CN105669377A - 一种分离混合醇的工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种分离混合醇的工艺方法，通过使用普通精馏与共沸精馏相结合，引入共沸剂除去原料中水分的方法，进一步得到无水醇，得到高纯度产品原料组成为m(水)：m(甲醇)：m(乙醇)：m(丙醇)：m(丁醇)：m(多碳醇)＝12：15：26：16：12：19，经过变压精馏与共沸精馏相结合的方法，可以得到99％以上的甲醇产品，99％以上的乙醇产品，98％以上的丙醇产品，97％以上的丁醇产品，且得到的单醇含水量不超过50PPM，同时在专利中使用的热耦合方法起到了节能降耗的作用。

Description

一种分离混合醇的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种用于分离提纯的化工工艺方法，特别是涉及一种分离混合醇的工艺方法。

背景技术

根据相关资料，在《混合醇的分离》一文中介绍了上海试剂二厂中试室通过分馏塔对八碳醇、十碳醇、十二碳醇进行分离，其资料简单，未提及关于低碳混合醇的分离方法。

在《盐析萃取结合隔壁塔分离多元醇-水混合体系》一文中，原料组成为m(水)：m(乙醇)：m(正丙醇)；m(异丁醇)＝20：40：30：10，利用萃取加共沸的精馏方法，通过使用加入无机盐的萃取剂对乙醇-正丙醇-异丁醇-水的混合体系进行萃取分离，在实验的基础上进行Aspen模拟设计，最终可以得到纯度为95.78％的乙醇产品、99.00％的正丙醇产品和97.00％的异丁醇产品。虽然使用盐析萃取的方法在能耗方面有所降低，但是得到的乙醇和正丙醇仍含有水。

通过本专利的工艺方法处理的混合醇，原料组成为m(水)：m(甲醇)：m(乙醇)：m(丙醇)：m(丁醇)：m(多碳醇)＝12：15：26：16：12：19，经过变压精馏与共沸精馏相结合的方法，可以得到99％以上的甲醇产品，99％以上的乙醇产品，98％以上的丙醇产品，97％以上的丁醇产品，且得到的单醇含水量不超过50PPM，同时在专利中使用的热耦合方法起到了节能降耗的作用。

发明内容

目前我国化工工艺的研究人员对于混合醇分离工艺的技术研究很少，尤其对于原料液中醇种类高于三种的混合醇分离工艺的研究更是凤毛麟角。通过本专利介绍的工艺方法可以从含有三种以上低碳混合醇原料液中单独分离出三种及以上含水量极少的高浓度单醇。本发明的目的是提供一种分离混合醇的工艺方法，以解决现有技术的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种分离混合醇的工艺方法，通过使用普通精馏与共沸精馏相结合，引入共沸剂除去原料中水分的方法，进一步得到无水醇，得到高纯度产品，共沸剂通过加压塔分离提纯，共沸剂通过加压塔处理后循环利用，所述共沸剂采用环己烷。

常压精馏塔、共沸塔、加压塔、常压塔之间采用热耦合的方法，有效利用各塔塔顶气相潜热与其他位置液相物料进行换热，达到节能降耗的目的。

利用变压的方式分离提纯共沸剂。

整体工艺大体分为以下几步：

第一步，原料从中上部理论板进入到使用77-95块理论板的常压精馏塔，回流比控制在0.1-7.5，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度58-65℃左右，塔釜温度70-90℃左右，将低沸点轻组分从塔顶分离，其他组分由塔釜排出送入共沸塔进行脱水处理；

第二步，由第一步分离得到的低沸点轻组分从中上部理论板送入55-70块理论板的加压塔分离提纯，回流比控制在8-18左右，塔顶压力200kpa左右，塔顶温度45-60℃左右；塔釜温度75-90℃左右，塔顶得到轻组分，塔釜得到高纯度甲醇；

第三步，由第一步分离得到的重组分从中上部理论板送入35-55块理论板的共沸塔分离提纯，回流比控制在0.1-5左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度55-70℃左右；塔釜温度77-90℃左右，塔釜得到无水混合醇进入后续常压塔依次分离(如果不先共沸脱水，混合醇和水均有共沸，会导致后续分离得不到无水的醇；关于使用共沸剂脱水的部分，如果药厂对引进物质有限制，可采用膜分离脱水技术)；

