专利名称：精馏和共沸蒸馏结合分离乙醚、乙醇和酸水的方法
技术领域：
本发明涉及一种化工的分离工艺方法，特别是一种乙醚、乙醇和酸水的精馏和共沸蒸馏相结合的分离方法。
背景技术：
随着我国经济建设的迅速发展，采用乙醇作为溶剂的需求量不断增加，据估计，目前年需求大约400万吨，而国内年产量仅为200～300万吨，远远满足不了市场的需求，仍需部分进口。医药、化工及农药中间体的许多合成过程中普遍采用乙醇作为溶剂，尤其在酸(固体酸或无机酸)催化剂存在条件下，乙醇容易生产乙醚，这样就容易形成乙醇、乙醚及酸性水溶液，乙醇、乙醚与水均可形成共沸物，形成共沸物的共沸点及组成见表1所示，
产生的共沸物为(乙醇+水+乙醚)，因此，乙醇+水+乙醚能否有效的分离，关系到乙醇回收能否循环使用。目前工业生产中乙醇+乙醚+酸水分离普遍间隙精馏法等先脱醚，然后蒸出乙醇，采用该方法分离乙醇和乙醚，分离出乙醚和乙醇纯度一般为94％和91％左右，而且一次得率仅为87％和80％左右，分离不彻底，会造成再回收过程的难度，而且能耗高。同时酸水中含一定的乙醇和乙醚易给环境造成问题。
发明内容
本发明将提供一种新的分离方法，采用精馏和共沸蒸馏相结合方法分离乙醇+乙醚+酸水，分离后乙醇循环使用，乙醚可作为其它溶剂使用，同时酸水中乙醇和乙醚含量较低。
完成上述发明任务的技术方案是精馏和共沸蒸馏结合分离乙醚、乙醇和酸水的方法，步骤如下首先采用精馏装置分离乙醇+乙醚+酸水混合溶液，分离后，塔顶为乙醚，塔底为乙醇+酸水；塔底的乙醚+酸水送至脱酸精馏塔分离，脱酸精馏塔顶为乙醇+水，塔底为酸水；塔底的酸水中和处理；脱酸精馏塔顶的乙醇+水送至共沸蒸馏装置，并加入共沸剂进行共沸蒸馏，共沸剂在共沸装置中循环使用；乙醇返还至原料再使用。
以上所述的共沸剂可以采用环己烷、苯或甲苯等。
分离过程中各装置采用优化工艺条件，分离后乙醚、乙醇含水量分别可脱至2％和0.2％以下，能达到循环使用的要求。
分离过程中回流比及塔板数对各装置的影响如下，表1中T-1塔其它条件不变，回流比(R)对塔底乙醇和塔顶乙醚含量的影响为当回流比由1逐渐增加到5时，塔底乙醚浓度减少较快，当R＝2时，塔顶乙醚含量达98％以上，塔底无乙醚存在，R再增加时，乙醇含量变化较小；表1中T-1塔其它条件不变，塔板数(N)对塔底乙醇含量和塔顶乙醚的影响为当塔板数由10逐渐增加到16时，乙醇浓度开始增加较快，当N＝12时，塔顶乙醚含量达98％以上，塔底已无乙醚，N再增加时，乙醇和乙醚含量变化较小；表1中T-2塔其它条件不变，回流比(R)对塔顶乙醇含量的影响为当回流比由2逐渐增加到8时，乙醇浓度开始增加较快，当R＝4时，乙醇含量达95％以上，R再增加时，乙醇含量变化较小；表1中T-2塔其它条件不变，塔板数(N)对塔底乙醇含量的影响为当塔板数由25逐渐增加到40时，乙醇浓度开始增加较快，当N＝35时，乙醇含量达95％以上，N再增加时，乙醇含量变化较小；表1中T-3塔其它条件不变，回流比(R)对塔底乙醇含量的影响为当回流比由2逐渐增加到6时，乙醇浓度开始增加较快，当R＝4时，乙醇含量达99.8％以上，R再增加时，乙醇含量变