丙苯；

(3)步骤(1)中所述萃取剂和水混合液去溶剂回收塔，塔顶得到水，釜液为回收萃取剂；

上述技术方案中，优选地，步骤(3)得到的萃取剂可先与乙醇回收塔釜液换热作为乙醇回收塔再沸器部分热源，换热之后再经换热器冷却后返回至萃取塔作为萃取剂。

上述技术方案中，优选的混合溶液以重量百分比计，包括以下组分：70～95％的乙醇，1～15％的异丙苯，2～25％的水；更优选的混合溶液以重量百分比计，包括以下组分：75～90％的乙醇，2～10％的异丙苯，5～20％的水。

上述技术方案中混合溶液优选为过氧化二异丙苯结晶过程溶剂。

下表列出了萃取剂常压下沸点，在无萃取剂和萃取剂存在的条件下，水对乙醇、异丙苯相对挥发度的变化情况见图2。

表1

从表1可以看出，二甲基亚砜和丙二醇的加入，使水对乙醇、异丙苯的相对挥发度均减小，但二甲基亚砜效率高于丙二醇；甲基吡咯啶酮的加入，使水对乙醇、异丙苯的相对挥发度均增大，但是水对乙醇的相对挥发度几乎不变；二甲基甲酰胺和环丁砜的加入，使水对乙醇的相对挥发度减小、使水对乙醇的相对挥发度异丙苯增大。只有二甲基亚砜和丙二醇可以作为萃取剂。

二甲基亚砜(Dimethylsulfoxide，简称DMSO)粘度小，流动性好，毒性比二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺、甲基吡咯啶酮(NMP)及六甲基磷酰胺(HMPA)等溶剂低。

因此综合考虑，本发明优选二甲基亚砜作为萃取剂。

定义溶剂比＝萃取剂质量/(原料质量+萃取剂质量)

溶剂比从0.2增加到0.8过程中，水对异丙苯的相对挥发度一直降低，当溶剂比增加到0.6后，下降幅度减小。

溶剂比为0.1～1，优选为0.7～0.9。

每个精馏塔具有20-100块理论塔板。

萃取塔操作压力为0.01-0.2MPaA，优选为0.05-0.2MPaA，塔顶温度为60-100℃，优选为70-90℃。

乙醇回收塔操作压力为0.01-0.2MPaA，优选为0.05-0.2MPaA，塔顶温度为60-100℃，优选为70-90℃。

溶剂回收塔操作压力为0.01-0.2MPaA，优选为0.05-0.2MPaA，塔顶温度为80-230℃，优选为90-120℃。

在采用二甲基亚砜作为萃取剂萃取精回收乙醇的方法中，在溶剂比优选为0.7～0.9，萃取塔操作压力优选为0.05-0.2MPaA，塔顶温度优选为70-90℃，乙醇回收塔操作压力优选为0.05-0.2MPaA，塔顶温度优选为70-90℃，溶剂回收塔操作压力优选为0.05-0.2MPaA，塔顶温度优选为90-120℃的条件下，乙醇回收率超过99％，乙醇纯度超过99％(以质量百分比计)。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

图1中，T101为萃取塔，T102为乙醇回收塔，T103为溶剂回收塔，E-101为换热器，1为萃取剂进料，2为原料进料，3为萃取塔T101塔顶馏出液，4为萃取塔T101釜液，5为乙醇产品，6为异丙苯产品，7为废水，8为回收萃取剂。

水、乙醇、异丙苯混合液(物流2)从萃取塔T101中下部进入，萃取剂(物流1)从萃取塔T101中上部进入，萃取剂进料位置到塔顶之间为精馏段，萃取剂和乙醇混合液进料位置之间为萃取段，乙醇混合液进料位置到塔釜之间为提馏段，塔顶得到乙醇和异丙苯混合液(物流3)，釜液为萃取剂和水混合液(物流4)；物流3去乙醇回收塔T102，塔顶得到无水乙醇(物流5)，釜液为异丙苯(物流6)；物流4去溶剂回收塔T103，塔顶得到水(物流7)，釜液为萃取剂(物流8)；物流8经换热器E-101冷却后(物流1)返回至萃取塔作为萃取剂。

图2为溶剂比对体系相对挥发度的影响，其中横坐标为溶剂比，溶剂比＝萃取剂质量/(原料质量+萃取剂质量)，纵坐标为水对异丙苯的相对挥发度，从图2可以看到，随着溶剂比增加，水对异丙苯的相对挥发度从接近于1一直降低，由难以分离变得容易分离。

