CN115362011B - 从水性料流中回收甲氧基丙醇的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
通过液‑液‑萃取法从水性流出物料流中回收1‑甲氧基‑2‑丙醇和2‑甲氧基‑1‑丙醇，然后进行萃取蒸馏，从萃取溶剂中蒸馏甲氧基丙醇，并对甲氧基丙醇异构体进行蒸馏分离。回收的萃取溶剂再循环到萃取和萃取蒸馏步骤。从回收的萃取溶剂到进料至萃取蒸馏的萃取物的热传递降低了该方法的能量需求。用于该方法的设备包括逆流萃取塔(1)、萃取蒸馏塔(3)、溶剂回收蒸馏塔(4)、异构体分离蒸馏塔(5)和用于将回收的萃取溶剂的热量传递到进料至萃取蒸馏的萃取物的热交换器(8)。
Description
技术领域
本发明涉及从水性流出物料流中回收1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的方法和设备，所述水性流出物料流在通过在甲醇溶剂中丙烯与过氧化氢环氧化来制备环氧丙烷的方法中形成。
背景技术
在甲醇溶剂中，在钛沸石环氧化催化剂存在下，丙烯与过氧化氢的环氧化反应已成为制备环氧丙烷的主要工业生产方法。由于该反应从过氧化氢形成水，并且过氧化氢作为水溶液使用，该方法产生水性流出物料流。这种水性流出物料流通常含有溶解的1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇，它们是环氧丙烷与溶剂甲醇反应的副产物。从水性流出物料流中回收甲氧基丙醇是理想的，不仅是因为它们具有商业价值，而且也是为了减少水性流出物料流的TOC，从而减小用于处理水性流出物料流以排放到水体中所需的设备的尺寸。
WO 99/23052描述了以三烷基膦(trialklyphosphine)为萃取剂，对水性流出物进行液-液-萃取来回收副产物1-氯-3-甲氧基-2-丙醇、1-氯-2-甲氧基-3-丙醇、1,3-二氯丙醇、2,3-二氯丙醇和1-氯-2,3-二羟基丙烷，所述水性流出物是通过用氢气对烯丙基氯进行环氧化来制备环氧氯丙烷而得到的。该文献提出使用相同的萃取方法从丙烯与过氧化氢环氧化产生的水性流出物中回收副产物。
WO 2006/006981描述了用液体丙烯或丙烷通过逆流液-液-萃取从水性料流中回收丙二醇和丙二醇单甲醚。然而，由于不利的分配系数，这需要在超过13巴的压力和大量的萃取剂下进行萃取。
WO 2004/000773描述了从环氧丙烷生产的水性流出物料流中回收1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的方法，其中对该料流进行蒸馏以提供富含甲氧基丙醇的塔顶产物，该塔顶产物通过共沸蒸馏、萃取蒸馏或渗透汽化脱水，并蒸馏得到的1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的无水混合物，以分离甲氧基丙醇异构体。
CN 110272333 A和CN 110330413公开了从水性流出物中回收甲氧基丙醇的方法，其中对料流进行蒸馏以提供富含甲氧基丙醇的塔顶产物，并且该塔顶产物在混合沉降器单元或逆流萃取塔中通过液-液萃取用溶剂萃取。公开的萃取溶剂为二异丁基酮(2,6-二甲基-4-庚酮)、异丁基丙酮(5-甲基己-2-酮)、4,6-二甲基-2-庚酮、1,3-二甲基丁醇和二异丁基甲醇(2,6-二甲基-4-庚醇)。萃取物被蒸馏以回收萃取溶剂作为塔底产物和包含水和甲氧基丙醇的混合物作为塔顶产物，随后在蒸馏中将该混合物脱水，提供包含甲氧基丙醇的无水塔底产物和包含水和甲氧基丙醇的塔顶产物，该塔顶产物将水性进料循环到萃取步骤。CN 110330413 A还公开了通过蒸馏从水性流出物中回收甲氧基丙醇而无需事先浓缩，其在95℃-125℃的升高温度下进行萃取。
CN 110606799 A公开了一种从丙烯和过氧化氢制备环氧丙烷的方法中回收副产物的方法，该方法包括蒸馏以提供富含甲氧基丙醇的水性塔顶产物，并用三氟二氯乙烷或三氟三氯乙烷萃取该塔顶产物。然而，蒙特利尔议定书(Montreal protocol)禁止或将禁止使用这些化合物作为溶剂。
