一种从废醇中回收异丁醇的装置和工艺的制作方法

本发明涉及到异丁醇回收技术领域，具体涉及到一种从废醇中回收异丁醇的装置和工艺。

背景技术：

正丁烷氧化工艺是马来酸酐生产的一种主要工艺，其以正丁烷为原料在v2o5(五氧化二钒)-p2o5系催化剂作用下发生气相氧化反应生成马来酸酐。该工艺自1974年由美国孟山都公司实现工业化以来，由于原料价廉、对环境污染小以及欧美等国家正丁烷资源丰富等原因而得到迅速的发展，代表了马来酸酐生产工艺的发展趋势。

v2o5-p2o5系催化剂制备过程中，常常使用苯甲醇作为还原剂，大量异丁醇作为溶剂，制备完成后会产生大量废液，俗称“废醇”。“废醇”中含有大量异丁醇、苯甲醇的氧化产物、磷酸、钒元素等，不仅仅浪费了大量的异丁醇，且其属于液体危险废弃物，必须做危险废弃物处理，给企业带来巨大的危险废弃物处理负担。由于“废醇”中的杂质含量较为复杂，常规分离操作难以达到较高的回收率，并获得较高纯度，目前尚未有关于此类体系的异丁醇回收工艺的报道。同时高纯度异丁醇价格不菲，因此，对于“废醇”中异丁醇的回收，具有十分明显的经济价值和社会价值。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种从废醇中回收异丁醇的装置，包括釜体、精馏塔、中间罐、冷凝装置、回流装置；所述釜体与精馏塔相连；所述精馏塔的塔顶物料通过冷凝装置输送到中间罐，并通过回流装置回流到精馏塔内。

作为一种优选的技术方案，所述釜体上还设置有加热装置。

作为一种优选的技术方案，所述加热装置为釜内加热装置和/或釜外加热装置。

作为一种优选的技术方案，所述回流装置的回流方式采用高位回流或泵输送回流。

作为一种优选的技术方案，所述回流装置还包括回流装置底部液体回流泵。

本发明的第二个方面提供了一种从废醇中回收异丁醇的工艺，采用上述的从废醇中回收异丁醇的装置，其包括以下步骤：

步骤一、将废醇输送后，在500～1000mbar的操作压力下加热80～100℃至共沸物产生，收集精馏塔的塔顶物料，通过冷凝装置输送到中间罐，并通过回流装置回流到精馏塔内；

步骤二、精馏塔的塔顶物料的温度达到100～110℃时，控制操作压力为10～500mbar，收集精馏塔的塔顶物料，通过冷凝装置输送到中间罐，并通过回流装置回流到精馏塔内；

步骤三、塔底温度达到110～130℃时，停止精馏操作，异丁醇出料口的物料得到异丁醇。

作为一种优选的技术方案，所述精馏塔中填料的形状选自三角环螺旋填料、θ环填料、拉西环填料、鲍尔环填料、阶梯环填料、弧鞍环填料中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述废醇输送的位置为釜体或精馏塔；输送的方式为一次性输入和/或半连续输入。

作为一种优选的技术方案，所述回流装置的回流比为0.1～10。

作为一种优选的技术方案，所述步骤三中异丁醇的质量浓度为90～99.9％。

有益效果：本发明使用釜体、精馏塔、中间罐、冷凝装置、回流装置组成了可以回收废醇中的异丁醇间歇精馏装置，并大大减少危险废弃物排放量。通过限定废醇的输送位置和方式，控制精馏塔内操作压力和加热温度，以及填料的形状、尺寸和材质，配合设置于塔顶的冷凝装置、中间罐和一定回收流量的回流装置；并调控精馏塔内操作压力和塔顶物料的温度，持续进行回流精制操作后，进一步调整精馏塔底温度，收集异丁醇出料口的物料，即得质量浓度为90～99.9％的异丁醇，异丁醇回收率可达75～85％，具有极高的经济价值和社会价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本发明实施例1的装置及流程示意图；