化较小；表1中T-3塔其它条件不变，塔板数(N)对塔底乙醇含量的影响为当塔板数由25逐渐增加到37时，乙醇浓度开始增加较快，当N＝31时，乙醇含量达99.8％以上，N再增加时，乙醇含量变化较小；表1中T-4塔其它条件不变，回流比(R)对塔底乙醇含量的影响为当回流比由2逐渐增加到6时，塔底水中含乙醇浓度减少较快，当R＝4时，乙醇含量低于0.2％，R再增加时，乙醇含量变化较小；表1中T-4塔其它条件不变，塔板数(N)对塔底乙醇含量的影响为当塔板数由30逐渐增加到45时，塔底水中乙醇浓度开始减少较快，当N＝37时，乙醇含量低于0.2％，N再增加时，乙醇含量变化较小。
所述的“优化工艺条件”是原料F1为乙醚+乙醇+酸水混合液，乙醚(1)、乙醇(2)和水(3)的质量含量(Xf1、Xf2、Xf3)分别为2％、93％、5％，pH＝1～2，流量为110Kg/h，经过预热至33℃，精密精馏塔T-1顶、低温度分别为34.5℃和78-81℃时，顶、低流量分别为2.24Kg/h、107.76Kg/h，pH值分别为5～6和1～2，精密精馏塔顶回流比(R1)控制在2～3，塔顶底组成(xDi，xwi)xD1＝0.9810、xD2＝0.0055、xD3＝0.0135、xw1＝0.0000、xw2＝0.9485、xw3＝0.0515；塔底组份送至脱酸精馏装置T-2处理，塔顶回流比(R2)控制在3～4，精馏塔顶可得95.12％乙醇，pH值为5～6，塔底富含酸水溶液中和处理；精密精馏塔顶流份送至共沸装置T-3，采用苯作为共沸剂，共混塔塔顶馏出液经冷凝器冷凝后，在液液分离槽中分层，苯层回流，水层送至共沸塔T-4处理，共沸塔塔底可得99.8％以上的乙醇，塔顶、底馏分pH值均为5～6；共沸塔T-4顶、底pH值均为6～7，塔底水含量为99.84％。
本发明的优点采用图1所示工艺和优化的工艺参数，原料(乙醇+乙醚+酸水)首先经精馏塔分离T-1，然后塔低经精馏装置T-2和共沸装置T-3和装置T-4分离，分离后乙醚和乙醇含量分别可达98％和99.8％以上；分离后水中含乙醇及乙醚量均低于1.5％和0.05％以下，与目前所用方法相比，一次可将乙醚分离出来，一次得率达到99.9％以上，精馏过程分离出来的乙醇+水共沸物经共沸装置分离，乙醇的纯度达到99.8％以上，可循环使用，一次得率达到99.4％，酸水中乙醇浓度低于1.5％，不易给环境造成问题。
图1精馏和共沸蒸馏相结合的工艺流程。
具体实施例方式
参照图1所示工艺和表2所示参数，原料(F1)为乙醚+乙醇+酸水混合液，乙醚(1)、乙醇(2)和水(3)的质量含量(Xf1、Xf2、Xf3)分别为2％、93％、5％，pH＝1～2，流量为110Kg/h，经过预热至33℃，精密精馏塔T-1顶、低温度分别为34.5℃和78-81℃时，顶、低流量分别为2.24Kg/h、107.76Kg/h，pH值分别为5～6和1～2，精密精馏塔顶回流比(R1)控制在2～3，塔顶底组成(xDi，xwi)xD1＝0.9810、xD2＝0.0055、xD3＝0.0135、xw1＝0.0000、xw2＝0.9485、xw3＝0.0515；塔