T.Zhao et al.,Chem.Eng.Res.Des.132(2018)399-408和CN 107032966公开了用2-乙基己酸作为萃取溶剂，通过液-液萃取从水性溶液中回收1-甲氧基-2-丙醇，使用相同的萃取溶剂对萃取物进行萃取蒸馏，以提供包含1-甲氧基-2丙醇和2-乙基己酸的无水塔底产物，通过蒸馏分离该塔底产物并回收萃取溶剂。该回收方法比单纯的用2-乙基己酸萃取蒸馏、用氯仿非均相非共沸混合物脱水或液液萃取与非均相非共沸混合物脱水相结合的方法更节能。
发明内容
本发明的发明人现已发现一种从水性流出物料流中回收1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的方法，所述水性流出物料流由通过在甲醇溶剂中丙烯与过氧化氢环氧化来制备环氧丙烷而产生，该方法使用萃取和萃取蒸馏的组合，其具有特定热回收，显著降低了回收方法的能耗。该方法可用于含有残留溶剂甲醇和副产物有机胺的水性流出物料流，并有效地降低水性流出物料流中有机杂质的含量，而不需要加热该料流进行蒸馏。
本发明的主题是一种从水性流出物料流中回收1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的方法，其包括以下步骤：
a)在逆流萃取塔中，在20℃-60℃的温度下用萃取溶剂料流萃取所述水性流出物料流，以提供萃余液料流和萃取物料流，
b)通过使所述萃取物料流在热交换器的热吸收侧通过所述热交换器来加热所述萃取物料流，以提供加热的萃取物料流，
c)将加热的萃取物料流在萃取蒸馏塔中进行萃取蒸馏，所述萃取蒸馏塔在所述加热的萃取物料流的入口上方具有萃取溶剂的入口，相对于所述加热的萃取物料流提供富含水的第一塔顶料流和贫水的第一塔底料流，
d)在溶剂回收蒸馏塔中蒸馏所述第一塔底料流，以提供包含1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的第二塔顶料流，和包含回收的萃取溶剂的第二塔底料流，
e)在异构体分离蒸馏塔中蒸馏所述第二塔顶料流，以提供包含1-甲氧基-2-丙醇的第三塔顶料流和包含2-甲氧基-1-丙醇的第三塔底料流，
f)通过使所述第二塔底料流在所述热交换器的热释放侧(heat delivery side)通过所述热交换器来冷却所述第二塔底料流，以提供回收的萃取溶剂料流，和
g)将所述回收的萃取溶剂料流的一部分作为萃取溶剂料流输送至步骤a)，并且将所述回收的萃取溶剂料流的一部分作为萃取溶剂输送至步骤c)。
本发明的另一个主题是用于从水性流出物料流中回收1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的设备，其包括：
具有进料入口、萃取溶剂入口、萃余液出口和萃取物出口的逆流萃取塔；
具有进料入口、进料入口上方的萃取溶剂入口、塔顶产物出口和塔底产物出口的萃取蒸馏塔；
具有进料入口、塔顶产物出口和塔底产物出口的溶剂回收蒸馏塔；
具有进料入口、塔顶产物出口和塔底产物出口的异构体分离蒸馏塔；
具有热供应侧和热吸收侧的热交换器，每侧具有入口和出口；
连接逆流萃取塔的萃取物出口与热交换器的热吸收侧的入口的管道；
连接热交换器的热吸收侧的出口与萃取蒸馏塔的进料入口的管道；
连接萃取蒸馏塔的塔底产物出口与溶剂回收蒸馏塔的进料入口的管道；
连接溶剂回收蒸馏塔的塔顶产物出口与异构体分离蒸馏塔的进料入口的管道；
连接溶剂回收蒸馏塔的塔底产物出口与热交换器的热供应侧的入口的管道；以及
连接热交换器的热供应侧的出口与逆流萃取塔的萃取溶剂入口和萃取蒸馏塔的萃取溶剂入口的管道。
附图说明
图1中示出了本发明的设备的一个实施方案，该设备包括另外的轻杂质蒸馏塔和用于从离开逆流萃取塔的萃余液料流中回收萃取溶剂的聚结器。为了清楚起见，省略了蒸馏塔的再沸器和冷凝器。斜体标号表示工艺特征(process features)。
发明详述
本发明的方法通过在逆流萃取塔中用萃取溶剂料流萃取水性流出物料流，从水性流出物料流中回收1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇。