图2：本发明实施例2的装置及流程示意图；

图3：本发明实施例3的装置及流程示意图；

图4：本发明实施例4的装置及流程示意图；

附图标记：1-釜体；2-精馏塔；3-中间罐；4-冷凝装置；5-废醇；6-塔顶物料；7-冷凝介质；8-真空装置；9-异丁醇出料口；10-回流装置；1001-回流装置底部液体回流泵；11-重组分混合物；12-加热装置；13-釜底循环泵；m-搅拌装置。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。

本发明中的词语“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种从废醇中回收异丁醇的装置，包括釜体1、精馏塔2、中间罐3、冷凝装置4、回流装置10。

在一种优选的实施方式中，所述釜体1与精馏塔2相连。

在一种更优选的实施方式中，所述釜体1与精馏塔2为一体式连接，即釜体1与精馏塔2内部连通。

在一种优选的实施方式中，所述釜体1中还设置有搅拌装置m。

在一种优选的实施方式中，所述精馏塔2的塔顶物料6通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内。

在一种优选的实施方式中，所述精馏塔2的塔顶物料6通过管线输送到冷凝装置4中；所述冷凝装置4、中间罐3、回流装置10和精馏塔2之间通过管线相连。

本发明所述冷凝装置4，即冷凝器；所述冷凝装置4为一级冷凝装置或二级冷凝装置；所述冷凝装置4中所用冷凝介质7为循环冷却水或循环冷冻水；所述冷凝装置4与真空装置8相连。

在一种优选的实施方式中，所述釜体1上还设置有加热装置12。

在一种优选的实施方式中，所述加热装置12为釜内加热装置和/或釜外加热装置。

本发明对所述釜内加热装置的种类并没有特别的限制，可采用本领域技术人员熟知的各种釜内加热装置，例如釜内加换热管或釜内夹套加热装置；本发明对所述釜外加热装置的种类并没有特别的限制，可采用本领域技术人员熟知的各种釜外加热装置，例如外置热虹吸式加热装置或者外置换热器加热装置。

在一种优选的实施方式中，所述回流装置10的回流方式采用高位回流或泵输送回流。

所述高位回流，即自然回流，通过物料的重力或比重差实现回流；所述泵输送回流即强制回流，通过外加功对液体产生作用，使其进行回流。

在一种优选的实施方式中，所述回流装置10还包括回流装置底部液体回流泵1001。

在一种优选的实施方式中，所述回流装置10中回流的精馏塔2的塔顶物料6，即异丁醇和水的上层液相层。

本发明的第二个方面提供了一种从废醇中回收异丁醇的工艺，采用上述的从废醇中回收异丁醇的装置，其包括以下步骤：

步骤一、将废醇5输送后，在500～1000mbar的操作压力下加热80～100℃至共沸物产生，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；

步骤二、精馏塔2的塔顶物料6的温度达到100～110℃时，控制操作压力为10～500mbar，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔2内；

步骤三、塔底温度达到110～130℃时，停止精馏操作，收集异丁醇出料口9的物料得到异丁醇。

所述操作压力，指的是废醇输送端釜体和精馏塔的操作压力。所述mbar，即毫巴，表示在1平方厘米面积上受到1000达因的力，1mbar相当于100pa。

步骤一

在一种优选的实施方式中，所述废醇5输送的位置为釜体1或精馏塔2；输送的方式为一次性输入和/或半连续输入。

在一种优选的实施方式中，所述精馏塔2中填料的形状选自三角环螺旋填料、θ环填料、拉西环填料、鲍尔环填料、阶梯环填料、弧鞍环填料中的一种或多种。

在一种更优选的实施方式中，所述精馏塔2中填料的形状为θ环填料。

在一种优选的实施方式中，所述填料选自陶瓷填料、金属填料、塑料填料的一种或多种的组合。

作为金属填料的实例，包括但不限于：不锈钢填料、钛材。

作为塑料填料的实例，包括但不限于：聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯。

在一种更优选的实施方式中，所述填料为金属θ环填料。

本发明对所述填料的尺寸并没有特别的限制，可视具体使用情况进行调整，例如可采用尺寸为φ8mm*8mm的金属θ环填料。本发明对所述填料的装填量也没有特别的要求，可视具体使用情况进行调整。

