專利名稱：：費托合成水相副產(chǎn)物的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種費托合成反應水相副產(chǎn)物的分離方法。
背景技術(shù)：
：隨著以石油為基礎的液體燃料需求量的增大及石油資源可用儲量的減少，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，對原料的依賴性強。間接液化即通常所指的費托合成，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。間接液化對原料的適用性強，產(chǎn)品品種多，所產(chǎn)油品質(zhì)量高。費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。在費托反應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，同時生成醇、其它烴類氧化物和反應水。反應水與費托合成的主產(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，故從費托合成產(chǎn)物中分離出的反應水含有一定醇、醛、酮和酸等有機含氧化合物。由于費托合成過程中生成的反應水的量較大，將其排放掉，顯然是不經(jīng)濟的，而且由于反應水中含有醇、醛、酮和酸等有機含氧化合物，會造成腐蝕和污染，直接排放也不符合環(huán)保要求。專利CN1696082A中簡單地介紹了費托合成反應水相副產(chǎn)物的分離，將水相副產(chǎn)物通過普通精餾分離成含少量水的醇酮等輕組分含氧化合物的混合物和含沸點較高的有機含氧化合物的反應水，塔頂混合物作為燃料使用，塔釜反應水循環(huán)回合成氣階段，與煤等固體混合物制成漿料。本專利只是從環(huán)保角度對水相副產(chǎn)物進行處理，沒有充分利用水相副產(chǎn)物中的各基本有機原料，以及說明水相副產(chǎn)物的整個分離流程。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是目前費托合成反應水相副產(chǎn)物直接排放不經(jīng)濟和污染環(huán)境的問題，提供一種分離費托合成反應水相副產(chǎn)物的方法。該方法具有流程簡單、經(jīng)濟有效的特點。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種費托合成反應水相副產(chǎn)物的分離方法，包括以下步驟a)水相副產(chǎn)物進入普通精餾塔l的中部，側(cè)線采出50120'C的餾分物流I，塔頂?shù)玫椒悬c小于4(TC的輕組分，塔釜得到沸點大于12(TC的重組分；b)物流I進入分隔塔2左側(cè)的中部，塔頂餾出液為甲醇、丙酮溶液物流II，塔釜得到醋酸水溶液物流m，右側(cè)上側(cè)線采出乙醇，下側(cè)線采出正丙醇水溶液物流iv;c)物流m進入共沸精餾塔3的中部，塔頂分相器中水相采出，油相回流，塔釜出料為正丙醇，其中共沸劑選自與水形成最低共沸物中的至少一種；d)物流II進入醋酸萃取塔4的塔頂，醋酸萃取塔塔頂?shù)玫酱姿帷⑤腿┗旌衔镂锪鱅V，塔釜為廢水，其中萃取劑選自有機膦或者有機胺中的至少一種；e)物流IV進入萃取劑回收塔5的中部，塔頂餾出液為醋酸，塔釜得到回收萃取劑。在上述技術(shù)方案中，普通精餾塔1的理論塔板數(shù)為1060，回流比為112,塔頂溫度控制不低于4(TC;共沸精餾塔3的理論塔板數(shù)為1560，共沸劑與原料比為0.21，控制塔釜溫度為96.897.5。C;醋酸萃取塔4的理論塔板數(shù)為1040，萃取劑與原料比為16，常溫操作；萃取劑回收塔5的理論塔板數(shù)為1050，回流比為16，減壓操作；分隔塔2的理論塔板數(shù)為50200，分隔板上部占1/61/3的理論板，分隔板下部占1/61/3的理論板，分隔板上部的左側(cè)液相分布分數(shù)為0.30.7，分隔板下部的左側(cè)氣相分布分數(shù)為0.30.7，回流比為530，塔頂溫度控制為6064。