CN116813442A - 含有甲苯和正庚烷的混合物的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含有甲苯和正庚烷的混合物的处理方法,包括步骤:提供所述含有甲苯和正庚烷的混合物的第一物料,和提供乙醇的第二物料,第一物料与第二物料进入共沸精馏塔中进行处理,共沸精馏塔的操作条件为:常压,回流比3~6,塔顶温度68~73℃以及塔釜温度108~113℃,共沸精馏塔的塔顶出料为含有正庚烷‑乙醇共沸物的第三物料,塔釜出料为富含甲苯的第四物料,提供水的第六物料,与第三物料进入液液萃取塔中进行处理,液液萃取塔的操作条件为常压,液液萃取塔的塔顶出料为富含正庚烷的第七物料。采用本发明的上述处理方法能够从含有甲苯和正庚烷的混合物分离出工业级的甲苯产品和工业级的正庚烷产品,并且分离过程安全、能耗低。
Description
技术领域
本发明涉及含有甲苯和正庚烷的混合物的处理方法。
背景技术
甲苯大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂,也是有机化工的重要原料,可以发生烷基化反应制苯或发生歧化反应制二甲苯。甲苯的一系列衍生物,被广泛用于染料、医药、农药、火炸药、助剂、香料等精细化学品的生产,以及合成材料工业。甲苯进行侧链氯化得到的一氯苄、二氯苄和三氯苄。
庚烷有九种同分异构体,其中以正庚烷最为重要。正庚烷为无色可燃液体,其辛烷值被定为0,故主要用作测定辛烷值的标准物。正庚烷是典型的非极性溶剂,几乎不溶于水,微溶于醇,能溶于醚、氯仿,常用作麻醉剂、溶剂、有机合成的原料以及实验试剂的制备。正庚烷是现今工业上应用广泛的烃类溶剂之一,用作动植物油脂的萃取溶剂和快干性橡皮胶合剂、橡胶溶剂。也用于制造化妆品及用作清洗涂料、油漆、快干性油墨及印刷机零部件的溶剂。随着化工、医药、电子等相关行业的快速发展正庚烷的需求量将逐年增加,尤其是高纯度正庚烷具有广阔的市场前景。
在化工行业中甲苯-正庚烷混合物体系采用普通精馏无法分离,由于甲苯和正庚烷互溶,难以在普通精馏过程中得到高纯度的甲苯及正庚烷产品。目前对于甲苯-正庚烷体系的分离方法主要有支撑液膜法及采用苯酚或环丁砜进行萃取精馏。采用支撑液膜法进行分离,该方法支撑液膜具有性质不稳定、所用的离子液体成本高等问题影响其规模化生产。采用以苯酚或环丁砜作萃取剂进行萃取精馏,如图1所示,萃取精馏塔塔顶采出的产品是正庚烷,塔釜得到甲苯-萃取剂混合物体系,甲苯-萃取剂混合物体系打入萃取剂回收塔,塔顶采出甲苯,塔釜出萃取剂进行回用。其中苯酚的化学性质较活泼,在空气中或遇不洁物质逐渐变成微红色结晶,有特殊气味、有毒、有弱酸性、有强腐蚀性;苯酚遇明火、高温、强氧化剂有燃烧危险,受热会放出易燃蒸汽,此蒸汽能与空气形成爆炸性混合物。环丁砜是一种溶解力强、选择性好的极性溶剂,但其沸点为285℃,加热会分解生成黑色的聚合物和SO2,价格较为昂贵。
发明内容
本发明的主要目的在于提供含有甲苯和正庚烷的混合物的处理方法,该方法具有能耗低、安全和环保等优点。
为了实现上述目的,本发明的含有甲苯和正庚烷的混合物的处理方法包括步骤:
提供所述含有甲苯和正庚烷的混合物的第一物料,和提供乙醇的第二物料,
第一物料与第二物料进入共沸精馏塔中进行处理,共沸精馏塔的操作条件为:常压,回流比3~6,塔顶温度68~73℃以及塔釜温度108~113℃,共沸精馏塔的塔顶出料为含有正庚烷-乙醇共沸物的第三物料,塔釜出料为富含甲苯的第四物料,
提供水的第六物料,与第三物料进入液液萃取塔中进行处理,液液萃取塔的操作条件为常压,液液萃取塔的塔顶出料为富含正庚烷的第七物料。
在本发明的一些实施例中,液液萃取塔的塔釜提供水和乙醇的第八物料,所述的第八物料进入乙醇脱水精馏塔中,乙醇脱水精馏塔的操作条件为常压,回流比0.5~2,塔顶温度75~80℃以及塔釜温度98~103℃,乙醇脱水精馏塔的塔顶出料为脱除部分水的乙醇-水混合物的第十物料,乙醇脱水精馏塔的塔釜出料为纯水的第十一物料。
在本发明的一些实施例中,所述的第十物料进入渗透汽化膜处理,出料为无水乙醇第十四物料,以及乙醇-水的第十三物料。
在本发明的一些实施例中,所述的第八物料与第十三物料进入乙醇-水中间储存装置中,乙醇-水中间储存装置出料形成乙醇-水的第九物料进入所述的乙醇脱水精馏塔。
在本发明的一些实施例中,所述的第十四物料进入共沸剂乙醇储存装置,共沸剂乙醇储存装置出料形成所述的第二物料。
