水吸收脱除氯甲烷中二甲醚杂质的分离工艺的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种以水（可以是纯水，也可以是水与其他物质的混合物）为吸收剂 脱除氯甲烷中二甲醚杂质的分离方法及工艺，属于气体分离纯化领域。该方法基于极性气 体分子与水中氢离子形成氢键的化学理论，利用氯甲烷和二甲醚在水中溶解性质的显著差 异，以水为吸收剂，代替传统的浓硫酸，安全、高效且低成本地分离氯甲烷和二甲醚的混合 物。
【背景技术】
[0002] 氯甲烷（CH3Cl)在有机合成工业中非常重要，广泛用作溶剂、致冷剂以及甲基化试 剂等。随着有机硅与特种橡胶合成工业的迅猛发展，氯甲烷需求不断增加。
[0003] 氯甲烷主要通过甲烷氯化法和甲醇氯化法合成。甲醇氯化反应见公式（1)，以氯化 氢为氯源，且不生成多氯甲烷，更适合生产氯甲烷。不过，在高温（液相氯化法130~150°C; 气相氯化法300~350°C)条件下，少量甲醇会发生缩合脱水反应，见公式（2)，需要考虑从 氯甲烷中脱除副产物二甲醚（DME)。
[0004]
[0006] 除此之外，用于低温聚合反应和甲基化的液态氯甲烷，要求其水含量低于20mg/L， 新装脱水吸附剂的钝化过程会副产二甲醚，如公式（3)所示。在氯甲烷吸附脱水装置的钝 化尾气回收过程中，同样需要考虑二甲醚的脱除。
[0007] 2CH3C1+Na20 -CH3OCH3+2NaCl(3)
[0008] 氯甲烷与二甲醚的热力学性质非常相似，二者的沸点（-24. 05°C/-24. 85°C)很接 近，难以通过精馏过程进行分离。在甲醇氯化工艺中，通常以浓硫酸为化学吸收剂，脱除氯 甲烷中的二甲醚，反应如公式（4)所示。当浓硫酸吸收二甲醚达到平衡以后，通过加水稀释 使二甲醚与浓硫酸的不稳定化合物分解，释放二甲醚，再通过加热脱水使稀酸浓缩后循环 利用。然而，以浓硫酸作吸收剂，不仅生产成本高、副产废酸的无害化处理费用高，而且存在 一定的安全隐患，急需一种更加安全高效的低成本分离剂来脱除氯甲烷中的二甲醚。
[0009]
[0010] 在化学工业中，对于有机/无机气体的混合物，通常选用有机溶剂作为吸收剂，实 现分离提纯。然而，氯甲烷和二甲醚都是典型的有机气体，二者在常用的有机溶剂中都具有 很好的溶解性，难以通过工业上常用的有机吸收剂来分离。对此，需要更加深层次地考虑氯 甲烷和二甲醚在物理性质和化学性质上的差异，才能有针对性地找出合适的分离剂。
[0011] 根据文献报道，二甲醚中的醚氧键基团能够与水能发生弱氢键作用。当水中含 有少量醇类作为助剂时，二甲醚在水中具有较高的溶解度。气液相平衡实验结果表明，在 0. 3MPaG的压力下，二甲醚在25 °C水溶液中的摩尔分数达到了 8.91%。与二甲醚明显不同， 氯甲烷与水很难发生氢键作用，因而氯甲烷在水中的溶解度很小。根据实验结果，即使在 0. 6MPaG的压力下，氯甲烷在40°C水溶液中的饱和浓度也只有0. 77%。考虑到氯甲烷和二 甲醚在水中显著的溶解度差异，有望构建出以水为吸收剂的分离工艺来提纯氯甲烷，有效 避免使用浓硫酸脱除二甲醚所带来的高成本和安全隐患问题。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的在于提供一种以水（可以是纯水，也可以是水与其他物质的混合 物）为吸收剂脱除氯甲烷中二甲醚杂质的分离方法及工艺。该方法利用氯甲烷和二甲醚在 水中溶解性质的显著差异，通过吸收和精馏组成的联合工艺流程，代替传统的浓硫酸吸收 工艺，能够安全、高效且低成本地从氯甲烷中脱除沸点相近的二甲醚杂质。
[0013] 为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
[0014] -种水吸收脱除氯甲烷中二甲醚杂质的分离方法及工艺，
[0015] 吸收过程：含二甲醚的气态粗氯甲烷（S-I)从底部进入吸收塔（1)，由下向上流 动；吸收剂（S-2)自顶部进入吸收塔（1)，由上向下流动，吸收剂为纯水或水与多元醇或盐 类的混合；含二甲醚的气态粗氯甲烷（S-I)和吸收剂（S-2)在吸收塔（1)内逆流接触，二 甲醚因氢键作用由气相进入液相，绝大部分氯甲烷不能进入吸收剂，在吸收塔（1)的顶部 采出，即不含二甲醚的氯甲烷（S-3);含有二甲醚和少量氯甲烷的富吸收液（S-4)自吸收塔 (1)的底部米出。
