TW200424157A - Process for separating 2-butanol from tert-butanol/water mixtures - Google Patents

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200424157 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種從三級丁醇/水混合物中： 酉学的方法，該三級丁醇/水混合物係從三級丁醇 別地是由工業用C 4 -煙混合物中製得之三級丁 g 異丁烯與水的反應中獲得。 【先前技術】 異丁條係丁基橡膠、聚異丁燒、異丁燃寡聚 C5-醛類及C5-羧酸類的製造原料。彼同時也可 基化劑及製備過氧化物之中間物。 在工業用股流中，異丁 j：希會伴隨者飽和與不 烴而一起存在。由於在異丁烯與丁烯之間有 沸點差異或非常低的分離因子，因此，異丁烧無 餾而很有經濟效益地從這些混合物中分離。所以 之離析是藉由將之轉化爲可輕易從殘留之烴混合 的衍生物’然後將該離析出之衍生物再解離成異 生物形成物質。 通常，可利用下列程序以便從C 4餾份，如 裝置之C 4餾份中分離異丁烯。待大部份多數之 (主要是丁二烯）已藉由萃取（或萃取性蒸餾）除去 氫化成直鏈丁烯後，再將殘留混合物（提餘液Ϊ 化之C 4 )與醇或水反應。若使用甲醇時可獲得弓 丁基醚（MIBE)，使用水時可獲得三級丁醇（TBa) 子離2-丁 (TBA)(特 η解離成 物、支鏈 用做爲烷 飽和C4 -著很小的 法藉由蒸 ，異丁烯 物中分離 丁烯及衍 蒸汽裂化 不飽和烴 或選擇性 或氫化裂 3基第三-。待彼等 -5 - (2) (2)200424157 析出後’此二者產物便可依其生成的逆轉形式再解離以形 成異丁烯。 T B A之解離反應比M〗b e之解離更易於操作，且只會 得到較小量之副產物，因而是離析異丁烯的較佳方法。 TB A之解離較佳地係在酸存在下於氣相或液相中以部份轉 化T B A之方式來進行。 若是使用含異丁烯之烴股流（其中存在著直鏈丁烯）來 製備T B A，則會形成少量的2 - 丁醇（S B A)。 此舉是否存在著任何進一步的問題，端視如何處理所 得之反應混合物以獲得純TB A或TBA/水共沸混合物。由 於反應混合物中有低含量之2-丁醇，所以在TBA或TBA/ 水共沸混合物中2-丁醇的最大容許量應不超過0.2質量 %。 然而，若工業用TB A或TBA/水共沸混合物已部份解 離爲異丁烯及水時，若分離出所生成之異丁烯將會導致 TBA/水共沸混合物富含2-丁醇（SBA)。若不將2-丁醇分 開，則此混合物就不適於用來製備商品化品質之.T B A或 TBA/水共沸混合物。同樣地，欲從此混合物中製備異丁 烯也變得不實際，此乃因爲增多的2 -丁醇含量會使異丁 烯中之直鏈丁烯濃度增加，如此異丁烯的規格就無法達 成。所以，必需要排出部份的2 - 丁醇，同時也要避免 TBA的損失。 因此，本發明之目標係提供一種可從含有SBA、TBA 及水的混合物中分離SBA且不會發生TBA損失之方法。 (3) (3)200424157 然而，此三組份之s B A、τ B A及水的混合物卻難以 經由蒸餾分離，因爲此三組份系統顯現出蒸餾分界線，其 連接了在約1 1重量％水（文獻報告是在大氣壓下1 0至 12.5重量％)之二成份的水/TBA共沸混合物（圖1中之B 點），及在約2 8重量％水（文獻報告是在大氣壓下2 6 · 7至 32重量％)之二成份的水/SBA共沸混合物（圖1中之C 點）。此蒸顧分界線分離了兩個蒸餾範圍。如圖1所示， 上述之三組份系統因而展現兩個蒸餾範圍：在區域A-B-C-A中之蒸餾範圍1及在區域B-E-D-CNB中之蒸餾範圍 2。