在本发明的一些实施例中,所述的第十一物料进入萃取剂水储存装置,萃取剂水储存装置出料形成所述的第六物料。
在本发明的一些实施例中,所述的第三物料进入正庚烷-乙醇中间储存装置,正庚烷-乙醇中间储存装置出料形成庚烷-乙醇的第五物料并进入所述的液液萃取塔。
在本发明的一些实施例中,第四物料中含有大于99%质量百分比浓度的甲苯。
在本发明的一些实施例中,所述的第七物料中含有大于99%质量百分比浓度的正庚烷。
采用本发明的上述处理方法能够从含有甲苯和正庚烷的混合物分离出工业级的甲苯产品和工业级的正庚烷产品,并且分离过程安全、能耗低。
附图说明
图1为背景技术中含有甲苯和正庚烷的混合物分离工艺流程框图。
图2为实施例中含有甲苯和正庚烷的混合物分离流程框图。(1)~(14)为物料序号。
具体实施方式
在相关的含有甲苯和正庚烷的混合物体系分离工艺中,需要采用性质不稳定且成本高昂的的支撑液膜,限制了其规模化生产;或采用苯酚或环丁砜进行萃取精馏,其中萃取剂苯酚有毒及强腐蚀性,化学性质活泼,有爆炸风险,环丁砜加热会分解,其沸点达到285℃,部分生产中蒸汽无法满足该温度的要求,限制了萃取剂环丁砜的应用,同时环丁砜价格较为昂贵。有鉴于上述问题,本发明提供了一种成本低,分离过程安全、能耗低的处理方法,其主要包括了以下步骤:
提供所述含有甲苯和正庚烷的混合物的第一物料,和提供乙醇的第二物料,
第一物料与第二物料进入共沸精馏塔中进行处理,共沸精馏塔的操作条件为:常压,回流比3~6,塔顶温度68~73℃以及塔釜温度108~113℃,共沸精馏塔的塔顶出料为含有正庚烷-乙醇共沸物的第三物料,塔釜出料为富含甲苯的第四物料,
提供水的第六物料,与第三物料进入液液萃取塔中进行处理,液液萃取塔的操作条件为常压,液液萃取塔的塔顶出料为富含正庚烷的第七物料。
上述方法采用了与现有技术截然不同的工艺路线,甲苯与正庚烷的混合物首先通过共沸分离,将正庚烷以正庚烷-乙醇共沸物的形式从混合物中精馏分离开来,于塔釜底部得到了具有工业级品质的甲苯产品,而正庚烷-乙醇则可以通过简单的萃取得以分离,萃取后乙醇与萃取剂水互溶,而正庚烷则与水分层,所得到的正庚烷同样能够达到工业级的品质。上述分离过程显然更加安全,并且能耗更低。
本发明中的共沸精馏塔、液液萃取塔、脱水精馏塔均采用现有结构,并应当被理解为:不仅包括塔本体,还可包括为了实现精馏而为精馏塔本体配置的相关泵、管线、阀门、控制系统等相关配套设备、仪表系统。
本发明中的各个物料的输送可采用管线,管线的结构是已知的,并应当被理解为:不仅包括管体本身,还可以包括在管线上设置的相应泵、阀门、控制系统,物料的温度可以通过各种加热器、换热器等设备进行调节。
本发明中的各储存装置均可采用已知的储存装置,包括但不限于储罐、储槽。
在知晓了本发明的发明意图已经披露的工艺步骤后,本发明中的共沸精馏塔、液液萃取塔、乙醇脱水精馏塔、储存装置、渗透汽化膜等,可依据已知的化工设计、制造方法进行设计和制造。
本发明中的含量除非特别标注,均为质量百分比含量。
在上述分离步骤的基础上,液液萃取塔的塔釜提供水和乙醇的第八物料,所述的第八物料进入乙醇脱水精馏塔中,乙醇脱水精馏塔的操作条件为常压,回流比0.5~2,塔顶温度75~80℃以及塔釜温度98~103℃,乙醇脱水精馏塔的塔顶出料为乙醇-水混合物的第十物料,乙醇脱水精馏塔的塔釜出料为纯水的第十一物料。通过该步骤,用于萃取乙醇的水得到了回收,乙醇/水混合物中水分含量降低,达到渗透汽化膜进料水分含量标准。用作萃取剂的水得到了有效回收,从而有利于使萃取剂水能够循环使用。
第十物料可经过渗透汽化膜进料储存装置暂存后形成十二物料进入渗透汽化膜处理,出料为无水乙醇第十四物料,以及乙醇-水的第十三物料。其中第十四物料进入共沸剂乙醇储存装置,用于上述的共沸精馏,共沸剂乙醇储存装置出料形成所述的第二物料。用作共沸剂的乙醇得到了有效回收。第八物料与第十三物料则进入乙醇-水中间储存装置中,乙醇-水中间储存装置出料形成乙醇-水的第九物料进入所述的乙醇脱水精馏塔进行乙醇脱水处理。
第十一物料进入萃取剂水储存装置,以用作萃取乙醇的萃取剂,萃取剂水储存装置出料形成所述的第六物料。
以下,结合具体实施例对于本发明作进一步说明。
本实施例含有甲苯和正庚烷的混合物分离流程可参考图2,各物料组分、流量可参考表1。
表1物料组成及流量表
