CN111875499B - 一种回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法 - Google Patents

一种回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法，包括以下步骤：(1)将溶剂中水分的质量含量降低，得到只含有乙酸乙酯‑正丁醇‑正庚烷的混合物；(2)将所述乙酸乙酯‑正丁醇‑正庚烷的混合物通入第一精馏塔进行共沸精馏，塔釜得到正丁醇，塔顶为乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物；(3)将所述乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物通入第二精馏塔，加入萃取剂与离子液体组成的混合萃取剂，进行萃取精馏，塔顶得到正庚烷，塔釜为乙酸乙酯和混合萃取剂的混合物；(4)将所述乙酸乙酯和萃取剂的混合物连续通入溶剂回收塔，塔顶得到乙酸乙酯，塔釜为混合萃取剂。本发明能够高效分离乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷。

Description

一种回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法
技术领域
本发明涉及化工精馏提纯领域，特别是涉及一种回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法。
背景技术
目前，乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷在橡胶、制药、油漆等领域应用广泛，常作为有机溶剂被大量使用，使用过程中不可避免加入其他物质，特别是水。类似这种混合溶剂对环境危害不小，因共沸组分较多，回收麻烦，往往不好处理。为了减少环境污染和节约资源，都需要对这类混合物废液进行回收并利用。
常压下，正丁醇与水能够形成共沸物，其共沸温度92.7℃，共沸组成中正丁醇：水＝0.575：0.425(摩尔分数)，而乙酸乙酯也和正庚烷能够形成二元共沸物，其共沸温度为75.75℃，共沸组成中正庚烷：乙酸乙酯＝0.265(摩尔分数)。采用普通精馏无法将乙酸乙酯和正庚烷共沸体系高效分离，尤其废溶剂中还有正丁醇和各种共沸组分。
因此亟需提供一种新型的回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法，解决该混合物组成共沸物较多，直接蒸馏达不到废物回收最大利用化的问题。本发明通过废溶剂共沸组成发现，先将水去除，再通过共沸精馏与萃取精馏结合，可以将乙酸乙酯、丁醇和正庚烷全部分开，达到高效分离。同时本发明采用了普通萃取剂与离子液体组成的混合萃取剂，基于离子液体的优势，可以更大地降低普通溶剂的损失，降低生产成本，减少对环境的污染，经济效益好。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂中水分的质量含量降至低于1％，得到只含有乙酸乙酯-正丁醇-正庚烷的混合物；
(2)将步骤(1)得到的乙酸乙酯-正丁醇-正庚烷的混合物通入第一精馏塔进行共沸精馏，塔釜得到含量99％以上的正丁醇，塔顶为乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物；
(3)将步骤(2)得到的乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物通入第二精馏塔，加入萃取剂与离子液体组成的混合萃取剂，进行萃取精馏，塔顶得到含量为99％以上的正庚烷，塔釜为乙酸乙酯和混合萃取剂的混合物；
(4)将步骤(3)得到的乙酸乙酯和萃取剂的混合物连续通入溶剂回收塔，进行分离，塔顶得到含量为99％以上的乙酸乙酯，塔釜为混合萃取剂。
在本发明一个较佳实施例中，在步骤(1)中，将溶剂中水分的质量含量降至低于1％的方法采用连续通过分子筛的方式，去除废溶剂中的水分。
在本发明一个较佳实施例中，在步骤(2)中，共沸精馏的条件为常压下，塔釜温度为115—125℃，塔顶温度为64—68℃，回流比为3—5。
在本发明一个较佳实施例中，在步骤(3)中，萃取精馏的条件为压力为1atm，塔釜温度为130—160℃，塔顶温度为45—65℃，回流比为3—5。
在本发明一个较佳实施例中，在步骤(3)中，混合萃取剂与乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物的质量比为1.0—2.0。
进一步的，所述离子液体为N-甲基吡啶磷酸二甲酯盐。
进一步的，所述萃取剂为对二甲苯或N-甲基吡咯烷酮。用溶剂选择原理和UNIFAC基团贡献法筛选N-甲基吡咯烷酮作为萃取精馏的萃取剂，同时通过常压下乙酸乙酯-正庚烷体系和加入萃取剂N-甲基吡咯烷酮后的气液平衡实验，证明N-甲基吡咯烷酮能够打破共沸。同理，对二甲苯也能破除乙酸乙酯和正庚烷共沸。
进一步的，所述萃取剂与离子液体的重量比例为40—60％。
在本发明一个较佳实施例中，在步骤(4)中，分离的条件为压力为1atm，塔釜温度为150—170℃，塔顶温度为40—60℃，回流比为3—5。
本发明的有益效果是：
(1)本发明包括将废溶剂中水分的质量含量降到1％以下，破除与水的共沸组成，再通过共沸精馏与萃取精馏相结合的连续精馏方法将乙酸乙酯、丁醇和正庚烷分离回收，回收的产品含量达到99％以上；
(2)本发明所述萃取剂采用萃取剂与离子液体形成的混合萃取剂，能够提高萃取效率；萃取剂破除乙酸乙酯和正庚烷共沸，添加离子液体是因为离子液体超低蒸汽压、稳定性好、高沸点、循环使用等特点弥补有机溶剂的缺陷，降低有机溶剂能耗。基于离子液体熔点低、易操作、可溶性好等优点，精馏工艺中通常采用普通有机溶剂与离子液体的混合液作为萃取剂，这样可以大幅度降低普通溶剂的损失，降低成本，提高质量。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述，但是所述实施例并不构成对本发明的限制。