底组份送至脱酸精馏装置T-2处理，塔顶回流比(R2)控制在3～4，精馏塔顶可得95.12％乙醇，pH值为5～6，塔底富含酸水溶液中和处理；精密精馏塔顶流份送至共沸装置T-3，采用苯作为共沸剂，共混塔塔顶馏出液经冷凝器冷凝后，在液液分离槽中分层，苯层回流，水层送至共沸塔T-4处理，共沸塔塔底可得99.8％以上的乙醇，塔顶、底馏分pH值分均为5～6；共沸塔T-4顶、底pH值均为6～7，塔底水含量为99.84％。
表1各塔工艺条件
表2分离结果
权利要求
1.一种精馏和共沸蒸馏结合分离乙醚、乙醇和酸水的方法，步骤如下首先采用精馏装置分离乙醇+乙醚+酸水混合溶液，分离后，塔顶为乙醚，塔底为乙醇+酸水；塔底的乙醚+酸水送至脱酸精馏塔分离，脱酸精馏塔顶为乙醇+水，塔底为酸水；塔底的酸水中和处理；脱酸精馏塔顶的乙醇+水送至共沸蒸馏装置，并加入共沸剂进行共沸蒸馏，共沸剂在共沸装置中循环使用；乙醇返还至原料再使用。
2.按照权利要求1所述的精馏和共沸蒸馏结合分离乙醚、乙醇和酸水的方法，其特征在于，所述的共沸剂选自环己烷、苯或甲苯。
3.按照权利要求1或2所述的精馏和共沸蒸馏结合分离乙醚、乙醇和酸水的方法，其特征在于，所述的工艺条件是原料F1为乙醚+乙醇+酸水混合液，乙醚、乙醇和水的质量含量分别为2％、93％、5％，pH＝1～2，流量为110Kg/h，经过预热至33℃，精密精馏塔T-1顶、低温度分别为34.5℃和78-81℃时，顶、底流量分别为2.24Kg/h、107.76Kg/h，pH值分别为5～6和1～2，精密精馏塔顶回流比R1控制在2～3，塔顶底组成xDi，xwixD1＝0.9810、xD2＝0.0055、xD3＝0.0135、xw1＝0.0000、xw2＝0.9485、xw3＝0.0515；塔底组份送至脱酸精馏装置T-2处理，塔顶回流比R2控制在3～4，精馏塔顶可得95.12％乙醇，pH值为5～6，塔底富含酸水溶液中和处理；精密精馏塔顶流份送至共沸装置T-3，采用苯作为共沸剂，共混塔塔顶馏出液经冷凝器冷凝后，在液液分离槽中分层，苯层回流，水层送至共沸塔T-4处理，共沸塔塔底可得99.8％以上的乙醇，塔顶、底馏分pH值分均为5～6；共沸塔T-4顶、底pH值均为6～7，塔底水含量为99.84％。
全文摘要
一种萃取和共沸相结合分离乙醚、乙醇和酸水的分离方法以环己烷为共沸蒸馏的共沸剂，首先采用精馏装置分离乙醇+乙醚+酸水混合溶液，分离后，塔顶为乙醚，塔底为乙醇+酸水；塔底乙醚+酸水送至脱酸精馏塔分离，脱酸精馏塔顶为乙醇+水，塔底为酸水，酸水中和处理；脱酸精馏塔顶乙醇+水送至共沸蒸馏装置，采用环己烷(苯等)为共沸剂，环己烷在共沸装置中循环使用，共沸装置可将乙醇含水量降至0.2％以下，因此，乙醇可返还至原料再使用。分离过程中各装置采用优化工艺条件，分离后乙醚、乙醇含水量分别可脱至1.5％和0.2％以下，能达到循环使用的要求。
文档编号C07C43/06GK1821199SQ20061003895
公开日2006年8月23日 申请日期2006年3月21日 优先权日2006年3月21日
发明者顾正桂 申请人:南京师范大学