C，上側(cè)線采出溫度控制為686S.5'C，下側(cè)線采出溫度控制為8793'C;共沸精餾塔3所用共沸劑優(yōu)選自環(huán)己垸、醋酸異丙酯或醋酸正丁酯中的至少一種；醋酸萃取塔4所用萃取劑優(yōu)選自三烷基氧化膦或叔丁胺中的至少一種。由于費托合成反應水相副產(chǎn)物的組分復雜，可采用普通精餾的方法除去少量的較輕和較重組分，側(cè)線采出得到大量的中間組分。中間組分中水的含量占重量組成的80%以上，從節(jié)省能耗方面考慮，將大部分水作為重關(guān)鍵組分從分割塔塔釜去除，塔頂?shù)玫奖图状既芤?，上部?cè)線采出乙醇，下部側(cè)線采出正丙醇水溶液，醋酸切割塔塔釜得到的醋酸水溶液可通過萃取將醋酸和水分離，正丙醇水溶液采用共沸精餾分離。通過采用普通精餾塔、分割塔、共沸精餾塔、醋酸萃取塔、萃取劑回收塔五塔流程的技術(shù)方案，使得費托合成反應水相副產(chǎn)物得以分離，取得了較好的技術(shù)效果。圖1為分離費托合成水相副產(chǎn)物的流程。圖1中1為普通精餾塔，2為分隔塔，3為共沸精餾塔，4為醋酸萃取塔，5為萃取劑回收塔，6為水相副產(chǎn)物，7為輕組分，9為重組分，8為側(cè)線餾分，IO為甲醇和丙酮溶液，11為乙醇，12為正丙醇水溶液，13為醋酸水溶液，14為萃取劑，15為共沸水，16為正丙醇，17為醋酸、萃取劑混合物，18為廢水，19為醋酸，20為回收萃取劑。按圖1所示的流程，水相副產(chǎn)物6進入普通精餾塔1的中部，塔頂餾出為輕組分7，塔釜得到重組分9，側(cè)線采出為側(cè)線餾分8，側(cè)線餾分8進入分隔塔2的左側(cè)中部，塔頂餾出為丙酮和甲醇溶液IO，塔釜得到醋酸水溶液13，右側(cè)的上部側(cè)線采出為乙醇ll,右側(cè)的下部側(cè)線采出為正丙醇水溶液12,正丙醇水溶液12進入共沸精餾塔3的中部，塔頂水相采出共沸水15，塔釜得到正丙醇16，醋酸水溶液13、萃取劑14分別從醋酸萃取塔4的上部、下部進入，塔頂餾出為醋酸、萃取劑混合物17，塔釜為廢水18，醋酸、萃取劑混合物17進入萃取劑回收塔5的中部，塔頂餾出為醋酸19,塔釜得到回收萃取劑20。下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但是，本發(fā)明的范圍并不只限于實施例所覆蓋的范圍。具體實施例方式實施例1按圖1所示的流程，費托合成水相副產(chǎn)物6(沸點小于4(TC的組分、沸程為50120'C的組分和沸點大于12(TC的組分分別占重量組成的5%、85%和10%)進入理論板數(shù)為15的普通精餾塔l，進料位置為第7塊理論塔板，回流比為12，控制塔頂溫度為40'C，從第8塊理論塔板側(cè)線采出沸程為5012(TC的餾分8，側(cè)線餾分8進入理論板數(shù)為50的分隔塔2，分隔板上部的理論板數(shù)為10，下部理論板數(shù)也為10，分隔板上部左側(cè)的液相分布分數(shù)為0.7，下部左側(cè)的氣相分布分數(shù)為0.68，回流比為30，塔頂溫度控制為606(C，上側(cè)線采出溫度控制為6868.5°C，下側(cè)線采出溫度控制為8793°C，塔頂餾分為丙酮和甲醇混合物IO，分隔塔上部側(cè)線采出為乙醇ll，分隔塔下部側(cè)線采出正丙醇水溶液12進入理論塔板數(shù)為20的共沸精餾塔3，進料位置為第12塊理論塔板，共沸劑選用環(huán)己垸，共沸劑與原料比為0.9，控制塔釜溫度為96.897.5°C，塔頂分相器中水相采出15，油相回流，塔釜出料為正丙醇16;分隔塔塔釜醋酸水溶液13進入理論塔板數(shù)為10的醋酸萃取塔4，萃取劑選用叔丁胺，萃取劑與原料比為5，操作溫度為35°C，醋酸萃取塔塔頂?shù)玫酱姿?