專利名稱：加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法。
背景技術(shù)：
隨著以石油為基礎(chǔ)的液體燃料需求量的增大及石油資源可用儲(chǔ)量的減少，由煤等固體 燃料生產(chǎn)可用的液體燃料的方法越來越受到人們的重視。固體燃料的液化有兩種不同的技 術(shù)路線， 一種是直接液化， 一種是間接液化。直接液化是在高溫高壓下，在溶劑和催化劑 的作用下將煤等固體燃料直接轉(zhuǎn)化為液化油的工藝。直接液化操作條件苛刻，對(duì)原料的依 賴性強(qiáng)。間接液化即通常所指的費(fèi)托合成，是在鐵基、鉆基或鐵鉆基催化劑存在的條件下， 將由煤等固體燃料產(chǎn)生的包含一氧化碳和氫氣的合成氣，在一定溫度和壓力下，定向催化 合成烴類燃料和化工原料的工藝。間接液化對(duì)原料的適用性強(qiáng)，產(chǎn)品品種多，所產(chǎn)油品質(zhì)量咼。
費(fèi)托合成的原料是以一氧化碳和氫氣為主的合成氣，合成氣是由煤等固體燃料氣化得 到。固體燃料氣化前需先與水混合碾壓制成漿料。在費(fèi)托反應(yīng)過程中主要是一氧化碳和氫 氣在鐵基、鉆基或鐵鉆基催化劑的作用下生成甲烷及更高碳數(shù)的烴類，同時(shí)生成醇、其它 烴類氧化物和反應(yīng)水。
反應(yīng)水與費(fèi)托合成的主產(chǎn)物烴可以很方便地分離，但由于醇等烴類氧化物在水中有一 定的溶解度，故從費(fèi)托合成產(chǎn)物中分離出的反應(yīng)水含有一定醇、醛、酮和酸等有機(jī)含氧化 合物。反應(yīng)水的量較大，將其排放掉，顯然是不經(jīng)濟(jì)的，有必要將其分離，得到各有機(jī)含 氧化合物產(chǎn)品。其中分離難點(diǎn)之一就是對(duì)丙酮和甲醇的分離，甲醇(沸點(diǎn)64.7'C)和丙酮(沸 點(diǎn)56.29'C)可形成共沸物，共沸組成為含丙酮88wt。/。，共沸溫度為55.5°C ，用普通精餾 不能分離出純組分。
在期刊Separation Science and Technology 2002年第14期3291 3033頁中介紹了萃取
精餾分離甲醇和丙酮的方法，本文對(duì)水作溶劑萃取精餾分離的操作條件進(jìn)行研究。文中給 出了溶劑水對(duì)甲醇和丙酮相對(duì)揮發(fā)度改變的程度，萃取精餾時(shí)甲醇和丙酮的相對(duì)揮發(fā)度較 少，需要較多的理論板數(shù)才能完全分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在甲醇和丙酮共沸物的分離過程中存在分離困難的問 題，提供一種新的加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法。該方法具有分離效率高的特點(diǎn)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 一種加鹽萃取精餾分離丙酮和 甲醇的方法，包括以下步驟a)含鹽溶劑、丙酮和甲醇共沸物分別進(jìn)入萃取精餾塔的上部、 中部進(jìn)行加鹽萃取精餾，塔頂采出純丙酮，塔釜得到甲醇、鹽、溶劑的混合物物流I，其 中溶劑選自極性溶劑中的至少一種，鹽選自鹵化鹽、醋酸鹽或硝酸鹽中的至少一種，溶劑 中鹽的含量為3 20%; b)物流I進(jìn)入溶劑回收塔，塔頂餾出液為甲醇，塔釜得到含鹽溶 劑。
在上述技術(shù)方案中，萃取精餾塔的理論塔板數(shù)優(yōu)選范圍為15 40，溶劑比優(yōu)選范圍為 0.5 3，回流比優(yōu)選范圍為0.2 4，控制塔頂溫度優(yōu)選范圍為56 56.5。C;溶劑回收塔的 理論塔板數(shù)優(yōu)選范圍為10 50，回流比優(yōu)選范圍為0.3 6，控制塔頂溫度優(yōu)選范圍為 64.5 65°C;溶劑優(yōu)選自水、乙二醇中的至少一種；溶劑中的鹽優(yōu)選自氯化鉀、醋酸鉀或 硝酸鉀中的至少一種；溶劑中鹽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)優(yōu)選范圍為5 10%。
由于丙酮和甲醇形成共沸物，采用普通精餾的方法無法得到各自純的產(chǎn)物，必須采用 高級(jí)精餾方法才能分離它們。加鹽萃取精餾是在綜合分析萃取精餾和溶鹽精餾優(yōu)缺點(diǎn)的基 礎(chǔ)上發(fā)展起來的。利用溶鹽萃取劑效果好的優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)萃取精餾溶劑效果差的缺點(diǎn)，利用 萃取精餾溶劑是液體回收循環(huán)方便，工業(yè)上易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，來克服溶鹽精餾時(shí)鹽是固體 輸送困難等缺點(diǎn)。
由于溶劑加鹽后丙酮和甲醇的相對(duì)揮發(fā)度增加得比單純應(yīng)用溶劑要大，大大改善了分 離效果，從而使得萃取精餾塔的理論板數(shù)、溶劑比和回流比降低。本發(fā)明通過采用加鹽萃 取精餾的方案，達(dá)到了提高分離效率的目的，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1為加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的工藝流程示意圖。
圖l中l(wèi)為萃取精餾塔，2為溶劑回收塔，3為含鹽溶劑，4為丙酮和甲醇混合物，5 為丙酮，6為甲醇、鹽、溶劑的混合物，7為甲醇，8為含鹽溶劑。
按圖1所示的流程，加鹽溶劑3、丙酮和甲醇混合物4分別從萃取精餾塔1的上部、 中部進(jìn)入，塔頂餾出液為丙酮5，塔釜得到甲醇、鹽、溶劑的混合物6，甲醇、鹽、溶劑 的混合物6進(jìn)入溶劑回收塔2，塔頂餾出液為甲醇7，塔釜得到含鹽溶劑8。