从其中回收甲氧基丙醇的水性流出物料流优选为在甲醇溶剂中通过丙烯与过氧化氢环氧化生产环氧丙烷的流出物料流。所述水性流出物料流可以是来自用于回收甲醇溶剂的蒸馏单元的塔底产物，但优选是从这种塔底产物中蒸馏水产生的冷凝物。如果多级蒸馏或蒸发单元用于从塔底产物中蒸馏水，则水性流出物料流优选为来自第一蒸馏或蒸发阶段的冷凝物。
优选地，在本发明方法中萃取的水性流出物料流包含1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇，其组合量为1-10重量％，更优选2-6重量％。本发明的方法可以用具有低甲氧基丙醇含量的水性流出物料流进行，并且不需要像一些现有技术方法那样在萃取之前的蒸馏步骤，所述萃取之前的蒸馏步骤通过蒸馏出水和甲氧基丙醇的接近共沸的混合物来浓缩甲氧基丙醇。
除了水和甲氧基丙醇之外，所述水性流出物料流还可含有其他组分。优选地，所述水性流出物料流包含0.1-5重量％的甲醇，更优选1-3重量％的甲醇。本发明的方法可以从具有这样含量的甲醇的水性流出物料流中回收甲氧基丙醇，而不需要像一些现有技术的方法那样从该方法中清除含有甲醇和甲氧基丙醇的料流。所述水性流出物料流还可含有少量氨和挥发性有机胺，如乙胺。如果在水性流出物料流中存在氨或有机胺，优选用非酸性萃取溶剂进行萃取。
用于萃取水性流出物料流的萃取溶剂优选包括至少一个氢受体官能团。具有氢受体官能团的萃取溶剂可以在氢受体官能团和甲氧基丙醇的羟基之间形成氢键，其提供了比无氢受体官能团的非极性萃取溶剂更有利的甲氧基丙醇在水相和萃取剂相之间的分配系数。氢受体官能团优选为脂族羟基、酮羰基、亚砜基、砜基、羧酰胺基(carboxamide group)、氧化膦基或磷酸酯基，并且萃取溶剂可以含有这些基团中的若干基团以及这些基团的组合。在优选的实施方案中，萃取溶剂是具有7-14个碳原子的脂族醇，最优选2-乙基己醇。与现有技术的萃取溶剂2-乙基己酸不同，其可在酯化反应中与2-乙基己醇反应，以提供在该方法中积聚并改变萃取溶剂的萃取性质的副产物，优选的萃取溶剂不包含在该方法的后续蒸馏阶段达到的高温下与甲氧基丙醇反应的官能团。
用于萃取水性流出物料流的萃取溶剂优选具有在20℃下小于1g/kg的在水中的溶解度和在1巴下至少160℃的沸点，以最小化萃取剂溶剂与水性萃余液料流的损失，并允许从萃取溶剂中有效地蒸馏分离甲氧基丙醇。如果与水形成共沸物的萃取溶剂形成低沸点非均相共沸混合物，则可以使用它们。
在20℃-60℃、优选30℃-45℃的温度下进行水性流出物料流的萃取，以保持水和萃取溶剂之间较宽的混溶间隙，从而提供了萃取溶剂在水性萃余液料流中的低溶解度和在萃取物料流中的低水溶性。在此温度范围内进行萃取还可以萃取含有低沸点杂质(如甲醇)的水性流出物料流，该杂质在较高的萃取温度下会蒸发。
萃取在逆流萃取塔中进行，优选在提供5-20个理论萃取级的分离效率的逆流萃取塔中进行。优选地选择逆流萃取塔的尺寸和分离效率以及萃取溶剂料流的流速，以从水性流出物料流中萃取超过95％的甲氧基丙醇，优选超过98％、最优选超过99％的甲氧基丙醇。
来自逆流萃取塔的萃余液料流优选通过聚结器，以用于聚结分散在水性萃余液料流中的萃取溶剂的液滴。将这些液滴聚结形成的有机相循环到萃取步骤，以提供萃取溶剂，优选地提供到进入逆流萃取塔的萃取溶剂料流中。
在萃取步骤中获得的萃取物料流通过使其在热交换器的热吸收侧通过热交换器而被加热，以提供加热的萃取物料流，然后对其进行萃取蒸馏。
加热的萃取物料流在萃取蒸馏塔中进行萃取蒸馏，该萃取蒸馏塔在加热的萃取物料流的入口上方、优选在萃取蒸馏塔的顶部具有萃取溶剂的入口。相对于进料至萃取蒸馏塔的加热的萃取物料流，萃取蒸馏提供富含水的第一塔顶料流和贫水的第一塔底料流。萃取蒸馏优选在塔顶的压力为0.1-2巴，更优选为0.2-0.3巴下进行操作。优选地选择进料至萃取蒸馏中的萃取溶剂的流速、加热的萃取物料流的入口下方的提馏段、在加热的萃取物料流的入口和萃取溶剂的入口之间的萃取段，以及在萃取溶剂的入口上方的精馏段(rectification section)的回流比和理论分离级数，以提供第一塔顶料流和第一塔底料流，所述第一塔顶料流包含少于2％的包含在进料至萃取蒸馏塔的加热的萃取物料流中的甲氧基丙醇，所述第一塔底料流包含少于0.1％的包含在加热的萃取物料流中的水，这两个值均基于重量计算。这样，水与第一塔顶料流从甲氧基丙醇中分离，所述甲氧基丙醇作为与第一塔底料流中的萃取溶剂的混合物获得。当萃取溶剂是具有7-14个碳原子的脂族醇，例如2-乙基己醇或1-壬醇时，基于重量计算，进料至萃取蒸馏塔的萃取溶剂的流速优选为与加热的萃取物料流一起进料至萃取蒸馏塔的甲氧基丙醇量的10-25倍。