在蒸餾範圍1內，高沸溶劑是水，而此區域內低的沸 溶劑是TBA/水共沸混合物，中間沸溶劑是無法以純形態 分離之SBA/水共沸混合物。 爲了從整體之TBA-異丁烯設備中排出SBA，基於此 一目的，最經濟的是使用最富含SBA的股流。然而，在 TBA解離中所得之股流具有相當低的SBA含量。通常， 此等是具有位於蒸餾範圍1內之組成份。這些股流也經常 會進一步包含少量之額外物質，然而在本文中並不需要考 慮其存在。若嘗試藉由蒸餾來處理此具有蒸餾範圍1內之 組成份的混合物，則可能會離析出高沸溶劑的純水及做爲 頂部餾份之SBA/TBA/水混合物，或者在蒸餾塔之餾出液 中可能會得到最低沸點混合物之TBA/水共沸混合物，並 且在底部會獲得具有高水含量之含有SB A/TBA/水的較高 沸點混合物。因此，爲了質量平衡之理由也因爲不利的蒸 餾線位置’ SBA含量不可充份地增加才能讓排出此一股流 (4) (4)200424157 在經濟上變得可行。對於分離組份或增加彼等濃度而言， 該系統化中之互溶間隙（參考圖1:〇?-〇^)也沒有經濟上 用途。 然而，令人驚訝地頃發現到，當經由一薄膜以滲餘物 將具有位於蒸餾範圍2區域內之組成份的量從生產股流 (進料混合物）中析出水時，該滲餘物就可藉由蒸餾而分離 成 SBA及TBA/水混合物。如此，SBA就可從含有水、 SB A及TBA之生產股流（其組成份係位於蒸餾範圍1的區 域內），特別是富含SBA的生產股流中分離，同時實質 上不會損失TBA。 【發明內容】 據此，本發明係提供一種可從含有SB A、TBA及水 之工業用混合物中分離SB A的方法，其中該混合物之水 的質量比例係大於接連兩個共沸混合物TBA/水及SBA/水 之蒸餾分界線的極限濃度，也就是說該混合物之 S B A / T B A /水組成份係位於蒸f留範圍1的區域內；其中係 經由一薄膜以如下之量從該混合物中析出水，即滲餘物以 SB A/TBA/水之組成份來看時將具有水的質量比例是小於 該接連兩個共沸混合物TBA/水及SBA/水之蒸餾分界線的 極限濃度，也就是說，依據S B A / T B A /水組成份來看，是 位在蒸餾範圍2之區域內；然後藉由蒸餾將該滲餘物分離 成一含SBA之股流及一主要地含TBA和水之股流。 因此，在本發明中係藉由利用薄膜除水和蒸餾該已耗 -δ- (5) (5)200424157 盡水之滲餘物的組合方式分離出SB A。 本發明之方法可使從含有SB A、TBA及水之混合物 (其中水的質量比例是大於接連兩個共沸混合物TBA/水及 SBA/水之蒸餾分界線的極限濃度）中分離SBA變得可行， 因爲彼等是無法經由蒸餾而完全地分離。利用薄膜程序 時，允許使用夾帶劑或其他外來物質使分配其中，如此將 可免掉排除這些輔助劑的昂貴花費，並且在處理期間也不 會使產物有受到這些輔助劑污染的風險。 【實施方式】 本發明之方法將如下文解說，但並不受這些具體實施 例所限制。 在本發明之從含有SBA、TBA及水之工業用混合物 (其水的質量比例是大於接連兩個共沸混合物TBA/水及 S B A /水之黑餾分界線的極限濃度，也就是說，從 SB A/TBA/水組成份來看，是位在蒸餾範圍i內）中分離 SBA的方法中，係經由一薄膜以如下之量從該混合物中析 出水，即滲餘物以S B A / T B A /水之組成份來看時將具有水 的質量比例是小於該接連兩個共沸混合物TBA/水及SBA/ 水之蒸鶴分界線的極限濃度，也就是說，依據A/TBA/ 水組成份來看，是位在蒸餾範圍2之區域內；然後藉由蒸 館將該滲餘物分離成一含SBA之股流及一含tba和水之 股流。 經由薄膜從含SB A進料混合物中分離水時可藉由逆 -9- (6) (6)200424157 滲透作用（滲餘物及滲透物皆爲液體）、全蒸發作用（液態 滲餘物 '氣態滲透物）、或蒸氣滲透作用（滲餘物及滲透物 皆爲氣態）來進行。