CN111718239A - 一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法，其具体如下：以待分离溶液中已有的组分水作为萃取剂，与含二甲基硫醚、甲醇和水的待分离溶液分别从萃取精馏塔的萃取剂进料口和萃取精馏塔的待分离溶液进料口进入萃取精馏塔内；萃取精馏塔塔釜的含甲醇的萃取剂溶液从甲醇精馏塔的进料口进入甲醇精馏塔内，进行萃取剂回收，甲醇精馏塔的塔顶分离出纯度99.9wt％以上的甲醇产品，本发明利用待分离溶液中已存在的组分水为萃取剂，有效地避免传统萃取精馏引入额外组分而影响产品质量的弊端，是一种高效节能的分离装置，该装置具有分离效率高、选择性高、能耗低和设备投资少等优点。

Description

一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法

技术领域

本发明涉及溶剂回收领域，尤其涉及一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法。

背景技术

2-(4-氯苯基)-3-环丙基-1,2-环氧丁烷是一种黄色油状液体，CAS号：94301-26-9，分子式：C₁₃H₁₅ClO，分子量：222.72，主要作为中间体用于合成农用杀菌剂环丙唑醇；2-(4-氯苯基)-3-环丙基-1,2-环氧丁烷的生产过程中以对氯苯甲醛、乙二醇单甲醚、亚磷酸三乙酯、原甲酸三甲酯、二甲基亚砜和二甲基硫醚等为原料，反应过程同时伴有水、甲醇等生成，反应结束之后，先将轻馏分蒸馏出来，蒸出的混合液组分为：16-32wt％二甲基硫醚，22-34wt％甲醇，34-62wt％水；需对上述混合液进行分离，使二甲基硫醚含量大于99.9wt％，甲醇含量大于99.9wt％，以达到循环使用及外售要求。

对于上述产生的混合液，二甲基硫醚(沸点37.3℃)、甲醇(沸点64.7℃)和水(沸点100℃)三者之间沸点相差较大，三个物质的分离本可通过两塔普通精馏实现，但二甲基硫醚与甲醇常压下会形成均相的最低共沸物，共沸点35.0℃，共沸组成中甲醇含量为9.1％(质量分数，下同)，因此，不能通过常规精馏进行二甲基硫醚、甲醇和水的分离，须采用各种分离共沸混合物的技术，如共沸精馏或萃取蒸馏，然而采用共沸精馏或萃取精馏需要引入第三组分作为共沸剂或萃取剂，导致二甲基硫醚在循环使用时不可避免引入其他杂质，进而影响中间体2-(4-氯苯基)-3-环丙基-1,2-环氧丁烷的品质。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法，选择待分离溶液中已有的组分水作为萃取剂，通过萃取精馏分离出溶剂中的二甲基硫醚和甲醇，使两者纯度分别大于99.9wt％，实现二甲基硫醚循环使用、甲醇外售目的，该装置有效地解决了生产过程中溶剂二甲基硫醚的回收难问题，并且降低了原材料的消耗，提高了农用杀菌剂中间体2-(4-氯苯基)-3-环丙基-1,2-环氧丁烷生产过程的经济效益。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法，具体步骤如下：步骤S1：待分离原料经待分离原料进料管进入进料预热器进行预热，预热后的物料经待分离溶液进料管进入萃取精馏塔下部，萃取剂水从萃取剂循环管进入萃取精馏塔上部，进行萃取精馏分离，萃取精馏塔塔顶上升的蒸汽经萃取精馏塔冷凝器实现相变，冷凝获得的物料为二甲基硫醚产品，一部分从萃取精馏塔顶部的萃取精馏塔回流管回流入萃取精馏塔内，另一部分经二甲基硫醚产品出料管采出，萃取精馏塔塔底下降的液体为甲醇水溶液，一部分从萃取精馏塔再沸器入口管道进入萃取精馏塔再沸器升温汽化后返回萃取精馏塔底部，为萃取精馏塔精馏分离提供能量，另一部分从萃取精馏塔塔釜出料管进入甲醇精馏塔；