实施例1：
取乙酸乙酯-正丁醇-正庚烷废溶剂100kg，水分为15.6％，其化学成份及含量如下：
正丁醇 正庚烷 乙酸乙酯 其他
GC含量/％ 42.3 29.2 26.8 1.7
(1)采用连续通过分子筛(加热后循环利用)去除废溶剂中的水分，使溶剂中水分的质量含量低于1％，得到只含乙酸乙酯-正丁醇-正庚烷的混合物82.2kg；
(2)将步骤(1)得到的乙酸乙酯-正丁醇-正庚烷的混合物通入第一精馏塔，常压下，塔釜温度为120℃，塔顶温度为66℃，回流比为4下进行共沸精馏，塔釜得到含量99.3％的正丁醇33.8kg，塔顶为乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物；
(3)将步骤(2)得到的共沸混合物通入第二精馏塔，从塔上部加入由对二甲苯与离子液体组成的混合萃取剂，其中对二甲苯与离子液体的重量比为0.5，混合萃取剂用量与乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物的质量比为1.5，离子液体采用N-甲基吡啶磷酸二甲酯盐。在压力为1atm条件下，塔釜温度在148℃，塔顶温度为65℃，回流比为4下进行萃取精馏。塔顶得到含量为99.2％的正庚烷21.4kg，塔釜为乙酸乙酯和混合萃取剂的混合物；
(4)将步骤(3)得到的乙酸乙酯和混合萃取剂的混合物连续通入溶剂回收塔，在压力为1atm条件下，塔釜温度在160℃，塔顶温度为55℃，回流比为4下进行分离。塔顶得到含量为99.4％的乙酸乙酯19.2kg，塔釜为混合萃取剂。混合萃取剂可以回收循环使用，节约资源。
实施例2：
取乙酸乙酯-丁醇-正庚烷废溶剂100kg，水分为18.5％，其化学成份及含量如下：
正丁醇 正庚烷 乙酸乙酯 其他
GC含量/％ 36.9 32.4 28.9 1.8
(1)采用连续通过分子筛(加热后循环利用)去除废溶剂中的水分，使溶剂中水分的质量含量低于1％，得到只含乙酸乙酯-正丁醇-正庚烷的混合物79.4kg；
(2)将步骤(1)得到的乙酸乙酯-正丁醇-正庚烷的混合物通入第一精馏塔，常压下，塔釜温度为125℃，塔顶温度为67℃，回流比为4下进行共沸精馏，塔釜得到含量99.2％的正丁醇28.1kg，塔顶为乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物；
(3)将步骤(2)得到的共沸混合物通入第二精馏塔，从塔上部加入由N-甲基吡咯烷酮与离子液体组成的混合萃取剂，其中，N-甲基吡咯烷酮与离子液体的重量比为0.45，混合萃取剂用量与乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物的质量比为2.0，离子液体采用N-甲基吡啶磷酸二甲酯盐。在压力为1atm条件下，塔釜温度在145℃，塔顶温度为63℃，回流比为4下进行萃取精馏。塔顶得到含量为99.4％的正庚烷24.6kg，塔釜为乙酸乙酯和混合萃取剂的混合物；
(4)将步骤(3)得到的乙酸乙酯和混合萃取剂的混合物连续通入溶剂回收塔，在压力为1atm条件下，塔釜温度在168℃，塔顶温度为58℃，回流比为4下进行分离。塔顶得到含量为99.3％的乙酸乙酯21.3kg，塔釜为混合萃取剂。混合萃取剂可以回收循环使用，节约资源。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂中水分的质量含量降至低于1％，得到只含有乙酸乙酯-正丁醇-正庚烷的混合物；
(2)将步骤(1)得到的乙酸乙酯-正丁醇-正庚烷的混合物通入第一精馏塔进行共沸精馏，塔釜得到含量99％以上的正丁醇，塔顶为乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物；
(3)将步骤(2)得到的乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物通入第二精馏塔，加入萃取剂与离子液体组成的混合萃取剂，进行萃取精馏，塔顶得到含量为99％以上的正庚烷，塔釜为乙酸乙酯和混合萃取剂的混合物；
所述离子液体为N-甲基吡啶磷酸二甲酯盐；所述萃取剂为对二甲苯或N-甲基吡咯烷酮；
(4)将步骤(3)得到的乙酸乙酯和萃取剂的混合物连续通入溶剂回收塔，进行分离，塔顶得到含量为99％以上的乙酸乙酯，塔釜为混合萃取剂。
2.根据权利要求1所述的回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将溶剂中水分的质量含量降至低于1％的方法采用连续通过分子筛的方式，去除废溶剂中的水分。
3.根据权利要求1所述的回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法，其特征在于，在步骤(2)中，共沸精馏的条件为常压下，塔釜温度为115-125℃，塔顶温度为64-68℃，回流比为3-5。
4.根据权利要求1所述的回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法，其特征在于，在步骤(3)中，萃取精馏的条件为压力为1atm，塔釜温度为130-160℃，塔顶温度为45-65℃，回流比为3-5。
5.根据权利要求1所述的回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法，其特征在于，在步骤(3)中，混合萃取剂与乙酸乙酯和正庚烷的共沸混合物的质量比为1.0-2.0。
6.根据权利要求1所述的回收乙酸乙酯、正丁醇和正庚烷的废溶剂的方法，其特征在于，在步骤(4)中，分离的条件为压力为1atm，塔釜温度为150-170℃，塔顶温度为40-60℃，回流比为3-5。
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