结合图2和表1,来自甲苯-正庚烷储槽的第一物料和来自共沸剂乙醇储槽的第二物料送入共沸精馏塔进行处理,共沸精馏塔的操作条件为:常压,回流比3~6,塔顶温度68~73℃以及塔釜温度108~113℃,共沸精馏塔的塔顶出料为含有正庚烷-乙醇共沸物的第三物料,塔釜出料为富含甲苯的第四物料,第四物料中含有质量浓度>99%的甲苯,可直接作为工业级的甲苯产品存入工业级甲苯产品储槽。第三物料则进入正庚烷-乙醇中间储槽进行暂存,正庚烷-乙醇中间储槽输出含有正庚烷和乙醇的第五物料进入液液萃取塔,同来自萃取剂水储槽的纯水的第六物料进行液液萃取,乙醇与水互溶静置分层于下层,正庚烷则静置分层于上层,液液萃取塔上层出料可得到质量浓度>99%的工业级正庚烷产品,工业级正庚烷产品可送入工业级正庚烷产品储槽进行储存,下层则经过乙醇-水中间储槽,与来自后续工艺第十三物料混合后,形成第九物料送入乙醇脱水精馏塔中进行处理,乙醇脱水精馏塔的操作条件为常压,回流比0.5~2,塔顶温度75~80℃以及塔釜温度98~103℃,乙醇脱水精馏塔的塔顶出料为低水分乙醇-水混合物的第十物料,乙醇脱水精馏塔的塔釜出料为纯水的第十一物料。第十一物料进入前述的萃取剂水储槽,第十物料则进入渗透汽化膜处理,渗透汽化膜出料为无水乙醇第十四物料,以及乙醇-水的第十三物料,第十三物料送入前述的乙醇-水中间储槽中,第十四物料进入前述共沸剂乙醇储槽回收利用。
由此,整个分离工艺将混合物中的甲苯和正庚烷分别分离收集得到工业级的产品,并且整个工艺中共沸剂和萃取剂都得以回收循环利用,并且萃取剂和共沸剂均无毒害,具有安全、节能、成本低的优点。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明,并不构成对权利要求范围的限制,本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代,均在本发明保护范围内。
Claims (9)
1.含有甲苯和正庚烷的混合物的处理方法,其特征在于包括步骤:
提供所述含有甲苯和正庚烷的混合物的第一物料,和提供乙醇的第二物料,
第一物料与第二物料进入共沸精馏塔中进行处理,共沸精馏塔的操作条件为:常压,回流比3~6,塔顶温度68~73℃以及塔釜温度108~113℃,共沸精馏塔的塔顶出料为含有正庚烷-乙醇共沸物的第三物料,塔釜出料为富含甲苯的第四物料,
提供水的第六物料,与第三物料进入液液萃取塔中进行处理,液液萃取塔的操作条件为常压,液液萃取塔的塔顶出料为富含正庚烷的第七物料。
2.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于液液萃取塔的塔釜提供水和乙醇的第八物料,所述的第八物料进入乙醇脱水精馏塔中,乙醇脱水精馏塔的操作条件为常压,回流比0.5~2,塔顶温度75~80℃以及塔釜温度98~103℃,乙醇脱水精馏塔的塔顶出料为脱除部分水的乙醇-水混合物的第十物料,乙醇脱水精馏塔的塔釜出料为纯水的第十一物料。
3.如权利要求2所述的处理方法,其特征在于所述的第十物料进入渗透汽化膜处理,出料为无水乙醇第十四物料,以及乙醇-水的第十三物料。
4.如权利要求3所述的处理方法,其特征在于所述的第八物料与第十三物料进入乙醇-水中间储存装置中,乙醇-水中间储存装置出料形成乙醇-水的第九物料进入所述的乙醇脱水精馏塔。
5.如权利要求3所述的处理方法,其特征在于所述的第十四物料进入共沸剂乙醇储存装置,共沸剂乙醇储存装置出料形成所述的第二物料。
6.如权利要求2所述的处理方法,其特征在于所述的第十一物料进入萃取剂水储存装置,萃取剂水储存装置出料形成所述的第六物料。
7.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于所述的第三物料进入正庚烷-乙醇中间储存装置,正庚烷-乙醇中间储存装置出料形成庚烷-乙醇的第五物料并进入所述的液液萃取塔。
8.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于第四物料中含有大于99%质量百分比浓度的甲苯。
9.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于所述的第七物料中含有大于99%质量百分比浓度的正庚烷。
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