然后，在溶剂回收蒸馏塔中进一步蒸馏来自萃取蒸馏塔的第一塔底料流，以提供包含甲氧基丙醇，即1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的第二塔顶料流，以及包含回收的萃取溶剂的第二塔底料流。溶剂回收蒸馏优选在塔顶在0.1-1.0巴，更优选0.1-0.3巴的压力下操作。优选地选择溶剂回收蒸馏塔的提馏段和精馏段中的回流比和理论分离级数，以提供第二塔顶料流和第二塔底料流，其中所述第二塔顶料流包含小于0.1％的包含在进料至溶剂回收蒸馏塔的萃取溶剂，所述第二塔底料流包含小于2％的包含在第一塔底料流的甲氧基丙醇，这两个值均基于重量计算。
来自溶剂回收蒸馏的第二塔顶料流在异构体分离蒸馏塔中蒸馏，以提供包含1-甲氧基-2-丙醇的第三塔顶料流和包含2-甲氧基-1-丙醇的第三塔底料流。异构体分离蒸馏塔优选在塔顶在0.1-2巴，更优选0.2-0.6巴的压力下操作。优选地选择蒸馏塔的提馏段和精馏段中的回流比和理论分离级数，以提供第三塔顶料流和第三塔底料流，所述第三塔顶料流包含小于0.5％的包含在进料至异构体分离蒸馏塔的第二塔顶料流中的2-甲氧基-1-丙醇，所述第三塔底料流包含小于0.5％的包含在第二塔顶料流中的1-甲氧基-2-丙醇，这两个值均基于重量计算。
来自溶剂回收蒸馏的第二塔底料流通过用于加热萃取物料流的热交换器的热释放侧，其冷却第二塔底料流并提供回收的萃取溶剂料流。可以在热交换器的下游使用另外的冷却器，以进一步冷却第二塔底料流，并在萃取步骤中使用的温度下提供回收的萃取溶剂料流。与使用不回收这种热量的萃取蒸馏的现有技术方法相比，传递热量的第二塔底料流和从第二塔底料流吸收热量的萃取物料流之间的热交换使萃取蒸馏的需热量大大减少。
回收的萃取溶剂料流的一部分作为萃取溶剂料流进入萃取步骤，并且回收的萃取溶剂料流的另一部分作为萃取溶剂进入萃取蒸馏步骤。优选地，仅从该方法中清除回收的萃取溶剂料流的一小部分，优选小于0.02重量％，以防止高沸点副产物在萃取溶剂中的积聚，其余的再循环到萃取步骤或萃取蒸馏步骤。
当使用与水形成非均相共沸混合物的萃取溶剂时，优选地将来自萃取蒸馏塔的第一塔顶料流冷凝并分离为水相料流和有机相料流。然后将分离的有机相料流与来自溶剂回收蒸馏的第二塔底料流合并，或者将其输送到萃取蒸馏以提供萃取溶剂，优选地，将其输送到萃取蒸馏塔上的萃取溶剂的入口。
当水性流出物料流含有比水更易挥发的化合物，例如甲醇时，从冷凝的第一塔顶料流分离的水相料流优选在轻杂质蒸馏塔中蒸馏，以提供与分离的水相相比富含这些挥发性化合物的第四塔顶料流。如果萃取溶剂不与水形成非均相共沸混合物，则可将来自萃取蒸馏的整个第一塔顶料流进料至轻杂质蒸馏塔。如果水性流出物料流含有来自丙烯环氧化过程的残余甲醇溶剂，轻杂质蒸馏是特别有利的，并且可以导致离开该过程的水性料流的化学需氧量(COD)的显著降低，这导致节省随后的废水处理中的费用。
当在比异构体分离蒸馏塔更高的塔底温度下操作萃取蒸馏塔时，本发明的方法可以有利地在从离开溶剂回收蒸馏的第二塔底料流向异构体分离蒸馏塔的塔再沸器供应热量的情况下进行。以类似的方式，热量也可以从第二塔底料流供应到轻杂质蒸馏塔的塔再沸器。
本发明的方法优选地在如上所述的本发明的设备中进行，并且最优选地在如图所示的设备中进行。
本发明的设备包括逆流萃取塔1，其具有进料入口、萃取溶剂入口、萃余液出口和萃取物出口。为了与密度低于水的密度的萃取溶剂一起使用，进料入口位于逆流萃取塔1的上端，萃取溶剂入口位于逆流萃取塔1的下端，萃余液出口位于逆流萃取塔1的底部，并且萃取物出口位于逆流萃取塔1的上端，优选位于高于进料入口的位置。逆流萃取塔可以是填料塔或筛板塔，其可以使用脉冲或无脉冲操作。逆流萃取塔也可以是转盘接触器或非对称转盘接触器或搅拌Kühni萃取塔。