、萃取劑混合?7，塔釜為廢水18;醋酸、萃取劑混合物進入萃取劑回收塔5，理論塔板數(shù)為10，進料位置為第4塊理論塔板，回流比為6，控制塔頂溫度為115118°C，塔頂餾出液為醋酸19，塔釜得到回收萃取劑20，操作穩(wěn)定后，各塔的物流分析數(shù)據(jù)見表l。表1各塔的物流分析數(shù)據(jù)(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2按圖1所示的流程，費托合成水相副產(chǎn)物6(沸點小于40'C的組分、沸程為50120'C的組分和沸點大于120'C的組分分別占重量組成的5%、85%和10%)進入理論板數(shù)為60的普通精餾塔l，進料位置為第35塊理論塔板，回流比為l，控制塔頂溫度為4(TC，從第40塊理論塔板側(cè)線采出沸程為50120。C的餾分8，側(cè)線餾分8進入理論板數(shù)為200的分隔塔2，分隔板上部的理論板數(shù)為40，下部理論板數(shù)也為60，分隔板上部左側(cè)的液相分布分數(shù)為0.31，下部左側(cè)的氣相分布分數(shù)為0.3,回流比為30，塔頂溫度控制為6064t:，上側(cè)線采出溫度控制為6868.5°C，下側(cè)線采出溫度控制為8793°C，塔頂餾分丙酮和甲醇混合物IO，分隔塔上部側(cè)線采出為乙醇ll，分隔塔下部側(cè)線采出正丙醇水溶液12進入理論塔板數(shù)為60的共沸精餾塔3，進料位置為第35塊理論塔板，共沸劑選用醋酸正丁酯，共沸劑與原料比為0.2，控制塔釜溫度為96.897.5°C，塔頂分相器中水相采出15，油相回流，塔釜出料為正丙醇16;分隔塔塔釜醋酸水溶液13進入理論塔板數(shù)為40的醋酸萃取塔4，萃取劑選用叔丁胺，萃取劑與原料比為l，操作溫度為35'C，醋酸萃取塔塔頂?shù)玫酱姿?、萃取劑混合?7，塔釜為廢水18;醋酸、萃取劑混合物進入萃取劑回收塔5，理論塔板數(shù)為50，進料位置為第20塊理論塔板，回流比為l，控制塔頂溫度為115118°C，塔頂餾出液為醋酸19，塔釜得到回收萃取劑20，操作穩(wěn)定后，各塔的物流分析數(shù)據(jù)見表1。表2各塔的物流分析數(shù)據(jù)(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例3按圖1所示的流程，費托合成水相副產(chǎn)物6(沸點小于4(TC的組分、沸程為50120'C的組分和沸點大于12(TC的組分分別占重量組成的5%、85%和10%)進入理論板數(shù)為30的普通精餾塔l，進料位置為第17塊理論塔板，回流比為3，控制塔頂溫度為40'C，從第20塊理論塔板側(cè)線采出沸程為50120'C的餾分8，側(cè)線餾分8進入理論板數(shù)為120的分隔塔2，分隔板上部的理論板數(shù)為20，下部理論板數(shù)也為30，分隔板上部左側(cè)的液相分布分數(shù)為0.52，下部左側(cè)的氣相分布分數(shù)為0.5，回流比為12，塔頂溫度控制為6064t:，上側(cè)線采出溫度控制為6868.5°C，下側(cè)線采出溫度控制為8793°C,塔頂餾分丙酮和甲醇混合物IO，分隔塔上部側(cè)線采出為乙醇，分隔塔下部側(cè)線采出正丙醇水溶液進入理論塔板數(shù)為30的共沸精餾塔3，進料位置為第17塊理論塔板，共沸劑選用醋酸異丙酯，共沸劑與原料比為0.5,控制塔釜溫度為96.897.5'C，塔頂分相器中水相采出15，油相回流，塔釜出料為正丙醇16;分隔塔塔釜醋酸水溶液13進入理論塔板數(shù)為20的醋酸萃取塔4，萃取劑選用三烷基氧化膦，萃取劑與原料比為2，操作溫度為35'C，醋酸萃取塔塔頂?shù)玫酱姿?、萃取劑混合?7，塔釜為廢水18;醋酸、萃取劑混合物進入萃取劑回收塔5，理論塔板數(shù)為25，進料位置為第10塊理論塔板，回流比為3，控制塔頂溫度為115118°C，塔頂餾出液為醋酸19，塔釜得到回收萃取劑20，操作穩(wěn)定后，各塔的物流分析數(shù)據(jù)見表1。