在一种优选的实施方式中，所述回流装置10的回流比为0.1～10。

在一种更优选的实施方式中，所述回流装置10的回流比为0.5～5。

在一种进一步优选的实施方式中，所述回流装置10的回流比为1～3。

本发明所述回流比为质量比。

步骤二

在一种更优选的实施方式中，所述步骤二中控制操作压力为20～300mbar。

在一种优选的实施方式中，所述步骤二中控制操作压力为50～200mbar。

步骤三

在一种优选的实施方式中，所述步骤三中异丁醇的质量浓度为90～99.9％。

在一种更优选的实施方式中，所述步骤三中异丁醇的质量浓度为95～99.9％。

在一种进一步优选的实施方式中，所述步骤三中异丁醇的质量浓度为98～99.9％。

在一种优选的实施方式中，所述步骤三中异丁醇的回收率为75～85％。

所述异丁醇在异丁醇出料口出料，废醇5中剩余各种重组分混合物11残留在釜体1和精馏塔2内。

在一种优选的实施方式中，所述重组分混合物11经釜底循环泵13循环后排出。

下面通过实施例对本发明进行具体描述，另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

本发明的实施例1提供一种从废醇中回收异丁醇的装置，如图1所示，包括釜体1、精馏塔2、中间罐3、冷凝装置4、回流装置10。所述釜体1与精馏塔2为一体式连接。所述精馏塔2的塔顶物料6通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；所述冷凝装置4为一级冷凝装置，所用冷凝介质7为循环冷却水所述冷凝装置4与真空装置8相连。所述釜体1上还设置有加热装置12；所述加热装置12为釜内夹套加热装置。所述回流装置10的回流方式采用高位回流；所述回流装置10中回流的为异丁醇和水的上层液相层。所述废醇5输送的位置为釜体1，输送的方式为一次性输入。

本实施例还提供采用上述装置从废醇中回收异丁醇的工艺，包括以下步骤：

步骤一、将500kg含80wt％的异丁醇、2wt％水、5wt％h3po4、6wt％苯甲醛、7wt％苯甲醇的废醇5输送至釜体1后，在1000mbar的釜体1和精馏塔2的操作压力下加热90℃至共沸物产生，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；

步骤二、精馏塔2的塔顶物料6的温度达到105℃时，控制釜体1和精馏塔2的操作压力为150mbar，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔2内；

步骤三、塔底温度达到120℃时，停止精馏操作，收集异丁醇出料口9的物料得到异丁醇。

所用釜体的大小为1m³，精馏塔内径φ300mm，填装高度为1000mm散装填料，所述填料为不锈钢金属θ环填料，尺寸为φ8mm*8mm。所述步骤一和步骤二中回流装置10的回收比控制在10。收集得到异丁醇产品300kg，经气相色谱分析异丁醇质量浓度为99.9％，异丁醇收率75.0％。

实施例2

本发明的实施例2提供一种从废醇中回收异丁醇的装置，如图2所示，包括釜体1、精馏塔2、中间罐3、冷凝装置4、回流装置10。所述釜体1与精馏塔2为一体式连接。所述精馏塔2的塔顶物料6通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；所述冷凝装置4为一级冷凝装置，所用冷凝介质7为循环冷却水所述冷凝装置4与真空装置8相连。所述釜体1上还设置有加热装置12；所述加热装置12为釜内加换热管；所述釜体1中还设置有搅拌装置m。所述回流装置10的回流方式采用高位回流；所述回流装置10中回流的为异丁醇和水的上层液相层。所述废醇5输送的位置为釜体1，输送的方式为一次性输入。