也可同時地藉由全蒸發及蒸氣滲透來 分離。根據本發明，經由薄膜排水較佳地係以全蒸發作用 (液態滲餘物、氣態滲透物）進行。 藉由逆滲透、全蒸發、或蒸氣滲透來排水時係利用商 品化之親水性膜來操作。這些膜可爲聚合物薄膜或無機薄 膜。 在本發明之方法中，舉例之，較可行的是使用取自 Sulzer Chemtech 公司、CM-Celfa 公司、GKSS 公司或 Sophisticated Systems公司的聚合物薄膜（聚醯亞胺膜）。 可用之形式有取自Sul zer 公司 Pervap 2200、Pervap 2201、Pervap 2202 或 Pervap 2510，或取自 Sophisticated Systems公司的2S-DP-H018。可使用之無機薄膜的實例包 括· SMS(Su]zer Chemtech 公司）；二氧化石夕（Pervatech 公 司）；Na A (Mitsui或Smart Chemical公司）。也可使用無機 薄膜或無機載體物質與聚合物薄膜或實用之聚合物分離層 的組合。由於無機薄膜在相當高溫下很安定且利用過熱蒸 汽時更易於操作，所以可提供一些優點。同樣地，在某些 情況中有機組份的安定性還會較高。另一方面，聚合物薄 膜也可提供某些優點，即彼等不具任何催化特性，如聚合 反應，同樣地無機薄膜也有此情形。 根據本發明’利用無機薄膜排水較佳地係在20至 2 00 °C溫度下進行，而若是使用聚合物薄膜，則較佳地係 -10- (7) (7)200424157 在2 0至1 5 (TC溫度下進行。不管薄膜之形式，水之排除 更佳地係在6 0至1 4 0 °C溫度下操作。 本發明之方法較佳地係在混合物送入薄膜裝置（液 相、氣相或混合相）時壓力爲0 · 5至3 0巴下，較佳地0 · 8 至20巴下進行。在薄膜滲透物這側之壓力較佳地係〇· 〇〇 1 至1巴。 在聚合物薄膜之例子中，分壓較佳地係0.01至20 巴，而在無機薄膜之例子中，分壓較佳地係〇 · 〇 1至3 0 巴。此分壓更佳地是在1至5巴範圍內。質量流量（滲透 物公斤數每平方公尺薄膜表面每小時）較佳地是〇·1至10 公斤/(公尺2小時），更佳地1至8公斤/(公尺2小時）。以 滲透物方式分離之水較佳地具有小於1 〇質量％，較佳地 小於5質量％，更佳地小於3至0.0 5質量％之有機成份含 量，特別是TBA。小至0.001質量％的更小量也可達成， 但此舉通常是不需要也沒有經濟上可行性。 TBA及SBA可一起地從水性滲透物中分離，而留下 純的或實質上純的水。舉例之，此一分離可藉由蒸餾而完 全地進行，此乃因爲混合物具有蒸態範圍1區域內的組成 份，所以在蒸餾作用中純的或實質上純的水可以高沸溶物 方式獲得，而TBA/SBA/水之混合物則以頂部餾份之方式 得到。該以頂部餾份所得之混合物在卸出副股流之後，可 以其全部或一部份再循環至薄膜模數中，以使水再次地被 析出。 若適宜時，某些滲透物全都可直接使用，例如在合成 -11 - (8) (8)200424157 T B A之設備中直接做爲程序水。 以水含量來看，滲餘物是處於蒸餾範圍2內，也就是 說，彼具有的水質量比例係小於那些組成份是相對應於連 接共沸混合物T B A /水及S B A /水之黑P留分界線b - c的混合 物之水含量。在SBA含量爲0.0001至6質量〇/。下，相對 於三組份系統 S B A / T B A /水的水含量最好是小於1 1菅量 %，較佳地小於1 0質量％，更佳地小於9 · 5質量％。在 SBA含量爲6·01至15質量％下，相對於三組份系統 SB Α/ΤΒΑ/水的水含量較佳地小於15質量％，更佳地小於 1 4質量％，特別佳地是小於1 3質量％。除此之外，此滲 餘物可進一步包含高至5質量％，較佳地高至3質量％， 更佳地2_5至0.01質量％的額外物質，如Cs.