表3各塔的物流分析數(shù)據(jù)(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例4改變費托合成水相副產(chǎn)物的組成，沸點小于4(TC的組分、沸程為5012(TC的組分和沸點大于12(TC的組分分別占重量組成的7%、84%和9%，保持其他各條件如實施例3，操作穩(wěn)定后，各塔的物流分析數(shù)據(jù)見表4。表4各塔的物流分析數(shù)據(jù)(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種分離費托合成水相副產(chǎn)物的方法，包括以下步驟A、水相副產(chǎn)物進入普通精餾塔(1)的中部，側(cè)線采出沸程為50～120℃的餾分物流I，塔頂?shù)玫椒悬c小于40℃的輕組分，塔釜得到沸點大于120℃的重組分；B、物流I進入分隔塔(2)左側(cè)的中部，塔頂餾出液為甲醇和丙酮溶液，塔釜得到醋酸水溶液物流II，右側(cè)上側(cè)線采出乙醇，下側(cè)線采出正丙醇水溶液物流III；C、物流III進入共沸精餾塔(3)的中部，塔頂分相器中水相采出，油相回流，塔釜出料為正丙醇，其中共沸劑選自與水形成最低共沸物中的至少一種；D、物流II進入醋酸萃取塔(4)的塔頂，醋酸萃取塔塔頂?shù)玫酱姿帷⑤腿┗旌衔镂锪鱅V，塔釜為廢水，其中萃取劑選自有機膦或者有機胺中的至少一種；E、物流IV進入萃取劑回收塔(5)的中部，塔頂餾出液為醋酸，塔釜得到回收萃取劑。2、根據(jù)權(quán)利1所述分離費托合成水相副產(chǎn)物的方法，其特征在于普通精餾塔理論塔板數(shù)為1060，回流比為112，塔頂溫度控制不低于4(TC;共沸精餾塔理論塔板數(shù)為1560，共沸劑與原料比為0.21，控制塔釜溫度為96.897.5。C;醋酸萃取塔理論塔板數(shù)為1040，萃取劑與原料比為16，常溫操作；萃取劑回收塔理論塔板數(shù)為1050，回流比為16，減壓操作。3、根據(jù)權(quán)利1所述分離費托合成水相副產(chǎn)物的方法，其特征在于分隔塔理論塔板數(shù)為50200，分隔板上部占1/61/3的理論板，分隔板下部占1/61/3的理論板，分隔板上部的左側(cè)液相分布分數(shù)為0.30.7，分隔板下部的左側(cè)氣相分布分數(shù)為0.30.7，回流比為530，塔頂溫度控制為6064。C，上側(cè)線采出溫度控制為6868.5-C，下側(cè)線采出溫度控制為8793°C。4、根據(jù)權(quán)利1所述費托合成反應水相副產(chǎn)物的分離方法，其特征在于共沸精餾塔所用共沸劑為環(huán)己垸、醋酸異丙酯或醋酸正丁酯中的至少一種。5、根據(jù)權(quán)利1所述費托合成反應水相副產(chǎn)物的分離方法，其特征在于萃取塔所選萃取劑為三烷基氧化膦或叔丁胺中的至少一種。全文摘要本發(fā)明涉及一種費托合成水相副產(chǎn)物的分離方法，主要解決目前費托合成反應水相副產(chǎn)物直接排放不經(jīng)濟和污染環(huán)境的問題。本發(fā)明通過采用包括以下步驟水相副產(chǎn)物進入普通精餾塔1的中部，側(cè)線采出沸程為50～120℃的餾分物流I，塔頂?shù)玫椒悬c小于40℃的輕組分，塔釜得到沸點大于120℃的重組分；側(cè)線餾分經(jīng)過分隔塔2、共沸精餾塔3、醋酸萃取塔4、萃取劑回收塔5的精餾分離后，得到甲醇和丙酮溶液、乙醇、正丙醇、醋酸基本有機原料的技術(shù)方案較好地解決了該問題，可應用于處理費托合成水相副產(chǎn)物的工業(yè)生產(chǎn)中。文檔編號C07C31/00GK101555193SQ20081004325公開日2009年10月14日申請日期2008年4月11日優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日發(fā)明者張惠明,劍肖,鐘祿平申請人: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