本实施例还提供采用上述装置从废醇中回收异丁醇的工艺，包括以下步骤：

步骤一、将500kg含80wt％的异丁醇、2wt％水、5wt％h3po4、6wt％苯甲醛、7wt％苯甲醇的废醇5输送至釜体1后，在1000mbar的釜体1操作压力下加热90℃至共沸物产生，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；

步骤二、精馏塔2的塔顶物料6的温度达到105℃时，控制釜体1的压力为150mbar，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔2内；

步骤三、塔底温度达到120℃时，停止精馏操作，收集异丁醇出料口9的物料得到异丁醇。

所用釜体的大小为1m³，精馏塔内径φ300mm，填装高度为2000mm散装填料，所述填料为不锈钢金属θ环填料，尺寸为φ8mm*8mm。所述步骤一和步骤二中回流装置10的回收比控制在5。收集得到异丁醇产品315kg，经气相色谱分析异丁醇质量浓度为99.5％，异丁醇收率78.7％。

实施例3

本发明的实施例3提供一种从废醇中回收异丁醇的装置，如图3所示，包括釜体1、精馏塔2、中间罐3、冷凝装置4、回流装置10。所述釜体1与精馏塔2为一体式连接。所述精馏塔2的塔顶物料6通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；所述冷凝装置4为一级冷凝装置，所用冷凝介质7为循环冷却水所述冷凝装置4与真空装置8相连。所述釜体1上还设置有加热装置12；所述加热装置12为外置换热器加热装置所述回流装置10的回流方式采用高位回流；所述回流装置10中回流的为异丁醇和水的上层液相层。所述重组分混合物11经釜底循环泵13循环后排出。所述废醇5输送的位置为釜体1，输送的方式为一次性输入。

本实施例还提供采用上述装置从废醇中回收异丁醇的工艺，包括以下步骤：

步骤一、将500kg含80wt％的异丁醇、2wt％水、5wt％h3po4、6wt％苯甲醛、7wt％苯甲醇的废醇5输送至釜体1后，在1000mbar的釜体1操作压力下加热90℃至共沸物产生，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；

步骤二、精馏塔2的塔顶物料6的温度达到105℃时，控制釜体1的压力为150mbar，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔2内；

步骤三、塔底温度达到120℃时，停止精馏操作，收集异丁醇出料口9的物料得到异丁醇。

所用釜体的大小为1m³，精馏塔内径φ300mm，填装高度为1000mm散装填料，所述填料为不锈钢金属θ环填料，尺寸为φ8mm*8mm。所述步骤一和步骤二中回流装置10的回收比控制在5。收集得到异丁醇产品304kg，经气相色谱分析异丁醇质量浓度为98.7％，异丁醇收率76.0％。

实施例4

本发明的实施例4提供一种从废醇中回收异丁醇的装置，如图4所示，包括釜体1、精馏塔2、中间罐3、冷凝装置4、回流装置10。所述釜体1与精馏塔2为一体式连接。所述精馏塔2的塔顶物料6通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；所述冷凝装置4为二级冷凝装置，所用冷凝介质7为循环冷却水所述冷凝装置4与真空装置8相连。所述回流装置10采用泵输送回流，其底部设置有回流装置底部液体回流泵1001；所述回流装置10中回流的为回流罐底部液体。所述废醇5输送的位置为釜体1，输送的方式为一次性输入。

本实施例还提供采用上述装置从废醇中回收异丁醇的工艺，包括以下步骤：

步骤一、将500kg含80wt％的异丁醇、2wt％水、5wt％h3po4、6wt％苯甲醛、7wt％苯甲醇的废醇5输送至釜体1后，在800mbar的釜体1操作压力下加热85℃至共沸物产生，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；

步骤二、精馏塔2的塔顶物料6的温度达到100℃时，控制釜体1的压力为10mbar，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔2内；

步骤三、塔底温度达到140℃时，停止精馏操作，收集异丁醇出料口9的物料得到异丁醇。

所用釜体的大小为1m³，精馏塔内径φ300mm，填装高度为1000mm散装填料，所述填料为不锈钢金属θ环填料，尺寸为φ8mm*8mm。所述步骤一和步骤二中回流装置10的回收比控制在1。收集得到异丁醇产品352kg，经气相色谱分析异丁醇质量浓度为97.6％，异丁醇收率88％。