步骤S2：萃取精馏塔塔底下降的甲醇水溶液通过萃取精馏塔塔釜出料管进入甲醇精馏塔进行精馏，甲醇精馏塔塔顶上升的蒸汽经甲醇精馏塔冷凝器实现相变，冷凝获得的物料甲醇产品，一部分从甲醇精馏塔顶部的甲醇精馏塔回流管回流入塔内，另一部分经甲醇产品出料管采出，甲醇精馏塔塔底下降的液体为萃取剂水，一部分从甲醇精馏塔再沸器入口管道进入甲醇精馏塔再沸器升温汽化后返回甲醇精馏塔底部，为甲醇精馏塔精馏分离提供能量，另一部分从甲醇精馏塔塔釜出料管排出至进料预热器，在进料预热器中被待分离原料冷却后的甲醇精馏塔塔釜物料经冷却后出料管流出，部分经萃取剂循环管进入萃取精馏塔上部，另一部分经废水出料管排出。

进一步地，所述萃取精馏塔塔内件类型为塔板或填料，理论板数为32～45，操作压力为100～400kPa，塔顶回流比为1.2～4.8，萃取剂与待分离溶液的进料体积比为0.1～1.5，塔顶温度为37～85℃，塔釜温度为80～125℃。

进一步地，所述甲醇精馏塔塔内件类型为塔板或填料，理论板数为22～42，操作压力为100～150kPa，塔顶回流比为1.8～6.5，塔顶温度为64～76℃，塔釜温度为100～115℃。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：1、选择待分离溶液中已有的组分水作为萃取剂，采用萃取精馏工艺有效地实现了溶液中二甲基硫醚、甲醇与水的分离，解决了该分离物系中存在二甲基硫醚与甲醇存在共沸的分离难题，并且避免了引入其他组分影响二甲基硫醚和甲醇的纯度。

2、采用萃取精馏工艺分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的装置，有效地降低了分离的能耗、设备投资以及废水的排放量，与传统使用大量水进行间歇萃取除去醇的工艺相比，萃取精馏工艺可节省能耗32-48％，节省设备投资22-35％，废水排放量减少了85％。

3、采用本装置，二甲基硫醚和甲醇纯度可分别大于99.9wt％。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

本发明一个实施例的一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法，如图1所示，分离步骤如下：以待分离溶液中已有的组分水(具体成分为水)作为萃取剂，与含二甲基硫醚、甲醇和水的待分离溶液分别从萃取精馏塔T1的萃取剂进料口和萃取精馏塔T1的待分离溶液进料口进入萃取精馏塔T1内，在萃取精馏塔T1的塔顶分离出纯度99.9wt％以上的二甲基硫醚产品，萃取精馏塔T1的塔釜得到含甲醇的萃取剂溶液；萃取精馏塔T1塔釜的含甲醇的萃取剂溶液从甲醇精馏塔T2的进料口进入甲醇精馏塔T2内，进行萃取剂回收，甲醇精馏塔T2的塔顶分离出纯度99.9wt％以上的甲醇产品，甲醇精馏塔T2的塔釜分离出的萃取剂水经冷却后部分返回萃取精馏塔T1循环使用，部分采出。

具体实施步骤如下：步骤S1：待分离原料经待分离原料进料管PL1进入进料预热器E1进行预热，预热后的物料经待分离溶液进料管PL2进入萃取精馏塔T1下部，萃取剂水从萃取剂循环管PL14进入萃取精馏塔T1上部，进行萃取精馏分离，萃取精馏塔T1塔顶上升的蒸汽经萃取精馏塔冷凝器E3实现相变，冷凝获得的物料为二甲基硫醚产品，一部分从萃取精馏塔T1顶部的萃取精馏塔回流管PL4回流入萃取精馏塔T1内，另一部分经二甲基硫醚产品出料管PL5采出，萃取精馏塔T1塔底下降的液体为甲醇水溶液，一部分从萃取精馏塔再沸器入口管道PL6进入萃取精馏塔再沸器E2升温汽化后返回萃取精馏塔T1底部，为萃取精馏塔T1精馏分离提供能量，另一部分从萃取精馏塔塔釜出料管PL7进入甲醇精馏塔T2；