綠烴或c8_醇 類。 依本發明之方法所得的股流，特別是漆餘物，其分倉留 作用可在一或多個供應有塔盤、旋轉式內部構件、無規塡 裝元件及/或有序之塡裝元件等內部構件的蒸顧塔中進 行。而經由蒸態之分離，較佳地係在單一個蒸|留塔中進 行。 在塔盤之情況中，可使用下列形式： 金屬板內具有洞或隙縫之塔盤； 具有經帽舌、帽罩或蓬蓋覆蓋之頸狀物或煙_狀物的 塔盤； 金屬板內具有被可移動閥蓋住之洞的塔盤； 具有特殊構件之塔盤。 -12- 200424157 Ο) 在具有旋轉式內部構件之蒸餾塔中，回流可藉由旋轉 漏斗來噴灑或是藉由轉子以薄膜方式灑在一加熱管上來噴 灑。 / 具有各種裝塡元件之不規則床可應用於本發明方法所 用之蒸餾塔內。彼等實質上可由多種材料所製成，例如 鋼、不銹鋼、銅、碳、石製品、磁料、塑料等，同時也可 具有各種形狀，如球形、具有平坦或縱斷面之環、具有內 在網狀物或壁上有洞之環、金屬絲網環狀物、鞍狀、螺旋 形。 舉例之，具有正規幾何圖形之裝塡元件可包括由金屬 或塑料製品製成之薄板狀物或梭織之網狀物。此類裝塡元 件之實例包括由薄板金屬製成之Sulzer Gewebepackungen BX、S ulzer Lamellenpackungen Mellapak，高性能裝塡元 件如M e 11 a p a k P 1 u s、取自S u I z e r公司之結構性裝塡元件 (Optiflow)、Montz (SBH)及 Kuehni (Rombopak)。 用來分離該從薄膜模數中獲得之滲餘物的塔較佳地具 有5至7 0個理想板，更佳地1 0至6 0個理想板。流入板 之數目端視該滲餘物之組成份而定。頃發現，對該滲餘物 較有利的是將進料從頂部算起之第2個至第5 5個理想板 上導入，更佳地係在第3至第3 5個理想板。 用於分餾該滲餘物之塔的運轉壓力較佳地係〇 . 1至1 5 巴絕對ί直（巴拉（bara))，更佳地0·8至10巴拉。 該滲餘物蒸餾後，可獲得含有2- 丁醇及可能地高沸 溶物之底部產物。此一股流之TB A含量較佳地係小於1 -13- (10) (10)200424157 質量％ ’更佳地小於0 · 5質量％。一具有τ B A、水及任何 低沸溶物之混合物可在頂部獲得。此頂部產物之2 - 丁醇 含量較佳地係小於4質量。/〇，更佳地小於3質量％。不含 或實質上不含高沸溶物之2 - 丁醇可經由從汽化器以蒸氣 相方式或從塔之汽提區以氣態或液態側流形式取走而製 得。 藉由本發明方法從混合物中分離之Τ B A餾份可應用 於已知之目的上。舉例之，彼等可充當爲製備異丁烯之起 始物質。其內存在之任何低沸溶物可經由蒸餾移除。 已分離之2- 丁醇可利用於慣常之工業應用上。舉例 之，彼可用做爲甲基乙基酮之前驅物，表面塗料及樹脂之 溶劑，煞車油之成份及淸潔劑成份。再者，彼也使用於芳 香劑、染料及潤滑劑之製造上。 本發明之方法可使2-丁醇從任一含有TBA、SBA及 水且位於蒸餾範圍1內之三級混合物中分離，且不會損失 TBA。縱使此混合物進一步含有高至5質量％之高沸溶物 (如藉使異丁烯寡聚化而生成之C8-或C12-烴類、C8-醇類） 及/或低沸溶物（如異丁烯或其他C4-烴類），此一方法也會 成功。因此，可藉由本發明之方法來製備2-丁醇，特別 是含有小於1質量％，較佳地小於0 · 5質量％之三級丁醇 含量的2 - 丁醇。 特定言之，取自其中係藉由脫水反應以便從TB A中 製得異丁烯之工廠設備中的富含2-丁醇之TBA股流可應 用本發明之方法。通常，此類股流可進一步包括C4-烴類 -14- (11) (11)200424157 及可做爲額外組份之C4-烯烴下游產物。 可進行本發明方法之設備的方框圖係顯示於圖2中。 進料混合物（1)將與來自蒸餾塔（8)之餾出液（10)的可選擇 部份（1 2 ) —起送入薄膜裝置（2 )內。