一种丁醇-丁腈混合物的分离方法
【专利摘要】本发明提供一种丁醇?丁腈混合物的分离方法，属于丁醇?丁腈共沸混合物分离领域。本发明采用连续操作方式和间歇性操作方式，通过优化操作参数，在提高产品质量的同时，降低能耗、投资。在生产规模较大的情况下，可选用连续操作方式，能够稳定产品质量、提高收益、降低人工成本；反之，可选用间歇操作方式，操作灵活。
【专利说明】
一种丁醇-丁腈混合物的分离方法
技术领域
[0001]本发明涉及的是丁醇-丁腈混合物的分离领域，尤其是涉及一种丁醇-丁腈混合物的萃取精馏分离方法，其中包含间歇和连续两种操作方式。
【背景技术】
[0002]丁醇和丁腈都化工和制药领域常用的溶剂或原料，且用量都十分巨大。丁醇是多种涂料的溶剂和制增塑剂邻苯二甲酸二丁酯的原料，也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚以及作为有机合成中间体和生物化学药的萃取剂，还用于制造表面活性剂;丁腈与乙腈性质相近，主要用来做有机合成的原料。
[0003]目前针对共沸体系分离手段基本分为共沸精馏和萃取精馏，而对于萃取精馏来说，在操作方式上主要为连续和间歇两种操作方式。连续操作下的萃取精馏工艺主要针对产量大、自控程度高、产品质量稳定性高的工况，间歇操作主要使用与产量要求不高，对自控程度要求低的操作工况。
[0004]中国专利CN103159586A提出一种碳酸二甲酯-甲醇共沸混合物连续萃取精馏分离方法。该方法采用常规的萃取精馏连续操作下的模型，整个工艺过程采用常压精馏。由于整塔压降的存在，致使塔内温度较高，从而促使含有不饱和键的碳酸二甲酯产生分解或聚合反应，使产品纯度受到影响，且该专利中只涉及到连续的萃取精馏方式，对与小规模产量的工况要求无法满足。
[0005]目前，关于丁醇-丁腈共沸混合物的分离，并没有相关的文献发表或者报道。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了克服现有工艺中存在的不足，并针对丁醇-丁腈混合物，提出一种适合于大部分工况、产品纯度高、生产稳定性强的工艺。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种丁醇-丁腈混合物萃取精馏方法，该方法采用连续性操作或间歇性操作；同时，在萃取剂的创新上，本发明采用咪唑类离子液体作为萃取剂乙二醇的辅助添加剂，能够提高丁醇-丁腈的相对挥发度。离子液体添加量与萃取剂用量比为0.03:1~0.10:1。
[0008]上述技术方案中所述的一种丁醇-丁腈混合物的分离方法，其中连续性操作:主要包含萃取塔及回收塔，萃取塔塔板数为35?60，萃取剂进料位置为3?10块塔板，萃取剂与原料进料比为4:1?7:1，原料进料位置为24?28块塔板，原料进料按照近共沸比例进塔，塔顶回流比为0.3:1~1:1，萃取塔塔顶采出丁醇；回收塔塔板数为25?40，进料位置为16?24块塔板，回流比3:1?5:1，塔顶采出丁腈，塔釜回收萃取剂乙二醇;两塔塔顶操作压力均为20KPa(绝压)。
[0009]所述的连续操作过程，将原料通过高位槽或者进料栗输送至预热器，后经预热器进入塔内；塔釜内加热升温至塔顶回流稳定后，萃取剂通过高位槽或者进料栗输送至预热器并进入塔内；塔内气液组成稳定后，塔顶开始采出丁醇；塔釜物料经输送栗输送至回收塔，回收塔塔顶稳定后，塔顶采出丁腈，萃取剂回萃取塔套用。
[0010]所述的间歇性操作，主要是精馏塔塔板数为30?45块塔板，过程分为萃取精馏阶段和回收阶段及过渡段，萃取精馏阶段回流比为0.5:1?1.5:1，萃取剂与原料进料比为4:1?9:1;溶剂回收阶段回流比为3:1?6:1;过渡段回流比均为3:1?5:1。
[0011 ]所述的间歇操作过程:原料一次性加入塔釜，开始加热，带塔顶回流稳定后，萃取剂通过高位槽或者进料栗进入塔内，待塔顶丁醇含量达到99.5%以上，开始以回流比采出；待塔顶丁醇含量开始降低后，停止萃取剂加入;过渡段I通过回流比采至储罐，直至塔顶丁腈含量达到99.5%以上;塔顶丁腈含量开始降低后，过渡段2通过回流比采出至储罐，待塔釜萃取剂含量达到99.5%以上，停止加热。
[0012]优选地，所述连续操作方式中:萃取塔塔板数为35?40，萃取剂与原料用量比为5:1?6:1，萃取剂进料位置为7?9块塔板，回流比为0.7:1~1:1;回收塔塔板数为25?30，回流比为3.5:1?4:1。在该优选条件下，连续操作方式能够稳定生产含量多99.9%的丁醇、丁腈产品，且在能耗、稳定性上为最佳。