步骤S2：萃取精馏塔T1塔底下降的甲醇水溶液通过萃取精馏塔塔釜出料管PL7进入甲醇精馏塔T2进行精馏，甲醇精馏塔T2塔顶上升的蒸汽经甲醇精馏塔冷凝器E5实现相变，冷凝获得的物料甲醇产品，一部分从甲醇精馏塔T2顶部的甲醇精馏塔回流管PL9回流入塔内，另一部分经甲醇产品出料管PL10采出，甲醇精馏塔T2塔底下降的液体为萃取剂水，一部分从甲醇精馏塔再沸器入口管道PL11进入甲醇精馏塔再沸器E4升温汽化后返回甲醇精馏塔T2底部，为甲醇精馏塔T2精馏分离提供能量，另一部分从甲醇精馏塔塔釜出料管PL12排出至进料预热器E1，在进料预热器E1中被待分离原料冷却后的甲醇精馏塔塔釜物料经冷却后出料管PL13流出，部分经萃取剂循环管PL14进入萃取精馏塔T1上部，另一部分经废水出料管PL15排出。

进一步地，所述萃取精馏塔T1塔内件类型为塔板或填料，理论板数为32～45，操作压力为100～400kPa，塔顶回流比为1.2～4.8，萃取剂与待分离溶液的进料体积比为0.1～1.5，塔顶温度为37～85℃，塔釜温度为80～125℃。

进一步地，所述甲醇精馏塔T2塔内件类型为塔板或填料，理论板数为22～42，操作压力为100～150kPa，塔顶回流比为1.8～6.5，塔顶温度为64～76℃，塔釜温度为100～115℃。

具体地，该萃取精馏分离装置，其包括：萃取精馏塔T1和甲醇精馏塔T2，

所述萃取精馏塔T1顶部设有二甲基硫醚产品出口，所述萃取精馏塔T1上部设有萃取剂进料口，所述萃取精馏塔T1下部设有待分离溶液进料口，所述萃取精馏塔T1顶部设有萃取精馏塔回流口，所述萃取精馏塔T1底部设有萃取排出口；

所述萃取精馏塔T1顶部的二甲基硫醚产品出口通过萃取精馏塔塔顶气相管PL3连接有萃取精馏塔冷凝器E3，所述萃取精馏塔冷凝器E3的出口端通过萃取精馏塔回流管PL4与萃取精馏塔回流口相连接，所述萃取精馏塔冷凝器E3的出口端连接有二甲基硫醚产品出料管PL5，所述萃取精馏塔回流管PL4、二甲基硫醚产品出料管PL5和萃取精馏塔冷凝器E3的出口端三者之间采用三通接头相连接；所述萃取精馏塔T1底部的萃取排出口上连接有萃取精馏塔塔釜出料管PL7；

所述甲醇精馏塔T2顶部设有甲醇产品出口，所述甲醇精馏塔T2中部设有进料口，所述甲醇精馏塔T2顶部设有甲醇精馏塔回流口，所述甲醇精馏塔T2底部设有精馏排出口；

所述甲醇精馏塔T2顶部的甲醇产品出口通过甲醇精馏塔塔顶气相管PL8连接有甲醇精馏塔冷凝器E5，所述甲醇精馏塔冷凝器E5的出口端通过甲醇精馏塔回流管PL9与甲醇精馏塔回流口相连接，所述甲醇精馏塔冷凝器E5的出口端连接有甲醇产品出料管PL10，所述甲醇精馏塔回流管PL9、甲醇产品出料管PL10和甲醇精馏塔冷凝器E5的出口端三者之间采用三通接头相连接；所述甲醇精馏塔T2底部的精馏排出口上连接有甲醇精馏塔塔釜出料管PL12；

所述萃取精馏塔塔釜出料管PL7的出口端与甲醇精馏塔T2中部的进料口相连接。

进一步地，所述萃取精馏塔T1的待分离溶液进料口上连接有待分离溶液进料管PL2，所述待分离溶液进料管PL2的另一端连接有进料预热器E1，进料预热器E1的出料端与待分离溶液进料管PL2的进料端相连接，所述进料预热器E1的进料端连接有待分离原料进料管PL1；待分离原料与温度较高的来自甲醇精馏塔T2塔底的萃取剂水进入换热，提高了待分离原料的进料温度，节省了分离过程的能耗。

