一種連續(xù)萃取精餾分離乙醇—乙酸丙酯共沸物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混合溶劑連續(xù)萃取精餾分離乙醇一乙酸丙酯共沸物的方法，采用離子液體與有機(jī)溶劑組成混合液作為萃取劑，實(shí)現(xiàn)乙醇一乙酸丙酯共沸物的精餾分離。
【背景技術(shù)】
[0002]乙醇和乙酸丙酯是重要的有機(jī)溶劑和化工原料，但是兩者的混合物存在共沸現(xiàn)象，普通精餾方法無(wú)法徹底分離，因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩者共沸物的分離研宄是十分必要的。
[0003]離子液體是指有機(jī)陽(yáng)離子和陰離子在室溫下構(gòu)成的液態(tài)的鹽類化合物，具有蒸汽壓低、熔點(diǎn)低、液程寬、易操作、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。離子液體添加到溶劑中，能夠增強(qiáng)共沸體系中兩種共沸組分的相對(duì)揮發(fā)度，是傳統(tǒng)揮發(fā)性溶劑的理想替代品，相比于其他有機(jī)液體具有很多優(yōu)勢(shì)。通過(guò)在有機(jī)溶劑添加無(wú)機(jī)鹽來(lái)對(duì)原料進(jìn)行萃取精餾，相比于單純的使用有機(jī)溶劑，分離效率要更高，但是也存在無(wú)機(jī)鹽可能對(duì)設(shè)備存在腐蝕等缺點(diǎn)，而離子液體能夠很好地避免這一問(wèn)題，如本發(fā)明中采用的離子液體[Emim] [BF4] (1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽)、[Mpy] [PF6] (N-甲基吡啶六氟磷酸鹽)。
[0004]精餾行業(yè)已發(fā)展數(shù)十年之久，主要有萃取精餾、共沸精餾、加鹽精餾和變壓精餾、分子精餾等。本設(shè)計(jì)通過(guò)采用萃取精餾工藝，采用有機(jī)溶劑與離子液體配合作為萃取劑，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)乙醇一乙酸丙酯共沸體系的破壞，得到高純度的兩種原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明通過(guò)采用混合溶劑連續(xù)萃取精餾的方法對(duì)乙醇一乙酸丙酯的共沸物進(jìn)行分離，與常規(guī)精餾相比，在能耗、產(chǎn)品純度、環(huán)境壓力、設(shè)備保護(hù)和項(xiàng)目投資方面都具有優(yōu)勢(shì)。
[0006]萃取精餾通常用采用雙塔流程，由萃取精餾塔和溶劑回收塔組成。萃取精餾塔生產(chǎn)能力不僅與合理的工藝流程和塔結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且對(duì)原料與萃取劑的用量比、進(jìn)料位置等諸多因素有要求。針對(duì)乙醇一乙酸丙酯的共沸體系，本發(fā)明采用乙二醇和離子液體[Emim][BF4]、[Mpy] [PF6]的混合物做萃取劑，最終能夠得到兩種純度較高的組分。
[0007]一種混合溶劑連續(xù)萃取精餾分離乙醇一乙酸丙酯共沸物的方法，其特征在以下步驟:
(O于該萃取精餾流程采用雙塔流程，萃取劑采用乙二醇和[Emim] [BF4]、[Mpy] [PF6]的混合液，并且萃取劑從萃取精餾塔的塔的上部加入，共沸物從塔的中下部加入。(2)根據(jù)分析，該工藝在BI塔頂?shù)玫揭掖?，在B2塔頂?shù)玫揭宜岜?，B2塔底得到混合萃取劑，萃取劑回流，重新進(jìn)入萃取精餾塔BI，進(jìn)行補(bǔ)充。(3)萃取精餾過(guò)程采用雙塔流程，由萃取精餾塔BI和溶劑回收塔B2組成。BI的操作條件為常壓或減壓，回流比為2~8:1，理論塔板數(shù)為50-80,混合萃取劑從3~8塊塔板進(jìn)入BI，原料從40~65塊塔板進(jìn)入，混合溶劑與原料用量之比為2~6:1。在此條件下塔頂可以得到純度高于99.5 %的乙醇。BI的塔釜液為含有混合萃取劑、乙酸丙酯和極少量的乙醇的混合物。(4)將BI的塔釜液引入溶劑回收塔，使混合萃取劑與乙酸丙酯分離。B2的操作條件為常壓或者減壓，回流比5~10:1，理論塔板數(shù)為60-120, BI的塔釜液從B2塔的第50~100塊塔板進(jìn)入。塔頂能夠得到純度在99%以上的乙酸丙酯，而塔釜的混合萃取劑可返回BI，作為混合萃取劑的補(bǔ)充。
[0008]本發(fā)明的方法適用于處理乙醇和乙酸丙酯組成的共沸混合物或者接近恒沸組成的混合物。
[0009]本發(fā)明所述的連續(xù)萃取精餾方法分離乙醇和乙酸丙酯的雙塔流程如圖1所示: (I)萃取精餾塔BI的理論板數(shù)為50~80。如圖所示，混合萃取劑從BI的上部進(jìn)料口(在第3~8理論板)，即物流I加入。乙醇與乙酸丙酯的共沸混合物從BI中下部加入，即物流2。BI的操作條件為常壓或減壓，萃取劑與原料液的質(zhì)量之比為2~6:1，理論塔板數(shù)為50~80，回流比為2~8:1，塔頂餾出物經(jīng)冷凝器冷凝，部分經(jīng)管道返回到BI，即物流3。在此條件下，可在塔頂可得到純度高于99.5%的乙醇，含乙酸丙酯的塔釜液由塔底管道進(jìn)入溶劑回收塔B2，即物流4，進(jìn)行乙酸丙酯的提純與混合萃取劑的回收。(2)溶劑回收塔B2的理論板數(shù)為60-120塊，操作條件為常壓或者減壓，塔頂餾出物經(jīng)冷凝，部分回流至B2，即物流5，回流比為5~12:1，塔頂采出的是乙酸丙酯，可能含有極少量的乙醇，塔底剩余的為混合萃取劑，并經(jīng)過(guò)管道回流到萃取精餾塔，即物流6，作為混合萃取劑的補(bǔ)充。