已耗盡水之滲餘物（3 ) 將在塔（5)中分離成含有TB A、水、少量SBA及可能地低 沸溶物之頂部產物（6)，及含有欲被分離出之2-丁醇的底 部產物（7)。爲了獲得具有低含量之高沸溶物的2_丁醇， 此產物可從汽化器以蒸氣相方式，或從塔（5)之汽提區域 中以氣態或液態側流（7 A)之形式取走。在塔（8)中，水性 滲透物（4)可分離爲水股流（9)及含有TB A、SBA、水及任 何低沸溶物之頂部產物（1 0)。此頂部產物在移除副股流 (Π)後可以全部或部份量再循環至薄膜裝置(2)中。至於另 一替代方案，此滲透物股流（4)則可直接更進一步地使用 做爲T B A合成設備中的程序水。在此一情況下，就不需 要塔（8 )，因此可省略掉。 在本發明之另一具體實施例中，工業用混合物在送入 薄膜裝置之前可先經由蒸餾以除去水。蒸餾該工業用混合 物時可分離成富含水之底部產物及具有水含量雖然大於該 接連兩個共沸混合物TBA/水及SBA/水之蒸餾分界線的極 限丨辰度（也就是說以其S B A / T B A /水組成份來看，係位於 蒸館範圍1之區域內），但卻低於原始之水濃度的頂部產 物。然後，在薄膜裝置中使該依此方式預處理之工業用混 合物進一步地耗盡水，再做適當地處理。 可進行本發明方法之此一具體實施例的設備變異之方 -15- (12) (12)200424157 框圖係顯示於圖3中。進料混合物（1 3 )先在塔（1 4 )中處理 以便於塔底部卸下一富含水之股流（1 5 )。然後，將已依此 方式部份脫水之餾出液股流（1)與來自蒸餾塔（8)之餾出液 (]0)的可選擇部份（12)—起送入薄膜裝置（2)內。已耗盡水 之滲餘物（3)將在塔（5)中分離成含有TBA、水及任何低沸 溶物之頂部產物（6 )，及含有欲被分離出之2 - 丁醇的底部 產物（7)。在此一情況中，此底部產物也可從汽化器以蒸 氣相方式或從塔（5 )之汽提區域中以氣態或液態側流（7 A) 之形式取走’以便能獲得具有低含量之高沸溶物的2-丁 醇。而水性滲透物（4)可在塔（8)中分離爲水股流（9)及含有 TBA、SBA、水及任何低沸溶物之頂部產物（10)。此頂部 產物在移除副股流（1 1 )後可以全部或部份量再循環至薄膜 裝置（2 )中。至於另一替代方案，此滲透物股流（4 )則可直 接更進一步地使用做爲TBA合成設備中的程序水。在此 一情況下，就不需要塔（8 )，因此可省略掉。 此變異的優點在於欲送入薄膜裝置之進料（υ其水濃 度可在預備性脫水塔（1 4)中減少，如此，此進料在蒸餾範 圍1內之組成份就可更接近於蒸餾分界線BC。此乃意謂 著在薄膜裝置內之進料股流（1)只需析出較少的水，即可 讓濃度來到蒸餾範圍2內，如此薄膜模數就可小一些，而 構造也會較便宜。 關於預備性脫水塔，可使用常用於蒸餾作用之塔。此 塔較佳地具有5至70個理想板，更佳地I 〇至6〇個理想 板。k入板/數目端視進料之組成份而定。頃發現，對該 -16- (13) (13)200424157 進料較有利的是將之從頂部算起之第2個至第5 5個理想 板上導入，特別是在第3至第3 5個理想板。此預備性脫 水塔的運轉壓力較佳地係0 · 1至1 5巴絕_ (巴拉（b a r a))， 更佳地0.8至1 〇巴拉。 在本發明方法之另一具體實施例中，欲分離之混合物 係以進料導入一塔內，其中水可經由薄膜模數以側流方式 卸下，而耗盡水之保留下來的混合物將再返回此塔內。此 混合物在該塔之富集區的蒸餾作用將可分離爲一富含TB A 之頂部產物及在該塔中段處的一富含水之產物，其具有水 濃度係大於該接連兩個共沸混合物TBA/水及SB A/水之蒸 餾分界線的極限濃度，也就是說從其SBA/TBA/水組成份 來看係位於蒸餾範圍1的區域內。此富含水之混合物可從 蒸餾塔中以氣態或液態側流形式在低於進料點之下方取 走，再移轉至一薄膜模數內。