CN108569952B - 一种离子液体萃取精馏分离甲醇-甲缩醛的方法 - Google Patents

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Abstract

一种离子液体萃取精馏分离甲醇‑甲缩醛的方法，属于甲醇和甲缩醛的分离技术领域。本发明采用1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM][BF4])离子液体混合作为萃取剂，萃取精馏塔在常压条件下操作，溶剂回收罐减压操作，萃取剂与原料质量流量之比0.2‑1.0、回流比0.2‑5.0，塔顶可以得到质量分数于99.9％的甲缩醛产品。萃取精馏塔塔釜出料进入溶剂回收罐，溶剂回收罐的操作压力为减压条件0.01‑0.8atm，操作温度为50‑180℃，回收闪蒸罐得到的离子液体萃取剂可循环使用。本发明显著提高了甲醇和甲缩醛混合物的萃取精馏分离的效果。

Description

一种离子液体萃取精馏分离甲醇-甲缩醛的方法
技术领域
本发明涉及一种萃取精馏分离甲醇和甲缩醛的方法，萃取剂是一种离子液体，属于精馏分离技术领域，属于甲醇和甲缩醛的分离技术领域。
背景技术
甲缩醛(DMM)是一种重要的化工原料，可作为柴油添加剂、有机合成的中间体及用作溶剂，甲缩醛还可以代替氟里昂，减少有害挥发性有机物的排放，是一种能降低大气污染的环保产品，应用十分广泛。甲缩醛制备主要是通过甲醇和甲醛的缩醛可逆化学反应得到，反应后得到甲缩醛、甲醇和水的混合物。然而，由于甲缩醛与甲醇在常压下形成共沸温度41.82℃，共沸组成为含甲缩醛92.15％(质量分数)的共沸物。针对这种共沸物最常见的特殊分离方法为萃取精馏。萃取精馏是从塔顶向原料液中加入第三组分(称为萃取剂或溶剂)，以改变原有组分间的相对挥发度而达到分离要求的特殊精馏方法，其要求萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与组分形成共沸液，容易回收。萃取精馏的关键技术为萃取剂的选择，传统的有机溶剂用量大、能耗高。在这种情况下，离子液体的可忽略蒸汽压、化学稳定性高、沸点高、可循环使用等优点可以弥补有机溶剂的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离子液体萃取精馏分离甲醇和甲缩醛的方法，该方法采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM][BF4])作为萃取剂进行萃取精馏操作，得到高纯度的甲缩醛溶液。同时使用低挥发度的离子液体做萃取剂避免普通有机溶剂挥发时造成的环境污染问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明提出一种离子液体萃取精馏分离甲醇和甲缩醛体系的方法，该方法采用离子液体[EMIM][BF4]作为萃取剂进行萃取精馏操作，萃取精馏塔的操作条件为常压，甲醇和甲缩醛的混合物原料以常温(如25℃)、常压(如1atm)进料，萃取剂以常温(如25℃)、常压(如1atm)进料；萃取精馏塔塔顶得到甲缩醛产品(甲缩醛质量分数大于99.9％)；将萃取精馏塔塔釜物流引入溶剂回收罐(即溶剂回收闪蒸罐)，溶剂回收罐塔顶得到甲醇产品(甲醇质量分数大于99.9％)，塔釜为离子液体萃取剂(质量分数大于99.9％)可循环使用。
具体包括如下条件:
1)萃取精馏塔的塔板数均优选为10-100。
2)萃取剂从萃取精馏塔的上部加入，甲醇和甲缩醛混合原料从精馏塔的中部加入；萃取剂与原料液质量比为0.2-1.0，回流比在0.2-5.0；
3)萃取精馏塔的塔釜温度为70-150℃；
4)溶剂回收罐的操作压力为减压条件0.01-0.8atm，操作温度为50-180℃，回收罐得到的离子液体萃取剂可循环使用；
5)原料为甲醇和甲缩醛的混合物，其中甲缩醛的质量含量为10-90％；
本发明技术方案采用离子液体[EMIM][BF4]作为萃取剂进行萃取精馏，操作，比使用普通有机萃取剂具有更好的分离效果，可得到高纯度的甲缩醛产品；同时使用这种低挥发度的离子液体做萃取剂可避免普通有机溶剂挥发时造成的环境污染问题；并在萃取剂分离，回用等方面也具有明显优势。
附图说明
附图1为本发明的甲醇的甲缩醛分离工艺流程图；