第四步，经过第三步的共沸塔脱水处理，共沸剂从塔顶采出从中部理论板送入45-60块理论板的加压塔分离提纯，回流比控制在0.1-3左右，塔顶压力300kpa左右，塔顶温度90-120℃左右，塔釜温度120-145℃左右，共沸剂通过加压塔处理后循环利用，塔釜废水直排(如果甲醇在塔顶富集，则从塔顶采出副线返回第一步塔进料)；

第五步，由第三步分离得到的无水混合醇，从中部理论板送入75-96块理论板的常压塔分离提纯，回流比控制在0.1-4左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度77-85℃左右；塔釜温度94-128℃左右，塔顶得到无水乙醇，塔釜得到无水混合醇；

第六步，由第五步分离得到的无水混合醇，从中部理论板送入47-60块理论板的常压塔分离提纯，回流比控制在0.1-3左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度94-113℃左右；塔釜温度110-134℃左右，塔顶得到无水丙醇，塔釜得到无水混合醇；

第七步，由第六步分离得到的无水混合醇，从中下部理论板送入43-63块理论板的常压塔分离提纯，回流比控制在1-4左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度114-128℃左右；塔釜温度138-153℃左右，塔顶得到无水丁醇，塔釜得到无水混合醇。

本发明的有益效果为：1、通过引入共沸剂除去原料中的水分，进一步得到无水醇，得到高纯度产品；2、通过合理设计，有效利用各塔塔顶气相潜热与其他位置液相物料进行换热，达到节能降耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的工艺流程示意图；

图中：根据工艺流程对各个精馏塔进行位号编写：T101、T102、T103、T104、T105、T106、T107，相应所在的系统为T101系统、T102系统、T103系统、T104系统、T105系统、T106系统、T107系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

一种分离混合醇的工艺方法，整体工艺大体分为以下几步：

第一步，原料从中上部理论板进入到使用77-95块理论板的常压精馏塔，回流比控制在0.1-7.5，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度58-65℃左右，塔釜温度70-90℃左右，将低沸点轻组分从塔顶分离，其他组分由塔釜排出送入共沸塔进行脱水处理；

第二步，由第一步分离得到的低沸点轻组分从中上部理论板送入55-70块理论板的加压塔分离提纯，回流比控制在8-18左右，塔顶压力200kpa左右，塔顶温度45-60℃左右；塔釜温度75-90℃左右，塔顶得到轻组分，塔釜得到高纯度甲醇；

第三步，由第一步分离得到的重组分从中上部理论板送入35-55块理论板的共沸塔分离提纯，回流比控制在0.1-5左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度55-70℃左右；塔釜温度77-90℃左右，塔釜得到无水混合醇进入后续常压塔依次分离(如果不先共沸脱水，混合醇和水均有共沸，会导致后续分离得不到无水的醇；关于使用共沸剂脱水的部分，如果药厂对引进物质有限制，可采用膜分离脱水技术)；

第四步，经过第三步的共沸塔脱水处理，共沸剂从塔顶采出从中部理论板送入45-60块理论板的加压塔分离提纯，回流比控制在0.1-3左右，塔顶压力300kpa左右，塔顶温度90-120℃左右，塔釜温度120-145℃左右，共沸剂通过加压塔处理后循环利用，塔釜废水直排(如果甲醇在塔顶富集，则从塔顶采出副线返回第一步塔进料)；

第五步，由第三步分离得到的无水混合醇，从中部理论板送入75-96块理论板的常压塔分离提纯，回流比控制在0.1-4左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度77-85℃左右；塔釜温度94-128℃左右，塔顶得到无水乙醇，塔釜得到无水混合醇；

第六步，由第五步分离得到的无水混合醇，从中部理论板送入47-60块理论板的常压塔分离提纯，回流比控制在0.1-3左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度94-113℃左右；塔釜温度110-134℃左右，塔顶得到无水丙醇，塔釜得到无水混合醇；

第七步，由第六步分离得到的无水混合醇，从中下部理论板送入43-63块理论板的常压塔分离提纯，回流比控制在1-4左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度114-128℃左右；塔釜温度138-153℃左右，塔顶得到无水丁醇，塔釜得到无水混合醇。