[0010]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的范圍不以【具體實(shí)施方式】為限，而是有權(quán)利要求的范圍加以限定。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1連續(xù)萃取精餾雙塔流程示意圖:物流1~6分別表示混合萃取劑進(jìn)料物流、原料進(jìn)料物流、乙醇產(chǎn)品物流、乙酸丙酯與混合萃取劑物流、乙酸丙酯產(chǎn)品物流、混合萃取劑物流；B1、B2分別表示萃取精餾塔和溶劑回收塔。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施案例I
(I)一種乙醇一乙酸丙酯共沸物萃取精餾分離的新工藝，其工藝流程圖如圖1所示。萃取精餾塔BI理論塔板數(shù)為80。以90wt%乙二醇和10wt%[Emim] [BF4]做為混合萃取劑，從第5塊理論板處加入，流量為400kg/hr。乙醇和乙酸丙酯的混合物從第42塊理論板處加入，流量為100kg/hr，其中乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%，BI在常壓下操作，塔頂回流比為5:1，塔頂溫度為78~81°C，塔釜溫度為175~180°C，塔頂產(chǎn)物經(jīng)氣相色譜分析，得到純度高于99.5%的乙醇產(chǎn)品。(2)萃取精餾塔BI的塔釜物進(jìn)入溶劑回收塔B2，溶劑回收塔具有50塊理論塔板數(shù)，溶劑回收塔操作條件為:常壓，塔頂溫度100~110°C，塔釜溫度190~195°C。塔頂?shù)玫降囊宜岜ゼ兌葹?9%以上，B2的塔釜物混合萃取劑返回萃取精餾塔BI循環(huán)使用。
[0013]實(shí)施案例2
Cl)萃取精餾塔雙塔流程同實(shí)施例1。以90wt%乙二醇和10wt%[Mpy] [PF6]做混合萃取劑，BI理論塔板數(shù)為70，從第3塊理論板進(jìn)料，流量為500kg/hr。乙醇和乙酸丙酯的混合物從第65塊理論板加入，流量為lOOkg/hr，組成與實(shí)施例1相同。BI在常壓下操作，回流比為5:1。此時(shí)塔頂溫度為78~82°C，塔釜溫度178~184°C。塔頂產(chǎn)物經(jīng)氣相色譜分析，得到純度高于99.5%的乙醇產(chǎn)品。(2)萃取精餾塔BI的塔釜物進(jìn)入溶劑回收塔B2，溶劑回收塔具有40塊理論塔板數(shù)，溶劑回收塔操作條件為:常壓，塔頂溫度100~110°C，塔釜溫度190~200°C。塔頂?shù)玫降囊宜岜ゼ兌葹?9%以上，B2的塔釜物混合萃取劑返回萃取精餾塔BI循環(huán)使用。
[0014]實(shí)施案例3
萃取精餾雙塔流程同實(shí)施例1，萃取劑選用90wt%乙二醇、5wt%[Mpy] [PF6]、5wt%[Emim][BF4]。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合溶劑連續(xù)萃取精餾分離乙醇一乙酸丙酯共沸物的方法，其特征在于采用乙二醇和離子液體[Emim] [BF4]、[Mpy] [PF6]的混合液為萃取劑及以下操作過(guò)程、參數(shù): (O混合萃取劑從萃取精餾塔的塔的上部加入，原料從塔的中下部加入； (2)萃取精餾過(guò)程采用雙塔流程，由萃取精餾塔BI和溶劑回收塔B2組成，BI的操作條件為常壓或減壓，回流比為2~8:1，理論塔板數(shù)為50~80，混合萃取劑從3~8塊塔板進(jìn)入BI，原料從40~65塊塔板進(jìn)入，混合溶劑與原料用量之比為2~6:1 ; (3)將BI的塔釜液引入溶劑回收塔，使混合萃取劑與乙酸丙酯分離；B2的操作條件為常壓或者減壓，回流比5~10:1，理論塔板數(shù)為60~120，B1的塔釜液從B2塔的第15~30塊塔板進(jìn)入。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)萃取精餾分離乙醇—乙酸丙酯共沸物的方法，萃取精餾通常用采用雙塔流程，由萃取精餾塔和溶劑回收塔組成。萃取精餾塔生產(chǎn)能力不僅需要合理的工藝流程和塔結(jié)構(gòu)，而且對(duì)原料與萃取劑的用量比、進(jìn)料位置等諸多因素有要求。針對(duì)乙醇—乙酸丙酯的共沸體系，本發(fā)明采用乙二醇和離子液體[Emim][BF4]、[Mpy][PF6]的混合液做萃取劑，最終達(dá)到對(duì)兩者的分離。
【IPC分類】C07C29-84, C07C31-08, C07C69-14, B01D3-40, C07C67-54
【公開(kāi)號(hào)】CN104610022
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510013625
【發(fā)明人】姜占坤, 劉順江, 孫國(guó)新
【申請(qǐng)人】濟(jì)南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日