本发明的设备还包括萃取蒸馏塔3，其具有进料入口、进料入口上方的萃取溶剂入口、塔顶产物出口和塔底产物出口。可以使用任何已知类型的萃取蒸馏塔，例如板式塔或具有随机填料(packing)或规整填料的塔，规整填料是优选的。萃取蒸馏塔还可以在塔的不同部分中具有塔板和填料的组合。
本发明的设备还包括溶剂回收蒸馏塔4，其具有进料入口、塔顶产物出口和塔底产物出口。管道11连接萃取蒸馏塔3的塔底产物出口与溶剂回收蒸馏塔4的进料入口。任何已知类型的蒸馏塔都可用于溶剂回收蒸馏，例如板式塔或具有随机填料或规整填料的塔，规整填料是优选的。
本发明的设备包括一个热交换器8，其用于从溶剂回收蒸馏塔4的塔底产物中回收热量，并使用该热量加热来自逆流萃取塔1的萃取物，然后将其送入萃取蒸馏塔3。热交换器8具有热供应侧和热吸收侧，这些侧中的每一个都具有入口和出口。该热交换器可以是横流式热交换器，或者优选逆流式热交换器。可以使用在热吸收侧和热释放侧之间具有流动分离的任何类型的液-液热交换器，例如管束式热交换器或优选板式热交换器。管道9连接逆流萃取塔1的萃取物出口与热交换器8的热吸收侧入口，管道10连接热交换器8的热吸收侧出口与萃取蒸馏塔3的进料入口。管道13连接溶剂回收蒸馏塔4的塔底产物出口与热交换器8的热供应侧的入口，并且管道14、15连接热交换器8的热供应侧的出口与逆流萃取塔1的萃取溶剂入口以及萃取蒸馏塔3的萃取溶剂入口。
本发明的设备还包括异构体分离蒸馏塔5，其具有进料入口、塔顶产物出口6和塔底产物出口7。管道12连接溶剂回收蒸馏塔4的塔顶产物出口与异构体分离蒸馏塔5的进料入口。异构体分离蒸馏可以使用任何类型的蒸馏塔，如板式塔或带有随机填料或规整填料的塔，规整填料是优选的。
为了与萃取溶剂一起使用，萃取溶剂与水形成非均相共沸混合物，本发明的设备优选还包括具有入口和出口的塔顶冷凝器16；具有入口、有机相出口和水相出口的相分离容器17；连接萃取蒸馏塔3的塔顶产物出口与塔顶冷凝器16的入口的管道18；连接塔顶冷凝器16的出口与相分离容器17的入口的管道19；以及连接相分离容器17的有机相出口与管道13或管道15的管道20，管道13连接溶剂回收蒸馏塔4的塔底产物出口与热交换器8的热供应侧的入口，管道15连接热交换器8的热供应侧的出口与萃取蒸馏塔3的萃取溶剂入口，管道20的第一种选择是优选的。
在一个优选的实施方案中，本发明的设备另外包括轻杂质蒸馏塔21，其具有进料入口、塔顶产物出口22和塔底产物出口23。轻杂质蒸馏塔21的进料入口可与萃取蒸馏塔3的塔顶产物出口连接。当该设备包括前一段所述的相分离容器17时，轻杂质蒸馏塔21的进料入口优选地通过管道24与相分离容器17的水相出口连接。任何类型的蒸馏塔可用于轻杂质蒸馏塔，例如板式塔或具有随机填料或规整填料的塔，优选规整填料。
在另一优选的实施方案中，本发明的设备另外包括具有入口和出口的聚结器25；具有入口、有机相出口和水相出口27的相分离器26；连接逆流萃取塔1的萃余液出口与聚结器25的入口的管道28；连接聚结器25的出口与相分离器26的入口的管道29；以及连接相分离器26的有机相的出口与逆流萃取塔1的萃取溶剂入口的管道30。所述聚结器优选含有疏水纤维的网状物(nets)、网孔(meshes)或填料或具有疏水表面的填料。
实施例
实施例1
使用Aspen Plus模拟软件包计算了如图所示的方法(另外具有将回收的萃取溶剂送到轻杂质蒸馏塔的入口的吹扫料流116)，使用2-乙基己醇(2EH)作为萃取溶剂，从水性流出物料流中回收1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇，所述水性流出物料流包含93.26重量％的水、2.66重量％的1-甲氧基-2-丙醇(1MPOL)、2.08重量％的2-甲氧基-1-丙醇(2MPOL)、0.32重量％的1,2-丙二醇(DIOL)、1.31重量％的甲醇和0.37重量％的其他组分。计算是在40℃下萃取，萃取溶剂料流与水性流出物料流的重量比约为3，并在0.25巴下，萃取溶剂与萃取物料流的重量比约为0.25下进行萃取蒸馏。表1显示了该过程中的计算的料流流速和组成。
表1