[0013]优选地，所述的间歇操作方式中，精馏塔塔板数为30?35，萃取剂总进料尽量与原料量比为4:1?5:1，萃取精馏阶段回流比为0.5:1?0.8:1，回收阶段回流比为3.5:1?3.8:1，过渡段回流比为3:1?5:1。在该优选条件下，可得到含量高于99.5%的丁醇和丁腈产品，且萃取剂的含量也高于99.8%。
[0014]本发明的另一目的是提供一种用于所述的连续操作方式的精馏装置，其中主体设备为萃取塔、回收塔、再沸器、冷凝器、捕集器、混合器、预热器等。通过预热器使原料与萃取剂预热，原料预热热源是来自回收塔塔釜套用的萃取剂，萃取剂预热使用的热源是公用热源。萃取塔塔釜采出丁腈与萃取剂的混合物进入回收塔，回收塔塔釜采出的萃取剂通过原料的预热器后进入混合器，作为萃取剂的补充。
[0015]本发明的创新性与优点在于:
1)丁醇与丁腈共沸体系的分离，目前尚无分离工艺报道或发表；
2)能够适应各种工况且工艺简单，采用双塔连续精馏方式或单塔间歇精馏方式，能够根据产品产量要求进行选择，操作灵活。
【附图说明】
[0016]图1为连续操作流程示意图，图2间歇操作流程示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下为结合具体实施案例对本发明作进一步说明，但不限定本发明保护的范围。
[0018]实施例一
本实施案例为连续萃取精馏操作方式，萃取剂用量为500kg/h;原料处理量为100kg/h，原料组成为丁醇与丁腈的共沸组成。萃取塔塔板数为40，萃取剂进料位置在第5块塔板，原料进料位置在25块塔板。回流比设定为1:1，塔顶得到的丁醇纯度为99.8%。回收塔塔板数为40，进料位置为第20块塔板，回流比为4:1，塔顶得到的丁腈纯度为99.5%，塔底萃取剂纯度高于99.9%，并回流至混合器，作为溶剂的补充。
[0019]实施例二本实施案例为间歇萃取精馏操作方式，原料(丁醇与丁腈近共沸组成共计10kg)—次性加入塔釜，开始加热，带塔顶回流稳定后，萃取剂以80?lOOkg/hr的速度加入塔内，待塔顶丁醇含量达到99.5%以回流比0.8:1采出；待塔顶丁醇含量开始降低至90%以下后，停止萃取剂加入;过渡段I通过回流比3:1采至储罐，直至塔顶丁腈含量达到99.5%以上，开始以回流比3:1采出丁腈产品；塔顶丁腈含量降低至90%以下后，过渡段2通过回流比3:1采出至储罐，待塔釜萃取剂含量达到99.5%以上，停止加热。
[0020]实施例三
在实施例一的基础上，本实施案例均采用涉及优选条件下的参数，最终丁醇含量多99.99%，丁腈含量彡99.9%，萃取剂含量彡99.9%。
[0021]实施例四
在实施例一的基础上，本实施案例均采用涉及优选条件下的参数，最终丁醇含量多99.9%，丁腈含量彡 99.8%。
【主权项】
1.一种丁醇-丁腈混合物的分离方法，其特征在于:所述方法包括连续性操作方式和间歇性操作方式;所述连续性操作方式主要包含萃取塔及回收塔，萃取塔塔板数为35?60，回收塔塔板数为25?40;所述间歇性操作主要包含精馏塔，塔板数为30?45块塔板，操作过程分为萃取精馏阶段、过渡阶段1、回收阶段、过渡阶段2。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于连续性操作过程中，最佳操作参数为:萃取剂与原料用量比为5:1-6:1,萃取剂进料位置为7?9块塔板，回流比为0.7:1-1:1;回收塔回流比为3.5:1-4:1;两塔操作压力均为20KPa(绝压)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于间歇性操作过程中，最佳操作参数为:萃取剂总进料量与原料量比为4?5:1，萃取精馏阶段回流比为0.5:1?0.8:1，回收阶段回流比为3.5:1-3.8:1，过渡段回流比均为3:1~5:1；操作压力为20KPa(绝压)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:连续性操作主要包含的非标设备有:萃取塔、回收塔、再沸器、冷凝器、捕集器、混合器、预热器。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:非标设备连接方式是通过预热器使原料与萃取剂预热，原料预热热源是来自回收塔塔釜套用的萃取剂，萃取剂预热使用的热源是公用热源;萃取塔塔釜采出丁腈与萃取剂的混合物进入回收塔，回收塔塔釜采出的萃取剂通过原料的预热器后进入混合器，作为萃取剂的补充。
【文档编号】C07C255/03GK105906479SQ201610346565
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】姜占坤, 刘顺江, 孙国新
【申请人】济南大学