B1—萃取精馏塔；B2—溶剂回收罐；S1—萃取精馏塔萃取剂进料；F1—萃取精馏塔原料进料；F2—溶剂回收罐进料；D1—萃取精馏塔塔顶产品；D2—溶剂回收罐塔顶产品。
具体实施方式
本发明用以下实施例说明采用[EMIM][BF4]离子液体萃取剂萃取精馏分离甲醇和甲缩醛体系的效果，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施例都包含在本发明的技术范围内。
实施例1
如图1所示的萃取精馏流程。萃取精馏塔B1具有20块理论塔板(塔板数从上往下数)，[EMIM][BF4]萃取剂S1从第2块板加入，流量为50kg/h，甲醇的甲缩醛的混合物(90wt％甲缩醛+10wt％甲醇)F1从第11块理论板加入，流量为100kg/h。萃取精馏塔B1在常压下操作，塔顶回流比为0.5，塔顶采出量为90kg/h，结果在塔顶得到质量分数大于99.99％甲缩醛产品，萃取精馏塔塔顶温度为41.58℃，塔釜温度为86.37℃。
萃取精馏塔B1塔底产物甲醇和离子液体混合物进入溶剂回收闪蒸罐B2，闪蒸温度为150℃，塔顶得到质量分数大于99.9％的甲醇产品，塔釜得质量分数大于99.9％离子液体萃取剂，此物流循环回萃取精馏塔B1进行重复使用。
实施例2
如图1所示的萃取精馏流程。萃取精馏塔B1具有20块理论塔板(塔板数从上往下数)，[EMIM][BF4]萃取剂S1从第2块板加入，流量为50kg/h，甲醇的甲缩醛的混合物(70wt％甲缩醛+30wt％甲醇)F1从第9块理论板加入，流量为100kg/h。萃取精馏塔B1在常压下操作，塔顶回流比为3，塔顶采出量为70kg/h，结果在塔顶得到质量分数大于99.99％甲缩醛产品，萃取精馏塔塔顶温度为41.58℃，塔釜温度为72.65℃。
萃取精馏塔B1塔底产物甲醇和离子液体混合物进入溶剂回收闪蒸罐B2，闪蒸温度为150℃，塔顶得到质量分数大于99.9％的甲醇产品，塔釜得质量分数大于99.9％离子液体萃取剂，此物流循环回萃取精馏塔B1进行重复使用。
实施例3
如图1所示的萃取精馏流程。萃取精馏塔B1具有20块理论塔板(塔板数从上往下数)，[EMIM][BF4]萃取剂S1从第2块板加入，流量为50kg/h，甲醇的甲缩醛的混合物(50wt％甲缩醛+50wt％甲醇)F1从第8块理论板加入，流量为100kg/h。萃取精馏塔B1在常压下操作，塔顶回流比为3，塔顶采出量为50kg/h，结果在塔顶得到质量分数大于99.9％甲缩醛产品，萃取精馏塔塔顶温度为41.59℃，塔釜温度为69.23℃。
萃取精馏塔B1塔底产物甲醇和离子液体混合物进入溶剂回收闪蒸罐B2，闪蒸温度为150℃，塔顶得到质量分数大于99.9％的甲醇产品，塔釜得质量分数大于99.9％离子液体萃取剂，此物流循环回萃取精馏塔B1进行重复使用。

Claims (4)

1.一种离子液体萃取精馏分离甲醇和甲缩醛体系的方法，其特征在于，该方法采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[EMIM][BF4]作为萃取剂进行萃取精馏操作，萃取精馏塔的操作条件为常压，甲醇和甲缩醛的混合物原料以常温、常压进料，萃取剂以常温、常压进料；萃取精馏塔塔顶得到甲缩醛产品；将萃取精馏塔塔釜物流引入溶剂回收罐，溶剂回收罐塔顶得到甲醇产品，塔釜为离子液体萃取剂可循环使用；萃取精馏塔的萃取剂与原料质量流量之比为0.2-1.0，回流比在0.2-5.0；所用萃取精馏塔的塔板数为10-100。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，萃取精馏塔塔釜的温度优选为70-150℃。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，溶剂回收罐的操作压力为减压条件0.01-0.8atm，操作温度为50-180℃，回收闪蒸罐得到的离子液体萃取剂循环使用。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于，甲醇和甲缩醛的混合物原料中，其中甲缩醛的质量含量为10-90％。
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