热交换器8将6000千瓦的热量从第二塔底料流109传递到萃取物料流104。萃取蒸馏塔3、溶剂回收蒸馏塔4、异构体分离蒸馏塔5和轻杂质蒸馏塔21的再沸器分别具有3,114kW、2,729kW、705kW和802kW的需热量，使得通过热交换器8进行热集成的本发明方法的总需热量为7.35MW，而不进行这种热集成的方法的总需热量为13.35MW。通过从第二塔底料流到异构体分离蒸馏塔和轻杂质蒸馏塔的塔再沸器的热传递的另外的热集成，可进一步将总需热量降低到5.84MW(5.23kW/kg回收的甲氧基丙醇)。
实施例2
对于包含95.73重量％的水、2.06重量％的1-甲氧基-2-丙醇(1MPOL)、1.51重量％的2-甲氧基-1-丙醇(2MPOL)、0.01重量％的1,2-丙二醇(DIOL)、0.63重量％的甲醇和0.06重量％的其他组分的水性流出物料流重复实施例1的计算，1-壬醇(1NON)作为萃取溶剂，萃取中萃取溶剂料流与水性流出物料流的重量比约为2.4，并且萃取蒸馏中萃取溶剂与萃取物料流的重量比约为0.25。表2显示了该过程中的计算的料流流速和组成。
表2
热交换器8将6000千瓦的热量从第二塔底料流109传递到萃取物料流104。萃取蒸馏塔3、溶剂回收蒸馏塔4、异构体分离蒸馏塔5和轻杂质蒸馏塔21的再沸器分别具有4,893kW、4,615kW、663kW和1003kW的需热量，使得通过热交换器8进行热集成的本发明方法的总需热量为11.17MW，而不进行这种热集成的方法的总需热量为17.17MW。通过从第二塔底料流到异构体分离蒸馏塔和轻杂质蒸馏塔的塔再沸器的热传递的另外的热集成，可进一步将总需热量降低到9.51MW(9.36kW/kg回收的甲氧基丙醇)。
实施例3
4-甲基苯甲醇(4MBA)作为萃取溶剂，并且在65℃进行萃取，在萃取中萃取溶剂料流与水性流出物料流的重量比约为2.75，在萃取蒸馏中萃取溶剂料流与萃取物料流的重量比约为0.43，重复实施例2的计算。表3显示了该过程中的计算的料流流速和组成。
表3
热交换器8将5,500kW的热量从第二塔底料流109传递到萃取物料流104。萃取蒸馏塔3、溶剂回收蒸馏塔4、异构体分离蒸馏塔5和轻杂质蒸馏塔21的再沸器分别具有2,475kW、4,469kW、673kW和890kW的需热量，使得通过热交换器8进行热集成的本发明方法的总需热量为8.51MW，而不进行这种热集成的方法的总需热量为14.01MW。通过从第二塔底料流到异构体分离蒸馏塔和轻杂质蒸馏塔的塔再沸器的热传递的另外的热集成，可进一步将总需热量降低到6.94MW(6.71kW/kg回收的甲氧基丙醇)。
实施例4
二苯甲酮(Ph2CO)作为萃取溶剂，并在65℃下萃取，萃取中萃取溶剂料流与水性流出物料流的重量比约为8.6，萃取蒸馏中萃取溶剂与萃取物料流的重量比约为0.14，并将吹扫料流116进料至轻杂质蒸馏塔，重复实施例2的计算。表4显示了该过程中的计算的料流流速和组成。
表4
热交换器8将12,500kW的热量从第二塔底料流109传递到萃取物料流104。萃取蒸馏塔3、溶剂回收蒸馏塔4、异构体分离蒸馏塔5和轻杂质蒸馏塔21的再沸器分别具有11,115kW、19,362kW、667kW和855kW的需热量，使得通过热交换器8进行热集成的本发明方法的总需热量为32.00MW，而不进行这种热集成的方法的总需热量为44.50MW。通过从第二塔底料流到异构体分离蒸馏塔和轻杂质蒸馏塔的塔再沸器的热传递的另外的热集成，可进一步将总需热量降低到30.47MW(29.8kW/kg回收的甲氧基丙醇)。
实施例5
十八烷酸甲酯(methyl octadecanoate,C18FAME)作为萃取溶剂，并在50℃下进行萃取，在萃取中萃取溶剂料流与水性流出物料流的重量比约为6.8，在萃取蒸馏中萃取溶剂与萃取物料流的重量比约为0.10，重复实施例2的计算。表5显示了该过程中的计算的料流流速和组成。
表5
热交换器8将10,000kW的热量从第二塔底料流109传递到萃取物料流104。萃取蒸馏塔3、溶剂回收蒸馏塔4、异构体分离蒸馏塔5和轻杂质蒸馏塔21的再沸器分别具有19,034kW、26,760kW、657kW和829kW的需热量，使得通过热交换器8进行热集成的本发明方法的总需热量为47.28MW，而不进行这种热集成的方法的总需热量为57.28MW。通过从第二塔底料流到异构体分离蒸馏塔和轻杂质蒸馏塔的塔再沸器的热传递的另外的热集成，可进一步将总需热量降低到45.79MW(45.6kW/kg回收的甲氧基丙醇)。