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是，本發(fā)明的范圍并不只限于實(shí)施例所覆蓋的范圍。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為15(塔板數(shù)從上往下數(shù))，選用含有氯化鋰的乙二醇(乙二醇 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%)為加鹽溶劑，從第3塊理論板加入，流量為30克/分鐘，丙酮和甲醇混 合物從第8塊理論塔板加入，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%，流量為10 克/分鐘。萃取精餾塔塔頂回流比為0.2，塔頂溫度控制在56 56.5'C，分析塔頂產(chǎn)物，丙 酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.95%，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%。萃取精餾塔塔釜出料為甲醇、鹽、溶 劑混合物進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔具有10塊理論塔板，進(jìn)料位置為第5塊理論塔板， 塔頂回流比為6，塔頂溫度控制在64.5 65'C，操作穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，甲醇的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為99.93%，乙二醇的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.07%，塔釜得到含甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%的加 鹽乙二醇溶液。
實(shí)施例2
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為40(塔板數(shù)從上往下數(shù))，選用含有醋酸鈉的水溶液(醋酸鈉 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%)為加鹽溶劑，從第6塊理論板加入，流量為5克/分鐘，丙酮和甲醇混合物 從第20塊理論塔板加入，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%,流量為10克/ 分鐘。萃取精餾塔塔頂回流比為4，塔頂溫度控制在56 56.5'C，分析塔頂產(chǎn)物，丙酮的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.97%，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%。萃取精餾塔塔釜出料為甲醇、鹽、溶劑混 合物進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔具有50塊理論塔板，進(jìn)料位置為第30塊理論塔板，塔 頂回流比為0.3，塔頂溫度控制在64.5 65°C，操作穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，甲醇的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為99.96%，水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.04%，塔釜得到含甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的加鹽水 溶液。
實(shí)施例3
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為25(塔板數(shù)從上往下數(shù))，選用含有硝酸鉀的水溶液(醋酸鈉 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%)為加鹽溶劑，從第5塊理論板加入，流量為15克/分鐘，丙酮和甲醇混合 物從第12塊理論塔板加入，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%，流量為10克 /分鐘。萃取精餾塔塔頂回流比為2，塔頂溫度控制在56 56.5'C,分析塔頂產(chǎn)物，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.94%，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06%。萃取精餾塔塔釜出料為甲醇、鹽、溶劑混 合物進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔具有30塊理論塔板，進(jìn)料位置為第20塊理論塔板，塔 頂回流比為3，塔頂溫度控制在64.5 65'C，操作穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，甲醇的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為99.95%，水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.05%，塔釜得到含甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%的加鹽水溶液。
比較例1