下面通过实施例对本发明做进一步的阐述，但是这些实施例无论如何都不对本发明的范围构成限制。

具体实施方式

【实施例1】

水、乙醇、异丙苯混合液(物流2)从萃取塔T101中下部进入，萃取剂(物流1)从萃取塔T101中上部进入，萃取剂进料位置到塔顶之间为精馏段，萃取剂和乙醇混合液进料位置之间为萃取段，乙醇混合液进料位置到塔釜之间为提馏段，塔顶得到乙醇和异丙苯混合液(物流3)，釜液为萃取剂和水混合液(物流4)；物流3去乙醇回收塔T102，塔顶得到无水乙醇(物流5)，釜液为异丙苯(物流6)；物流4去溶剂回收塔T103，塔顶得到水(物流7)，釜液为萃取剂(物流8)；物流8经换热器E-101冷却后(物流1)返回至萃取塔作为萃取剂。

二甲基亚砜作为萃取剂。

萃取塔理论塔板数为，操作压力为0.14MPaA，塔顶温度为87℃。

乙醇回收塔理论塔板数为，操作压力为0.14MPaA，塔顶温度为87℃。

溶剂回收塔理论塔板数为，操作压力为0.14MPaA，塔顶温度为104℃。

溶剂比为0.83。

表2

乙醇产品纯度为99.49wt％，回收率为99.35％，单位产品能耗(再沸器负荷)为7455MJ/t。

【实施例2】

萃取塔理论塔板数为，操作压力为0.08MPaA，塔顶温度为73℃。

乙醇回收塔理论塔板数为，操作压力为0.08MPaA，塔顶温度为72℃。

溶剂回收塔理论塔板数为，操作压力为0.08MPaA，塔顶温度为92℃。

溶剂比为0.80。

表3

乙醇产品纯度为99.47wt％，回收率为99.40％，单位产品能耗(再沸器负荷)为6502MJ/t。

【实施例3】

萃取塔理论塔板数为，操作压力为0.18MPaA，塔顶温度为95℃。

乙醇回收塔理论塔板数为，操作压力为0.18MPaA，塔顶温度为94℃。

溶剂回收塔理论塔板数为，操作压力为0.18MPaA，塔顶温度为96℃。

溶剂比为0.86。

表4

乙醇产品纯度为99.5wt％，回收率为99.32％，单位产品能耗(再沸器负荷)为8312MJ/t。

【实施例4】

实施方式和实施例1相同。

不同的是回收萃取剂(物流8)先与乙醇回收塔T102釜液换热，换热终温比T102釜液温度高15-20℃，热量作为乙醇回收塔T102再沸器热源，不足部分由蒸汽提供。

乙醇产品纯度和回收率与实施例1相同，单位产品能耗(再沸器负荷)为6061MJ/t，能耗比实施例1降低18.7％。

Claims (10)

1.一种乙醇回收的方法，在水、乙醇和异丙苯的混合溶液中回收乙醇，其特征在于加入萃取剂将水和乙醇、异丙苯分离，然后分离乙醇、异丙苯得到无水乙醇，同时回收萃取剂，所述萃取剂为丙二醇、环丁砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲基吡咯啶酮、二甲基亚砜和六甲基磷酰胺中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的乙醇回收的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)水、乙醇和异丙苯的混合溶液从萃取塔中下部进入，萃取剂从萃取塔中上部进入，萃取剂进料位置到塔顶之间为精馏段，萃取剂和混合溶液进料位置之间为萃取段，混合溶液进料位置到塔釜之间为提馏段，塔顶得到乙醇和异丙苯混合液，釜液为萃取剂和水混合液；

(2)上述乙醇和异丙苯混合液去乙醇回收塔，塔顶得到无水乙醇，釜液为异丙苯；

(3)步骤(1)中所述萃取剂和水混合液去溶剂回收塔，塔顶得到水，釜液为回收萃取剂。

3.根据权利要求2所述的乙醇回收的方法，其特征在于步骤(3)得到的萃取剂先与乙醇回收塔釜液换热作为乙醇回收塔再沸器部分热源，换热之后再经换热器冷却后返回至萃取塔作为萃取剂。

4.根据权利要求1所述的乙醇回收的方法，其特征在于混合溶液以重量百分比计，包括以下组分：70～95％的乙醇，1～15％的异丙苯，2～25％的水。

5.根据权利要求1所述的乙醇回收的方法，其特征在于萃取剂为丙二醇或二甲基亚砜。

6.根据权利要求1所述的乙醇回收的方法，其特征在于每个精馏塔具有20-100块理论塔板。

7.根据权利要求2所述的乙醇回收的方法，其特征在于其特征在于萃取塔操作压力为0.01-0.2MPaA，塔顶温度为60-100℃。

8.根据权利要求2所述的乙醇回收的方法，其特征在于乙醇回收塔操作压力为0.01-0.2MPaA，塔顶温度为60-100℃。

9.根据权利要求2所述的乙醇回收的方法，其特征在于溶剂回收塔操作压力为0.01-0.2MPaA，塔顶温度为80-230℃。

10.根据权利要求1～9任一项所述的乙醇回收的方法，其特征在于溶剂比为0.1～1。