附图标记列表：
装置特征：
1逆流萃取塔
2逆流萃取塔的进料入口
3萃取蒸馏塔
4溶剂回收蒸馏塔
5异构体分离蒸馏塔
6异构体分离蒸馏塔的塔顶产物出口
7异构体分离蒸馏塔的塔底产物出口
8热交换器
9连接逆流萃取塔的萃取物出口与热交换器的热吸收侧的入口的管道
10连接热交换器的热吸收侧的出口与萃取蒸馏塔的进料入口的管道
11连接萃取蒸馏塔的塔底产物出口与溶剂回收蒸馏塔的进料入口的管道
12连接溶剂回收蒸馏塔的塔顶产物出口与异构体分离蒸馏塔的进料入口的管道
13连接溶剂回收蒸馏塔的塔底产物出口与热交换器的热供应侧的入口的管道
14连接热交换器的热供应侧的出口与逆流萃取塔的萃取溶剂入口的管道
15连接热交换器的热供应侧的出口与萃取蒸馏塔的萃取溶剂入口的管道
16塔顶冷凝器
17相分离容器
18连接萃取蒸馏塔的塔顶产物出口与塔顶冷凝器的入口的管道
19连接塔顶冷凝器的出口与相分离容器的入口的管道
20连接相分离容器的有机相的出口与管道13或管道15的管道
21轻杂质蒸馏塔
22轻杂质蒸馏塔的塔顶产物出口
23轻杂质蒸馏塔的塔底产物出口
24连接相分离容器的水相出口与轻杂质蒸馏塔的进料入口的管道
25聚结器
26相分离器
27相分离器的水相出口
28连接逆流萃取塔的萃余液出口与聚结器的入口的管道
29连接聚结器的出口与相分离器的入口的管道
30连接相分离器的有机相的出口与逆流萃取塔的萃取溶剂入口的管道工艺特征：
101水性流出物料流
102萃取溶剂料流至逆流萃取塔103萃余液料流
104萃取物料流105萃取溶剂至萃取蒸馏塔
106第一塔顶料流
107第一塔底料流
108第二塔顶料流
109第二塔底料流
110第三塔顶料流
111第三塔底料流
112水相料流
113有机相料流
114第四塔顶料流
115第四塔底料流
Claims (14)
1.从水性流出物料流(101)中回收1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的方法，其包括以下步骤：
a)在逆流萃取塔(1)中，在20℃-60℃的温度下用萃取溶剂料流(102)萃取所述水性流出物料流(101)，以提供萃余液料流(103)和萃取物料流(104)，
b)通过使所述萃取物料流(104)在热交换器(8)的热吸收侧通过所述热交换器来加热所述萃取物料流(104)，以提供加热的萃取物料流，
c)将加热的萃取物料流在萃取蒸馏塔(3)中进行萃取蒸馏，所述萃取蒸馏塔(3)在所述加热的萃取物料流的入口上方具有萃取溶剂(105)的入口，相对于所述加热的萃取物料流提供富含水的第一塔顶料流(106)和贫水的第一塔底料流(107)，
d)在溶剂回收蒸馏塔(4)中蒸馏所述第一塔底料流(107)，以提供包含1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的第二塔顶料流(108)，和包含回收的萃取溶剂的第二塔底料流(109)，
e)在异构体分离蒸馏塔(5)中蒸馏所述第二塔顶料流(108)，以提供包含1-甲氧基-2-丙醇的第三塔顶料流(110)和包含2-甲氧基-1-丙醇的第三塔底料流(111)，
f)通过使所述第二塔底料流(109)在所述热交换器(8)的热释放侧通过所述热交换器来冷却所述第二塔底料流(109)，以提供回收的萃取溶剂料流，和
g)将所述回收的萃取溶剂料流的一部分作为萃取溶剂料流(102)输送至步骤a)，并且将所述回收的萃取溶剂料流的一部分作为萃取溶剂(105)输送至步骤c)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述萃取溶剂包含至少一个氢受体官能团，在20℃下的水中的溶解度小于1g/kg，并且在1巴下的沸点至少为160℃。