依此，該富含水之混合物可 根據本發明經由以滲透物方式排出水來濃縮而使其水含量 小於該接連兩個共沸混合物TBA/水及SBA/水之蒸餾分界 線的極限濃度。此已耗盡水之滲餘物將在相同地點或較低 點（相對於該側流被取走之位置點）再返回該塔的下游部 份，如此，此位於塔下游之混合物所具有之SBA/TBA/7大 組成份其水的質量比例係小於該接連兩個共沸混合物 TBA/水及 SBA/水之蒸餾分界線的極限濃度，而濃縮的 SBA則可在塔底部被分離出。 可進行本發明方法之此一具體實施例的設備變異之方 框圖係顯示於圖4中。進料混合物（1)將導入於塔（16)之上 -17- (14) (14)200424157 游部份並在該處做處理以獲得在塔頂部的富含τ B A股流 (1 7)。進料點下方可移除氣態或液態側流（1 8 )，再使之導 入薄膜裝置（19)內。將已耗盡水之滲餘物（20)於相同地點 或較低點（從頂部向下算起之理想板數目）回向送入塔（16) 中。在低於此再循環點之部份，其組成份係在蒸餾範圍2 內，並可獲得含有欲被分離之2-丁醇的底部產物（21)。在 此一情況中，此產物也可從汽化器以蒸氣相方式或從塔 (1 6)之汽提區域中以氣態或液態側流（2 1 A)之形式取走， 以便能獲得具有低含量之高沸溶物的2- 丁醇。水性滲透 物（22)將持續地以某一數量從薄膜模數中卸出，而卸出之 水量將可使所獲得之滲餘物的組成份位於蒸餾範圍2內。 水可再使用做爲TBA合成設備中之程序水。至於另一替 代方案，該滲透物（22)可於隨後之蒸餾作用中處理以獲得 做爲底部產物之純水，及含有主要之TB A、其他有機組份 及少量水的頂部股流。 此變異之優點是只需要一個塔，而股流（1 8)股流在 薄膜模數中並不需要完全地脫水，但取而代之地僅是需要 排除某一水量以使其組成份從蒸餾範圍1移至蒸餾範圍 2。結果，所需之薄膜面積會變得較少，而薄膜模數也可 建構得更便宜些。 關於分餾，可使用工業用蒸餾塔，其可行之結構形態 已如前文所說明，特別是有關在本發明方法中所獲得之股 流的分餾說明。該塔較佳地具有5至1 2 0個理想板，更佳 地1 0至90個理想板。流入板之數目端視進料之組成份而 -18- (15) (15)200424157 定。頃發現，對該進料較有利的是將之從頂部算起之第2 個至第8 5個理想板上導入，特別是在第3至第7 5個理想 板。氣態或液態側流可在從頂部算起之第3個至第n 〇個 理想板，較佳地在第4至第9 5個理想板的進料點下方移 除’而已耗盡水之股流（2 0 )則可在第3至第丨丨1個理想 板’較佳地在第5至第96個理想板處返回該塔（1 6)。在 本發明方法之此一具體實施例中，該塔的運轉壓力較佳地 係0.1至]5巴絕對値（巴拉（bara))，更佳地0.8至1〇巴拉。 慣用之組件，如泵、壓縮機、閥、熱交換器及汽化器 並未顯現於此方框圖中，但當然地，彼等也是屬於設備中 之組件。 下列之實施例係解說本發明，但不用來限制本發明之 範圍’本發明之範圍乃如本發明之說明及申請專利範圍所 定義。 實施例 1 在如圖2所示之設備形態中分離S B A，但省略掉塔（8 ) 及依此之股流9、1 0、1 1及12。塔（5)之直徑爲50nm，且 安裝著具有20個理想板之金屬蒸餾塡裝元件，進料係從 頂部算起的第5個理想板上導入。本實驗所用之進料（1 ) 係取自工業設備中用來製備異丁烯者，且其組成份係顯示 於表1中。進料將藉助於全蒸發器而以氣態形式送入薄膜 模數內。薄膜處理係在實驗室試驗設備中利用取自S υ 1 zer 公司之Sulzer 2201薄膜以蒸發滲透方式來進行。下表中 - 19- (16) 200424157 之股流編號乃和圖2者相對應。一般而言，混合物中濃度 低於〇. 1質量份之組份將不列於該表格中。 -20- (17)200424157 表1 股流編號 股流名稱 質量流量 [公斤/小時] 欲分離之組份的 濃度，質量份 1 新鮮進料 3.66 水 6 2 · 0 ΤΒΑ33.7 2-丁醇 3.4 C8-醇 0.7 其他組份〇。2 η 滲餘物 1.50 水9.1 ΤΒ Α80.7 2-丁醇 8.0 C 8 -醇 1 · 8 其他組份〇 . 4 4 滲透物 2.16 水 9 8.7 ΤΒAl. 1 2· 丁醇 0.1 其他組份〇 . 1 6 來自塔（5)之 餾出液 1.38 水9.9 ΤΒ Α88.0 2-丁醇 2.0 其他組份〇 . I 7 來自塔（5 )之 底部產物 0.12 ΤΒ Α0. 1 2-丁醇 75.5 C 8 -醇 2 1 . 7 其他組份2 . 7 -21 - (18) (18)200424157 在該薄膜之進料這側的餾出液股流（i)其壓力係l 巴，而在該薄膜之滲透物這邊（4)的壓力是0·0 5 5巴。塔（5) 係在1巴絕對値下操作，且回流比爲1 〇 ^ 實施例 2 在如圖3所示之設備形態中分離SBA，而塔（14)係與 設備中之其餘構件分開來操作。塔（14)之直徑爲50 nm， 且安裝著具有1 〇個理想板之金屬蒸餾塡裝元件，進料係 從頂部算起的第 5個理想板上導入。本實驗所用之進料 (1 3 )係取自工業設備中用以製備異丁烯者，且其組成份係 顯示於表2中。收集所得之已耗盡水的餾出液，隨後，在 蒸氣滲透作用中進一步減低水的濃度。蒸發滲透作用係在 實驗室試驗設備中利用取自S u 1 z e r公司之S u〗z e r 2 2 0 1薄 膜來進行。塔（5 )乃相當於實施例1之結構，但s B A是藉 助於液體收集器從汽化器上方之裝塡元件中以側流（7 A)取 走。在汽化器與排水渠之間的區域供應有相對應於約i個 理想板之蒸餾裝塡元件。省略蒸餾塔（8 )，如此股流9、 1 0、1 1及1 2也就省略。表2中之股流編號乃相關於圖3 之股流編號。一般而言，混合物中濃度低於〇. i質量份之 組份將不列於表2中。 -22- (19)200424157 表2 股流編號 股流名稱 質量流量 [公斤/小時] 欲分離之組份 的濃度（質量份） 13 新鮮進料 25 水 9 6.6 TB A3 ·0 2-丁醇 0.3 C 8 -醇 0 . 1 15 廢水 23.72 水 99.9 T B A 0 · 1 1 (做爲餾 出液） 餾出液 1.28 (經收集以供薄膜 實驗用） 7jc 3 4.6 TBA58.3 2 · 丁醇 5 . 8 C 8 -醇 1 · 0 其他組份〇 . 3 1 (做爲起 始物質） 送入薄膜 之進料 收集之產物：3.93 水 3 4.6 TBA58.3 2-丁醇 5.8 C 8 -醇 1 . 0 其他組份〇 . 3 3 滲餘物 2.60 水3 · 1 TB A86.3 2-丁醇 8.6 C 8 -醇 1 · 5 其他組份〇 . 5 -23- (20) 200424157 4 滲透物 1.33 水 9 6 . 1 TB A3.4 2-丁醇 0.3 C 8 -醇 0 . 1 其他組份〇 . 3 6 來自塔（5) 之餾出液 2.34 水3.5 TBA95.7 2-丁醇 0.6 其他組份0.2 7 A 來自塔（5) 之側流 0.19 TB A0.6 2 - 丁醇 9 8 . 8 C8-醇 0.4 其他組份〇 . 2 7 來自塔（5) 之底部產 物 0.06 TB A0.1 2-丁醇 31.6 C8-醇 5 8.8 其他組份9.5