对比例1

本发明的对比例1提供一种从废醇中回收异丁醇的装置，包括釜体1、精馏塔2、中间罐3、冷凝装置4、回流装置10。所述釜体1与精馏塔2为一体式连接。所述精馏塔2的塔顶物料6通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；所述冷凝装置4为一级冷凝装置，所用冷凝介质7为循环冷却水所述冷凝装置4与真空装置8相连。所述釜体1上还设置有加热装置12；所述加热装置12为釜内夹套加热装置。所述回流装置10的回流方式采用高位回流；所述回流装置10中回流的为异丁醇和水的上层液相层。所述废醇5输送的位置为釜体1，输送的方式为一次性输入。

本对比例还提供采用上述装置从废醇中回收异丁醇的工艺，包括以下步骤：

步骤一、将500kg含80wt％的异丁醇、2wt％水、5wt％h3po4、6wt％苯甲醛、7wt％苯甲醇的废醇5输送至釜体1后，在1010mbar(绝压)的釜体1和精馏塔2的操作压力下加热至共沸物产生，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；

步骤二、塔底温度达到170℃时，停止精馏操作，收集异丁醇出料口9的物料得到异丁醇。

所用釜体的大小为1m³，精馏塔内径φ300mm，填装高度为1000mm散装填料，所述填料为不锈钢金属θ环填料，尺寸为φ8mm*8mm。所述步骤一和步骤二中回流装置10的回收比控制在10。收集得到异丁醇产品335kg，经气相色谱分析异丁醇质量浓度为93％，异丁醇收率77.9％。塔釜出现严重的结碳，出现黑色物质。对比例1，可以发现，如果使用常压精馏，虽然可以保证一定的回收率，但是产品品质大大下降，而且釜底出现严重结碳，导致在实际实施精馏的时候，会产生严重的换热器堵塞问题。

对比例2

本发明的对比例2提供一种从废醇中回收异丁醇的装置，包括釜体1、精馏塔2、中间罐3、冷凝装置4、回流装置10。所述釜体1与精馏塔2为一体式连接。所述精馏塔2的塔顶物料6通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；所述冷凝装置4为一级冷凝装置，所用冷凝介质7为循环冷却水所述冷凝装置4与真空装置8相连。所述釜体1上还设置有加热装置12；所述加热装置12为釜内夹套加热装置。所述回流装置10的回流方式采用高位回流；所述回流装置10中回流的为异丁醇和水的上层液相层。所述废醇5输送的位置为釜体1，输送的方式为一次性输入。

本对比例还提供采用上述装置从废醇中回收异丁醇的工艺，包括以下步骤：

步骤一、将500kg含80wt％的异丁醇、2wt％水、5wt％h3po4、6wt％苯甲醛、7wt％苯甲醇的废醇5输送至釜体1后，在1000mbar的釜体1和精馏塔2的操作压力下加热90℃至共沸物产生，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔内；

步骤二、精馏塔2的塔顶物料6的温度达到105℃时，控制釜体1和精馏塔2的操作压力为400mbar，收集精馏塔2的塔顶物料6，通过冷凝装置4输送到中间罐3，并通过回流装置10回流到精馏塔2内；

步骤三、塔底温度达到120℃时，停止精馏操作，收集异丁醇出料口9的物料得到异丁醇。

所用釜体的大小为1m³，精馏塔内径φ300mm，填装高度为1000mm散装填料，所述填料为不锈钢金属θ环填料，尺寸为φ8mm*8mm。所述步骤一和步骤二中回流装置10的回收比控制在10。收集得到异丁醇产品198kg，经气相色谱分析异丁醇质量浓度为98.3％，异丁醇收率48.6％。对比例2，可以发现，如果不实施真空度较低的操作，尽管可以得到比较高品质的产品，但是却不能得到高的回收率，导致大量异丁醇浪费。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。