3.根据权利要求2所述的方法，其中氢受体基团选自脂族羟基、酮羰基、亚砜基、砜基、羧酰胺基、氧化膦基、磷酸酯基及其组合。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述萃取溶剂是具有7-14个碳原子的脂族醇。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述萃取溶剂是2-乙基己醇。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述水性流出物料流(101)包含组合量为1-10重量％的1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述水性流出物料流(101)包含0.1-5重量％的甲醇。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中使用与水形成非均相共沸混合物的萃取溶剂，将第一塔顶料流(106)冷凝并分离成水相料流(112)和有机相料流(113)，并且所述有机相料流(113)或与所述第二塔底料流(109)合并，或进入步骤c)以提供萃取溶剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述水相料流(112)在轻杂质蒸馏塔(21)中蒸馏，以提供第四塔顶料流(114)，与所述分离的水相相比，所述第四塔顶料流(114)富含比水更易挥发的化合物。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中将所述萃余液料流(103)输送通过含有疏水纤维的网状物、网孔或填料或具有疏水表面的填料的聚结器，并将从所述萃余液料流中分离的有机相循环到步骤a)，以提供萃取溶剂。
11.用于从水性流出物料流中回收1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇的设备，其包括具有进料入口(2)、萃取溶剂入口、萃余液出口和萃取物出口的逆流萃取塔(1)；具有进料入口、进料入口上方的萃取溶剂入口、塔顶产物出口和塔底产物出口的萃取蒸馏塔(3)；具有进料入口、塔顶产物出口和塔底产物出口的溶剂回收蒸馏塔(4)；具有进料入口、塔顶产物出口和塔底产物出口的异构体分离蒸馏塔(5)；具有热供应侧和热吸收侧的热交换器(8)，每侧具有入口和出口；连接逆流萃取塔(1)的萃取物出口与热交换器(8)的热吸收侧的入口的管道(9)；连接热交换器(8)的热吸收侧的出口与萃取蒸馏塔(3)的进料入口的管道(10)；连接萃取蒸馏塔(3)的塔底产物出口与溶剂回收蒸馏塔(4)的进料入口的管道(11)；连接溶剂回收蒸馏塔(4)的塔顶产物出口与异构体分离蒸馏塔(5)的进料入口的管道(12)；连接溶剂回收蒸馏塔(4)的塔底产物出口与热交换器(8)的热供应侧的入口的管道(13)；连接热交换器(8)的热供应侧的出口与逆流萃取塔(1)的萃取溶剂入口的管道(14)；以及连接热交换器(8)的热供应侧的出口与萃取蒸馏塔(3)的萃取溶剂入口的管道(15)。
12.根据权利要求11所述的设备，其另外包括具有入口和出口的塔顶冷凝器(16)；具有入口、有机相出口和水相出口的相分离容器(17)；连接萃取蒸馏塔(3)的塔顶产物出口与塔顶冷凝器(16)的入口的管道(18)；连接塔顶冷凝器(16)的出口与相分离容器(17)的入口的管道(19)；以及连接相分离容器(17)的有机相出口与(a)连接溶剂回收蒸馏塔(4)的塔底产物出口与热交换器(8)的热供应侧的入口的管道(13)、或(b)连接热交换器(8)的热供应侧的出口与萃取蒸馏塔(3)的萃取溶剂入口的管道(15)的管道(20)。
13.根据权利要求12所述的设备，其另外包括具有进料入口、塔顶产物出口和塔底产物出口的轻杂质蒸馏塔(21)；以及连接相分离容器(17)的水相出口与轻杂质蒸馏塔(21)的进料入口的管道(24)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其另外包括具有入口和出口的聚结器(25)；具有入口、有机相出口和水相出口(27)的相分离器(26)；连接逆流萃取塔(1)的萃余液出口与聚结器(25)的入口的管道(28)；连接聚结器(25)的出口与相分离器(26)的入口的管道(29)；以及连接相分离器(26)的有机相的出口与逆流萃取塔(1)的萃取溶剂入口的管道(30)。
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