[發(fā)明專利]一種高溫費托合成反應水中有機物的分離回收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810034601.9
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101239886A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 孫啟文;楊莉;趙東志;岳建平;楊正偉;劉繼森;黃海
• 申請（專利權）人: 上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司
• 主分類號: C07C29/80
• 分類號: C07C29/80;C07C31/02;C07C45/82;C07C47/09;C07C49/04;C07C27/20
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發(fā)明涉及一種分離方法，尤其涉及一種高溫費托合成反應水中有機物的分離回收方法。具體的說，高溫費托合成反應水中乙醛含量0.19％～0.52％，丙酮含量0.67％～1.38％，丁酮含量0.65％～1.33％，乙醇含量2.22％～4.96％，丙醇含量0.45％～0.99％時，采用系列精餾方法從中分離回收得到高回收率及純度的乙醛、乙醇、正丙醇、丙酮、丁酮產品。

背景技術

發(fā)展煤炭液化已成為我國解決石油供需矛盾的長遠戰(zhàn)略措施。費托合成反應是煤炭間接液化的核心反應，高溫費托合成反應溫度在340℃～360℃，高溫間接液化合成油的同時產生大量反應水以及含氧有機物，生產一桶油伴生一桶多水，即為高溫費托合成反應水。高溫費托合成反應水中溶有多種含氧有機物。年產百萬噸級油的間接液化裝置，就有百萬噸級的費托合成反應水，對這部分含氧有機物的有效分離回收，無論是對裝置的經濟效益，還是對滿足環(huán)保要求無疑都具有重要意義。

高溫費托反應水中含氧有機物組分有30余種，總量在6％～13％之間，含量相對多的組分有：乙醛、丙酮、丁酮、乙醇、正丙醇、酸等且以醇、酸為主；醇類主要是乙醇、正丙醇、正丁醇和正戊醇，酸類主要是乙酸、丙酸。另外含有少量的醛類和酮類，如乙醛、丙酮等。有些有機物是微量的，如丁醛、乙酸甲酯、乙酸乙酯、2-戊酮、正辛醇、異丁酸、正庚酸等。有機酸如乙酸和水有很強的締和作用，使得物系性質變得更為復雜，另外很多有機物和水形成恒沸物。總之，高溫費托合成反應水具有如下特點：(1)物系組成復雜；(2)非理想性強，有多種恒沸物存在的可能；(3)物系含有酸類，具有腐蝕性。這些特點使高溫反應水中主要有機物的分離回收工作難度增大，需要找出一種分離回收高溫費托反應水中主要有機物的經濟有效的辦法。

有關費托反應水的處理，目前公開的有兩種工藝，一是南非Sasol-I廠工藝(舒歌平等.煤炭液化技術[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003)，另一是中科院山西煤化所工藝(李云華.費托合成水相副產物餾分切割工藝的技術開發(fā)[D].天津大學碩士學位論文，2003.)。由于F-T反應條件的不同所生成反應水的組成差別很大，因此有機物的分離路線也不同.Sasol-I廠回收工藝目標產品：甲醇、乙醇、酮類、C3與C4(丙醇、丁醇等)混合醇。Sasol-I廠反應水中含氧有機物占6wt％，分離流程如圖2所示。反應水首先進入蒸餾塔，塔頂餾出物為含水25％的醇、醛、酮、酯的水溶液，塔底則為有機酸水溶液。其塔頂餾出物進醛汽提塔，醛汽提塔頂餾出物包括醛、酮、酯送溶劑回收系統(tǒng)，塔底排出醇和水，送醇脫水塔，在醇脫水塔內與苯進行共沸蒸餾。醇脫水塔底則為脫水醇，送加氫反應器，將醇中微量的醛和酮轉化為醇。加氫產品送常壓乙醇分餾塔，塔頂可以在不同條件下生產兩種產品，一種為乙醇，另一種為乙醇和丙醇混合物，可以作為加入汽油的動力醇使用；塔底則出C₃以上的醇，送溶劑回收裝置(流程圖中虛線部分)處理。

溶劑回收包括3個部分：第一部分把醛汽提塔頂產品分離成醛、酮、醇；第二部分為醛的加氫；第三部分為甲醇分離。具體流程見流程圖中虛線框中的溶劑回收處理部分。

從醛分離塔頂餾出的混合醛含乙醛、丙醛及少量酮，加壓至3.8Mpa，與H₂混合，與反應生成物換熱后，用蒸汽預熱至150℃后進入加氫反應器，反應后醛及少量酮都轉化為醇。反應生成物經冷卻至38℃，然后進入分離器，分離出氫氣經循環(huán)壓縮機重新回到反應系統(tǒng)。經反應生產的醇送乙醇蒸餾塔。

該工藝具體給出了甲醇、乙醇、酮類的回收流程，其特點是中間設有加氫反應器，將醛類及微量酮轉化為醇。但該工藝甲醇產品純度為91％，還有進一步提高余地。

山西煤化所回收工藝目標產品：乙醛、丙酮、甲醇、乙醇、丁醇、有機酸，分離流程如圖3所示。反應水原料液首先經混酸切割塔，塔頂餾出乙醛、丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇等，另外含有10～50％的水。塔底分出混酸溶液。塔頂餾分進入乙醛塔，塔頂餾出乙醛，塔底分出醇、酮的混合物，進入甲醇～乙醇切割塔。塔頂餾出丙酮、甲醇的混合物，塔底分出乙醇、丙醇的混合液。