如图1所示，根据单醇的沸点由低至高将工艺中涉及的甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇命名为A、B、C、D、E。根据工艺流程对各个精馏塔进行位号编写：T101、T102、T103、T104、T105、T106、T107，相应所在的系统为T101系统、T102系统、T103系统、T104系统、T105系统、T106系统、T107系统。

实施例1

T101系统

原料首先经过冷凝器与T101塔顶气相预热到40-50℃，再经过原料预热器与T104塔底废水换热到60-65℃，然后进入T101中上部进行精馏分离。T101塔顶得到的A和轻组分蒸汽经过两次冷凝后一部分作为回流返回T101塔顶，一部分送至T102继续处理。塔底采出的不含A的混合醇，一部分经过蒸汽再沸器与蒸汽换热，一部分经过再沸器与T107塔顶蒸汽换热，其余部分送入T103继续处理。

T101塔顶双冷凝器：原料换热/冷凝器，冷却冷凝器；

T101塔底双再沸器：蒸汽再沸器，T107塔顶蒸汽换热再沸器。

T102系统

T101的塔顶物料进入T102中上部进行加压精馏分离，塔顶得到的轻组分蒸汽经过冷凝后一部分作为回流返回T102塔顶，一部分送至罐区储罐。塔底采出的A一部分经过蒸汽再沸器与蒸汽换热，一部分经过再沸器与T106塔顶蒸汽换热，其余部分经过冷却器冷却至40-50℃左右送至罐区储罐。

T102塔顶双冷凝器：水冷冷凝器；

T102双再沸器：蒸汽再沸器，T102再沸/T106塔顶气相冷凝器。

T103系统

T101的塔底物料由中上部进入T103进行物料的共沸剂(有机物)脱水。塔顶气相经过冷凝器与冷却器冷却分相后，有机相作为回流返回T103塔顶回流，根据有机相液位补加共沸剂，水相送入T104继续处理。T103塔底得到的无水混合醇一部分经过蒸汽再沸器与蒸汽换热，一部分经过再沸器与T104塔顶蒸汽换热，其余部分送至T105继续处理。

如果不先共沸脱水，混合醇和水均有共沸，会导致后续分离得不到无水的醇；

共沸剂采用环己烷；

T103塔顶双冷凝器：主冷凝器，冷却冷凝器；

T103塔底双再沸器：蒸汽再沸器，T103塔再沸/T104塔顶气相冷凝器。

T104系统

T103塔顶分出的水相(含醇和少量共沸剂)进入T104中上部进行加压精馏分离。塔顶气相经过冷凝器与T103塔底部分物料换热后一部分作为回流返回T104塔顶，一部分经过进料预热器与T104进料换热后返回T103进料。T104塔底为废水，一部分经过蒸汽再沸器与蒸汽换热，另一部分经过原料预热器与原料换热后送至废水处理。如果T103塔中的A在T104塔顶富集，则从T104塔顶采出副线返回T101进料。

T104单冷凝器：T104塔顶气相冷凝/T103塔再沸器；

T104一个蒸汽再沸器。

T105系统

T104的塔底物料进入T105中下部进行常压精馏分离，塔顶得到的无水B蒸汽经过冷凝器冷凝后一部分作为回流返回T105塔顶，一部分经过冷却器降温至35-40℃左右，根据产品质量送至相应储罐。塔底采出的C、D、E等混合醇一部分经过蒸汽再沸器与蒸汽换热，其余部分送至T106继续处理。

T105单冷凝器：水冷却；

T105双再沸器：蒸汽再沸器。

T106系统

T105的塔底物料进入T106中部进行常压精馏分离，塔顶得到的无水C蒸汽经过冷凝器与T102塔底部分物料换热后一部分作为回流返回T106塔顶，一部分经过冷却器降温至35-40℃左右，根据产品质量送至相应储罐。塔底采出的D、E等混合醇一部分经过蒸汽再沸器与蒸汽换热，其余部分送至T107继续处理。

T106单冷凝器：T106塔顶气相冷凝/T102再沸器；

T106一个蒸汽再沸器。

T107系统

T106的塔底物料进入T107中部进行常压精馏分离，塔顶得到的无水D蒸汽经过冷凝器与T101塔底部分物料换热后一部分作为回流返回T107塔顶，一部分经过冷却器降温至35-40℃左右，根据产品质量送至相应储罐。塔底采出的无水混合重醇一部分经过蒸汽再沸器与蒸汽换热，其余部分经过冷却器换热后送至相应储罐。