[0016] 预解吸过程：富吸收液（S-4)进入换热器（2)，被循环的再生吸收剂（S-8)加热， 随后进入气液分离罐（3);随着温度的升高，富吸收液（S-4)中的大部分氯甲烷被解吸出 来；在气液分离罐（3)的顶部采出富含氯甲烷的预解吸气（S-5)，返回吸收塔（1)中；在气 液分离罐（3)的底部采出二甲醚-水溶液（S-6)，经减压阀（4)降压后进入精馏塔（5)的中 段。
[0017] 再生过程：由于物料压力降低，进入精馏塔（5)的二甲醚-水溶液（S-6)部分气 化，气态物料自下向上流动，液态物料自上向下流动；在精馏塔（5)的顶部，二甲醚-水的 混合气进入冷凝器（6)中，冷却降温后进入塔顶分液罐（7)，凝结下来的液态水返回精馏 塔（5)中，剩余的气相物料为含水二甲醚（S-7)，自分液罐（7)顶部采出；在精馏塔（5)的 底部，含有微量二甲醚的液态水进入再沸器（8)中加热升温，蒸汽返回精馏塔（5)中，对二 甲醚-水溶液进行气提；塔底再沸器（8)中残余的液态水为再生吸收剂（S-8)，经循环泵 (9)增压后进入换热器（2)进行热量回收，加热富吸收液（S-4);热量回收后的再生吸收剂 (S-8)进入冷却器（10)降温，随后与新鲜吸收剂（S-2)合股，进入吸收塔（1)。
[0018] 本发明的有益效果：
[0019] 1)基于极性气体分子与水中氢离子形成氢键的化学理论，利用氯甲烷和二甲醚在 水中溶解性的显著差异，通过吸收和精馏组成的联合工艺流程，代替传统的浓硫酸吸收工 艺，能够安全、高效且低成本地从氯甲烷中脱除沸点相近的二甲醚杂质；
[0020] 2)二甲醚在加压、低温条件下溶于吸收剂（可以是纯水，也可以是水与其他物质 的混合物）中，属于物理吸收，吸收剂的再生流程简单、再生能耗低，而且解吸过程中避免 了浓硫酸与二甲醚发生化学反应，可实现二甲醚的回收利用。
【附图说明】
[0021] 图1是氯甲烷和二甲醚在水中的溶解度和气液相平衡图。
[0022] 图2是分离尾气中氯甲烷和二甲醚的工艺流程图。
[0023]图中：（1)吸收塔；（2)换热器；（3)气液分离罐；（4)减压阀；（5)精馏塔；（6)冷凝 器；（7)塔顶分液罐；（8)塔底再沸器；（9)循环泵；（10)冷却器；（S-I)粗氯甲烷；（S-2)吸 收剂；（S-3)不含二甲醚的氯甲烷；(S-4)富吸收液；(S-5)预解吸气；（S-6)二甲醚-水溶 液；（S-7)含水二甲醚；（S-8)再生吸收剂。
【具体实施方式】
[0024] 以下结合技术方案和附图详细说明本发明的【具体实施方式】。下述的实施例有助于 对本发明的理解，但并不构成对本发明的限制。
[0025] 实施例1
[0026] 从脱水装置来的粗氯甲烷（S-1)，流量为450Nm3/h，含有75mol%的氯甲烷和 25mol%的二甲醚，在0. 2MPaG、15°C条件下从底部进入吸收塔（1)，由下向上流动。
[0027] 新鲜吸收剂（S-2,纯水，补充量约为6kg/h)和冷却后的再生吸收剂（S-8)合股，总 流量为3. 75t/h，自顶部进入吸收塔（1)中，由上向下流动。
[0028] 在吸收塔（1)内，二甲醚杂质因氢键作用由气相进入液相，而绝大部分氯甲烷 不能进入吸收剂；吸收塔（1)顶部采出不含二甲醚的氯甲烷（S-3)，体积流量为335Nm3/ h，二甲醚含量则降低至0.3mol%;吸收塔（1)底部采出富吸收液（S-4)，二甲醚浓度为 2. 4mol%，氯甲烧浓度约为0. 3mol%。
[0029]富吸收液（S-4)进入换热器（2)，温度升高至75°C，随着温度的升高，富吸收液 (S-4)中的大部分氯甲烷被解吸出来，随后进入气液分离罐（3)。
[0030] 在气液分离罐（3)的顶部采出富含氯甲烷的预解吸气（S-5)，体积流量约为 lONmVh，二甲醚浓度为49.7mol%，氯甲烷浓度为27.3mol% ;在气液分离罐（3)的底部 采出二甲醚-水溶液（S-6)，二甲醚的浓度略微下降，为2.lmol%，氯甲烷含量则降低至 0.Imol% 以下。
[0031] 二甲醚_水溶液（S-6)经减压阀（4)调整至常压后进入精馏塔（5)的中段；含水 二甲醚（S-7)自分液罐（7)顶部采出，体积流量约为123Nm3/h，二甲醚的浓度为91. 5mol