进一步地，所述萃取精馏塔T1底部的萃取排出口通过萃取精馏塔再沸器入口管道PL6连接有萃取精馏塔再沸器E2，萃取精馏塔再沸器E2的出口端与萃取精馏塔T1的下部相连接；来自萃取精馏塔T1底部的萃取排出口的物料经萃取精馏塔再沸器E2升温汽化后返回萃取精馏塔T1底部，为萃取精馏塔T1精馏分离提供能量。

进一步地，所述甲醇精馏塔T2的精馏排出口上通过甲醇精馏塔再沸器入口管道PL11连接有甲醇精馏塔再沸器E4，甲醇精馏塔再沸器E4的出口端与甲醇精馏塔T2的下部相连接；来自甲醇精馏塔T2底部的精馏排出口的物料经甲醇精馏塔再沸器E4升温汽化后返回甲醇精馏塔T2底部，为甲醇精馏塔T2精馏分离提供能量。

进一步地，所述萃取精馏塔T1上部的萃取剂进料口上连接有萃取剂循环管PL14，所述萃取剂循环管PL14的另一端通过三通接头连接有废水出料管PL15，用于废水排出，三通接头的第三个接头连接有甲醇精馏塔塔釜物料经冷却后出料管PL13，所述甲醇精馏塔塔釜物料经冷却后出料管PL13与进料预热器E1相连接；来自甲醇精馏塔T2塔底的水只需部分作为萃取剂经萃取剂循环管PL14进入萃取精馏塔T1，剩余的通过废水出料管PL15排出，即来自甲醇精馏塔T2塔底的水经进料预热器E1使用后通过冷却后出料管PL13进入萃取剂循环管PL14。

实施例1：

萃取精馏塔T1塔身材料为SUS304，塔内填充CY规整丝网填料，塔径为500mm，理论板数为36，萃取剂从第7块理论板进料，待分离溶液从第25块理论板进料；甲醇精馏塔T2塔身材料为SUS304，塔内填充CY规整丝网填料，塔径为800mm，理论板数为32，第18块理论板进料。

待分离溶液的进料流量为2000kg/h，从萃取精馏塔T1的待分离溶液进料口进入，进料温度30℃，进料组成：25wt％二甲基硫醚，26wt％甲醇，49wt％水；萃取剂水循环量为560kg/h，从萃取精馏塔T1的萃取剂进料口进入，萃取精馏塔T1的操作条件：操作压力为200kPa，塔顶温度58.6℃，塔底温度104.9℃，回流比1.7；甲醇精馏塔T2操作条件：操作压力101kPa，塔顶温度64.5℃，塔底温度101.3℃，回流比2.8。

在上述条件下，萃取精馏塔塔顶的二甲基硫醚产品纯度为99.92％，水分为0.03％，甲醇含量为0.05％；甲醇精馏塔塔顶的甲醇产品纯度为99.91％，水分为0.03％，甲醇含量为0.06％。

实施例2：

萃取精馏塔T1塔身材料为SUS304，塔内填充CY规整丝网填料，塔径为500mm，理论板数为36，萃取剂从第7块理论板进料，待分离溶液从第25块理论板进料；甲醇精馏塔T2塔身材料为SUS304，塔内填充CY规整丝网填料，塔径为800mm，理论板数为32，第18块理论板进料。

待分离溶液的进料流量为2500kg/h，从萃取精馏塔T1的待分离溶液进料口进入，进料温度30℃，进料组成：16wt％二甲基硫醚，22wt％甲醇，62wt％水；萃取剂水循环量为600kg/h，从萃取精馏塔T1的萃取剂进料口进入，萃取精馏塔T1的操作条件：操作压力为400kPa，塔顶温度82.8℃，塔底温度129.8℃，回流比2.3；甲醇精馏塔T2操作条件：操作压力150kPa，塔顶温度74.8℃，塔底温度112.4℃，回流比3.4。

在上述条件下，萃取精馏塔塔顶的二甲基硫醚产品纯度为99.93％，水分为0.05％，甲醇含量为0.02％；甲醇精馏塔塔顶的甲醇产品纯度为99.92％，水分为0.04％，甲醇含量为0.04％。