T107单冷凝器：T107塔顶气相冷凝/T101再沸器；

T107一个蒸汽再沸器。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种分离混合醇的工艺方法，其特征在于，通过使用普通精馏与共沸精馏相结合，引入共沸剂除去原料中水分的方法，进一步得到无水单醇，得到高纯度产品，共沸剂通过加压塔分离提纯，共沸剂通过加压塔处理后循环利用，所述共沸剂采用环己烷。

2.根据权利要求1所述的分离混合醇的工艺方法，其特征在于，常压精馏塔、共沸塔、加压塔、常压塔之间采用热耦合的方法，有效利用各塔塔顶气相潜热与其他位置液相物料进行换热，达到节能降耗的目的。

3.根据权利要求1所述的分离混合醇的工艺方法，其特征在于，利用变压的方式分离提纯共沸剂。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的分离混合醇的工艺方法，其特征在于，分离混合醇包括以下步骤：

第一步，原料进入常压精馏塔，将低沸点轻组分从塔顶分离，其他组分由塔釜排出送入共沸塔进行脱水处理；

第二步，由第一步分离得到的低沸点轻组分送入加压塔分离提纯，塔顶得到轻组分，塔釜得到高纯度甲醇；

第三步，由第一步分离得到的重组分送入共沸塔分离提纯，塔釜得到无水混合醇进入后续常压塔依次分离；

第四步，经过第三步的共沸塔脱水处理，共沸剂从塔顶采出送入加压塔分离提纯，共沸剂通过加压塔处理后循环利用，塔釜废水直排；

第五步，由第三步分离得到的无水混合醇，送入常压塔分离提纯，塔顶得到无水乙醇，塔釜得到无水混合醇；

第六步，由第五步分离得到的无水混合醇，送入常压塔分离提纯，塔顶得到无水丙醇，塔釜得到无水混合醇；

第七步，由第六步分离得到的无水混合醇，送入常压塔分离提纯，塔顶得到无水丁醇，塔釜得到无水混合醇。

5.根据权利要求4任一权利要求所述的分离混合醇的工艺方法，其特征在于，分离混合醇包括以下步骤：

第一步，原料从中上部理论板进入到使用77-95块理论板的常压精馏塔，回流比控制在0.1-7.5，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度58-65℃左右，塔釜温度70-90℃左右，将低沸点轻组分从塔顶分离，其他组分由塔釜排出送入共沸塔进行脱水处理；

第二步，由第一步分离得到的低沸点轻组分从中上部理论板送入55-70块理论板的加压塔分离提纯，回流比控制在8-18左右，塔顶压力200kpa左右，塔顶温度45-60℃左右；塔釜温度75-90℃左右，塔顶得到轻组分，塔釜得到高纯度甲醇；

第三步，由第一步分离得到的重组分从中上部理论板送入35-55块理论板的共沸塔分离提纯，回流比控制在0.1-5左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度55-70℃左右；塔釜温度77-90℃左右，塔釜得到无水混合醇进入后续常压塔依次分离；

第四步，经过第三步的共沸塔脱水处理，共沸剂从塔顶采出从中部理论板送入45-60块理论板的加压塔分离提纯，回流比控制在0.1-3左右，塔顶压力300kpa左右，塔顶温度90-120℃左右，塔釜温度120-145℃左右，共沸剂通过加压塔处理后循环利用，塔釜废水直排；

第五步，由第三步分离得到的无水混合醇，从中部理论板送入75-96块理论板的常压塔分离提纯，回流比控制在0.1-4左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度77-85℃左右；塔釜温度94-128℃左右，塔顶得到无水乙醇，塔釜得到无水混合醇；

第六步，由第五步分离得到的无水混合醇，从中部理论板送入47-60块理论板的常压塔分离提纯，回流比控制在0.1-3左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度94-113℃左右；塔釜温度110-134℃左右，塔顶得到无水丙醇，塔釜得到无水混合醇；

第七步，由第六步分离得到的无水混合醇，从中下部理论板送入43-63块理论板的常压塔分离提纯，回流比控制在1-4左右，塔顶压力100kpa左右，塔顶温度114-128℃左右；塔釜温度138-153℃左右，塔顶得到无水丁醇，塔釜得到无水混合醇。