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為40(塔板數(shù)從上往下數(shù))，溶劑水從第6塊理論板加入，流 量為40克/分鐘，丙酮和甲醇混合物從第20塊理論塔板加入，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%， 甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%，流量為10克/分鐘。萃取精餾塔塔頂回流比為3，塔頂溫度控制在 56.5 57°C，分析塔頂產(chǎn)物，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%。萃取精 餾塔塔釜出料為含少量丙酮的甲醇水溶液進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔具有50塊理論塔 板，進(jìn)料位置為第30塊理論塔板，塔頂回流比為0.3，塔頂溫度控制在63.5 64.5。C，操 作穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.36%，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，水的 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.04%，塔釜得到含甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%的水溶液。
比較例2
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為40(塔板數(shù)從上往下數(shù))，溶劑乙二醇從第3塊理論板加入， 流量為40克/分鐘，丙酮和甲醇混合物從第20塊理論塔板加入，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%， 甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%,流量為10克/分鐘。萃取精餾塔塔頂回流比為3，塔頂溫度控制在 56.5 57°C，分析塔頂產(chǎn)物，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.2%,甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%。萃取精 餾塔塔釜出料為含少量丙酮的甲醇乙二醇溶液進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔具有30塊理 論塔板，進(jìn)料位置為第20塊理論塔板，塔頂回流比為1.5，塔頂溫度控制在63.5 64.5。C， 操作穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.98%，丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%,乙 二醇的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.02%，塔釜得到含甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的水溶液。
權(quán)利要求
1、一種加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法，依次包括以下步驟A、含鹽溶劑、丙酮和甲醇共沸物分別進(jìn)入萃取精餾塔的上部、中部進(jìn)行加鹽萃取精餾，塔頂采出純丙酮，塔釜得到甲醇、鹽、溶劑的混合物物流I，其中溶劑選自極性溶劑中的至少一種，鹽選自鹵化鹽、醋酸鹽或硝酸鹽中的至少一種，溶劑中鹽的含量為3～20％；B、物流I進(jìn)入溶劑回收塔，塔頂餾出液為甲醇，塔釜得到含鹽溶劑。
2、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法，其特征在于萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為15 40，溶劑比為0.5 3，回流比為0.2 4，控制塔頂溫度56 56.5°C。
3、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法，其特征在于溶劑回收塔的理論塔板數(shù)為10 50，回流比為0.3 6，控制塔頂溫度64.5 65。C。
4、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法，其特征在于溶劑選自水、乙二醇中的至少一種。
5、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法，其特征在于溶劑中的鹽選自氯化鉀、醋酸鉀或硝酸鉀中的至少一種。
6、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法，其特征在于溶劑中鹽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5 10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加鹽萃取精餾分離丙酮和甲醇的方法，主要解決在甲醇和丙酮共沸物的分離過程中存在分離困難的問題。本發(fā)明通過采用包括以下步驟含鹽溶劑、丙酮和甲醇共沸物分別進(jìn)入萃取精餾塔的上部、中部進(jìn)行加鹽萃取精餾，塔頂采出純丙酮，塔釜得到甲醇、鹽、溶劑的混合物；甲醇、鹽、溶劑混合物進(jìn)入溶劑回收塔，塔頂餾出液為純醋酸，塔釜得到含鹽溶劑的技術(shù)方案較好地解決了該問題，可用于丙酮和甲醇回收的工業(yè)應(yīng)用中。
文檔編號(hào)C07C29/84GK101492345SQ20081003292
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者劍 肖, 鐘思青, 鐘祿平, 顧軍民 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院