[發明專利]一種連續萃取精餾分離甲醇-甲苯共沸物的方法

在審

• 申請號: 202110027800.2
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112778087A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 徐冬梅;何姍姍;馬藝心;高軍;張連正;范雯陽
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: C07C31/04
• 分類號: C07C31/04;C07C29/84;C07C29/74;C07C15/06;C07C7/08;C07C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種連續萃取精餾分離甲醇?甲苯共沸物的方法。該方法以丁酸丁酯作為萃取劑，采用連續萃取精餾的方法來分離甲醇?甲苯共沸混合物，甲醇和甲苯混合進料，回流比0.5?1.5，萃取劑與原料摩爾流量之比為0.5?2，萃取精餾塔塔頂餾分為甲醇產品，塔底餾分為甲苯和萃取劑的混合物，塔底出料進入溶劑回收塔，溶劑回收塔塔頂得到甲苯，塔底得到萃取劑，萃取劑可以循環使用。本發明所述方法工藝簡單，成本低，易于操作，處理后甲醇和甲苯產品摩爾分數不小于0.999，連續精餾效率高，溶劑回收簡單，可進行工業化應用。

技術領域

本發明屬于化工分離技術領域，具體涉及一種連續萃取精餾分離甲醇-甲苯共沸物的方法。

背景技術

甲醇是基本有機原料之一，用于制造氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機產品。也是農藥(殺蟲劑、殺螨劑)、醫藥(磺胺類、合霉素等)的原料，合成對苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。

甲苯主要由原油經石油化工過程而制得。作為溶劑它用于油類、樹脂、天然橡膠和合成橡膠、煤焦油、瀝青、醋酸纖維素，也作為溶劑用于纖維素油漆和清漆，以及用為照像制版、墨水的溶劑。甲苯也是有機合成，特別是氯化苯酰和苯基、糖精、三硝基甲苯和許多染料等有機合成的生要原料。它也是航空和汽車汽油的一種成分。但是在標準大氣壓下甲醇與甲苯會形成最低共沸混合物,其共沸摩爾組成分別為:甲醇88.2％,甲苯11.8％,通過普通精餾難以分離。

文獻(楊德明,杜鵬,葉夢飛,高曉新.加鹽萃取-精餾耦合分離甲醇-甲苯的工藝研究[J].化學工程,2014,42(05):31-34.)提出了加鹽萃取-精餾耦合分離甲醇-甲苯3塔工藝流程,當萃取塔理論板數為5塊；甲醇回收塔理論板數為21塊、回流比為1.8；甲苯回收塔理論板數為28塊、回流比為2.4時,分離得到的甲醇和甲苯的質量分數分別為0.996和0.997。鹽易腐蝕設備,對設備材質要求較高,很難工業化應用或是大量生產。

文獻(管婷,李文秀.萃取精餾分離甲苯-甲醇共沸體系的模擬[J].山東化工,2020,49(02):152-156.)選擇1-癸基-3-甲基咪唑醋酸鹽([DMIM][OAC])為萃取劑,分離甲苯-甲醇共沸體系。基于AspenPlus流程模擬軟件,對甲苯-甲醇混合物的萃取精餾過程進行工藝模擬，確定了萃取精餾塔的最佳工藝參數:溶劑比為0.6,全塔理論板數為38塊,離子液體與原料進料位置分別為第2塊與第27塊塔板,回流比為2.2。在此條件下,塔頂可以得到摩爾分數為99.9％的甲苯。離子液體成本高、粘度大、易腐蝕設備,很難工業化應用或是大量生產。

文獻(顏濤,羅仙,張娟,王克良,葉昆.甲醇-甲苯共沸物萃取精餾工藝模擬研究[J].科技風,2017(25):137-138+143.)選擇環己醇為萃取劑，確定了萃取精餾塔和萃取劑再生塔的最佳工藝參數,在此工藝條件下:甲醇的摩爾分數達99.8％,甲苯的摩爾分數也達到99.8％。但環己醇為中度毒性，毒性較大，低溫易結晶且粘度大流動性差。

文獻(張鸞,張錦威,朱宏吉,白鵬,李博,孫暢.萃取精餾分離甲醇-甲苯共沸物的研究[J].化學工業與工程,2013,30(05):71-75.)選取鄰二甲苯作為該二元共沸物的萃取劑,間歇萃取精餾塔塔板數為30,溶劑比為1,恒回流比(R＝3)操作下塔頂得到摩爾分數為99.688％的甲醇產品。但鄰二甲苯具有麻醉性，毒性較大存在安全隱患。

文獻(Li Y,Xu C.Pressure-Swing Distillation for Separating Pressure-Insensitive Minimum Boiling Azeotrope Methanol/Toluene via Introducing aLight Entrainer:Design and Control[J].IndustrialEngineering ChemistryResearch,2017,56(14):4017-4037.)通過引入氯仿作為輕度壓力波動夾帶劑，采用壓力波動蒸餾(PSD)分離壓力不敏感的最小沸點共沸物甲醇/甲苯。但氯仿低毒，具有麻醉性且有致癌可能性。