在該薄膜之進料這側的餾出液股流（1)其壓力係1 巴，而在該薄膜之滲透物這邊（4)的壓力是0.0 5 5巴。塔（5) 係在1巴絕對値下操作，且回流比爲5。塔（14)係在1巴 絕對値下操作，而回流比爲2.8。 【圖式簡單說明】 -24- (21) (21)200424157 圖]係顯示一含有TBA、SBA及水之三組份系統的 圖。 圖2係顯示一可進行本發明方法之設備的方框圖。 Η 3係顯示一可進行本發明方法之具體實施例的設備 變異之方框圖。 圖4係顯示一可進行本發明方法之具體實施例的設備 變異之方框圖。 主要元件對照表 1進料混合物（飽出液股流） 2薄膜裝置 3滲餘物 4水性滲透物 5塔 6頂部產物 7底部產物 7Α側流 8塔 9水股流. 1 〇餾出液（頂部產物） 1 1副股流 1 2 (1 〇)之可選擇部份 1 3進料混合物 14塔 -25- (22) (22)200424157 1 5富含水之股流 16 塔 1 7富含 TBA之股流 1 8氣態或液態側流 1 9薄膜裝置 2 0 滲餘物 2 1底部產物 2 1 A側流 2 2水性滲透物 - 26-

Claims (1)

1. (1) (1)200424157 拾、申請專利範圍 1. 一種從含有2-丁醇、三級丁醇（TBA)及水之工業用 混合物中分離出2_ 丁醇（SB A)的方法，且該混合物中水的 質量比例係大於接連TBA/水及SB A/水兩個共沸混合物之 蒸餾分界線的極限濃度，其中水係經由一薄膜以如下之量 從該混合物中分離出··即使得滲餘物以SBA/TBA/水之組 成物計，具有水的質量比例是小於該接連TBA/水及SB A/ 水兩個共沸混合物之蒸餾分界線的極限濃度，且藉由蒸餾 將該滲餘物分離成一含SBA之股流及一含TB A和水之股 流。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中經由薄膜之排 除水係藉由全蒸發作用來進行。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中經由薄膜之排 除水係藉由蒸氣滲透作用來進行。 4.如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 經由薄膜之排除水係藉由全蒸發作用及蒸氣滲透作用來進 行。 5 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 在該工業用混合物送入薄膜模組之前係藉由蒸餾而將水從 該工業用混合物中除去。 6.如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 係使用無機薄膜或聚合物薄膜。 7 .如申S靑專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 係使用無機薄膜或無機載體物質與聚合物薄膜或應用聚合 -27 - (2) (2)200424157 物分離層的組合。 8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 該已去除水且經過蒸餾處理之滲餘物，基於該 SB A/TBA/ 水三組份系統計，係具有水含量小於1 〇質量％。 9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 該滲餘物係藉由蒸餾而分離以獲得含有小於1質量％三級 丁醇之含2-丁醇餾份。 1 0.如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其 中一從蒸餾塔中以氣態或液態形式在低於進料點之下方取 離的側流係以混合物送入一薄膜模組內，而水係以滲透物 方式從該處排出，同時該滲餘物係在相同地點或較低點再 送回該塔中，如此使得該位於塔下方部份之混合物所具有 之SBA/TB A/水組成之水的質量比例係小於該接連TBA/水 及SB A/水兩個共沸混合物之蒸餾分界線的極限濃度，而 濃化的SBA則在塔底部被分離出。 1 1. 一種2-丁醇其係藉由申請專利範圍第1至10項中 任一項之方法所製備。 -28 -