实施例3：

萃取精馏塔T1塔身材料为SUS304，塔内填充CY规整丝网填料，塔径为500mm，理论板数为36，萃取剂从第7块理论板进料，待分离溶液从第25块理论板进料。甲醇精馏塔T2塔身材料为SUS304，塔内填充CY规整丝网填料，塔径为800mm，理论板数为32，第18块理论板进料。

待分离溶液的进料流量为1800kg/h，从萃取精馏塔T1的待分离溶液进料口进入，进料温度30℃，进料组成：32wt％二甲基硫醚，34wt％甲醇，34wt％水；萃取剂水循环量为500kg/h，从萃取精馏塔T1的萃取剂进料口进入。萃取精馏塔T1的操作条件：操作压力为101kPa，塔顶温度37.2℃，塔底温度82.1℃，回流比1.7。甲醇精馏塔T2操作条件：操作压力101kPa，塔顶温度64.6℃，塔底温度101.6℃，回流比3.2。

在上述条件下，萃取精馏塔塔顶的二甲基硫醚产品纯度为99.92％，水分为0.04％，甲醇含量为0.04％；甲醇精馏塔塔顶的甲醇产品纯度为99.91％，水分为0.05％，甲醇含量为0.04％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1：待分离原料经待分离原料进料管(PL1)进入进料预热器(E1)进行预热，预热后的物料经待分离溶液进料管(PL2)进入萃取精馏塔(T1)下部，萃取剂水从萃取剂循环管(PL14)进入萃取精馏塔(T1)上部，进行萃取精馏分离，萃取精馏塔(T1)塔顶上升的蒸汽经萃取精馏塔冷凝器(E3)实现相变，冷凝获得的物料为二甲基硫醚产品，一部分从萃取精馏塔(T1)顶部的萃取精馏塔回流管(PL4)回流入萃取精馏塔(T1)内，另一部分经二甲基硫醚产品出料管(PL5)采出，萃取精馏塔(T1)塔底下降的液体为甲醇水溶液，一部分从萃取精馏塔再沸器入口管道(PL6)进入萃取精馏塔再沸器(E2)升温汽化后返回萃取精馏塔(T1)底部，为萃取精馏塔(T1)精馏分离提供能量，另一部分从萃取精馏塔塔釜出料管(PL7)进入甲醇精馏塔(T2)；

步骤S2：萃取精馏塔(T1)塔底下降的甲醇水溶液通过萃取精馏塔塔釜出料管(PL7)进入甲醇精馏塔(T2)进行精馏，甲醇精馏塔(T2)塔顶上升的蒸汽经甲醇精馏塔冷凝器(E5)实现相变，冷凝获得的物料甲醇产品，一部分从甲醇精馏塔(T2)顶部的甲醇精馏塔回流管(PL9)回流入塔内，另一部分经甲醇产品出料管(PL10)采出，甲醇精馏塔(T2)塔底下降的液体为萃取剂水，一部分从甲醇精馏塔再沸器入口管道(PL11)进入甲醇精馏塔再沸器(E4)升温汽化后返回甲醇精馏塔(T2)底部，为甲醇精馏塔(T2)精馏分离提供能量，另一部分从甲醇精馏塔塔釜出料管(PL12)排出至进料预热器(E1)，在进料预热器(E1)中被待分离原料冷却后的甲醇精馏塔塔釜物料经冷却后出料管(PL13)流出，部分经萃取剂循环管(PL14)进入萃取精馏塔(T1)上部，另一部分经废水出料管(PL15)排出。

2.如权利要求1所述的一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法，其特征在于，所述萃取精馏塔(T1)塔内件类型为塔板或填料，理论板数为32～45，操作压力为100～400kPa，塔顶回流比为1.2～4.8，萃取剂与待分离溶液的进料体积比为0.1～1.5，塔顶温度为37～85℃，塔釜温度为80～125℃。

3.如权利要求1所述的一种连续萃取精馏分离二甲基硫醚、甲醇水溶液的方法，其特征在于，所述甲醇精馏塔(T2)塔内件类型为塔板或填料，理论板数为22～42，操作压力为100～150kPa，塔顶回流比为1.8～6.5，塔顶温度为64～76℃，塔釜温度为100～115℃。

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