化学品的分离处理系统、蒸馏塔装置和化学品的分离方法_2

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和萃取剂从其顶部馈送至所述第 一倾析器,并在所述第一倾析器中将水相和包含萃取剂的有机相彼此分离,并将至少一部 分所述有机相送回所述第一蒸馏塔。
[0043] 在一个优选实施方式中,将所述水相从所述第一倾析器馈送至第五蒸馏塔,并通 过蒸馏在所述第五蒸馏塔的底部形成用于回收和/或再循环的水。
[0044] 在一个优选实施方式中,在所述第五蒸馏塔中于所述第五蒸馏塔的顶部形成萃取 剂,并将所述萃取剂馈送至第二倾析器,在所述第二倾析器中将水相和包含萃取剂的有机 相彼此分离,将所述水相送回所述第五蒸馏塔,并将所述有机相馈送至所述第一蒸馏塔和 第六蒸馏塔中的至少一个。
[0045] 在一个优选实施方式中,用所述第六蒸馏塔通过所述第六蒸馏塔的顶部将含萃取 剂的水再循环回到所述第一倾析器和所述第五蒸馏塔中的至少一个。
[0046] 在一个优选实施方式中,在第二蒸馏塔中接收水与至少两种有机酸的混合物以及 糠醛,所述至少两种有机酸包括至少甲酸和乙酸;
[0047] 在所述第二蒸馏塔中基于非均相共沸蒸馏在所述第二蒸馏塔的顶部形成水与糠 醛的非均相共沸混合物,通过所述第二蒸馏塔的顶部将所述共沸混合物从所述第二蒸馏塔 中移除以将糠醛与所述至少两种有机酸分离;
[0048] 基于非均相共沸蒸馏在所述第二蒸馏塔的底部形成所述有机酸和水;并且
[0049] 将所述至少两种有机酸和水从所述第二蒸馏塔的底部馈送至所述第一蒸馏塔,以 将所述至少两种有机酸和糠醛彼此分离。
[0050] 在一个优选实施方式中,馈送至所述第一蒸馏塔的所述至少两种有机酸和水包含 20%~50%的水。
[0051]在一个优选实施方式中,将含水糠醛从所述第二蒸馏塔的顶部馈送至第三倾析 器,将水相与包含糠醛的有机相分离,并将所述有机相馈送至所述第二蒸馏塔和第六蒸馏 塔中的至少一个。
[0052]在一个优选实施方式中,在所述第六蒸馏塔中接收来自所述第三倾析器的有机 相,并在所述第六蒸馏塔的底部形成用于回收和/或再循环的糠醛。
[0053]在一个优选实施方式中,在所述第六蒸馏塔的顶部形成水相,并将所述水相送回 所述第三倾析器。
[0054]在一个优选实施方式中,将所述水相从所述第三倾析器馈送至第七蒸馏塔,并通 过蒸馏在所述第七蒸馏塔的底部形成用于回收和/或再循环的水并在顶部形成含糠醛的水 或形成用于通过侧边装置转移的含糠醛的水,并将含水的糠醛馈送至所述第三倾析器。
[0055] 本发明的设备和方法提供了若干优势。可以使用安全评级为无毒的萃取剂来分离 化学物质,这使得处理和相关程序变得更简单。
【附图说明】
[0056] 现将结合优选实施方式并参考附图来更详细地描述本发明,在附图中,
[0057]图1显示了用于分离化学物质的过程的实例;
[0058]图2显示了用于分离化学物质的过程的实例,其中还使用了糠醛;
[0059]图3显示了在第一蒸馏条件下形成甲酸己酯的实例;
[0060]图4显示了在第一蒸馏条件下形成乙酸己酯的实例;
[0061]图5显示了在第一蒸馏塔中一定量己醇的行为的实例;
[0062]图6显示了实施例2的分离过程的流程图;和 [0063]图7显示了示例性方法流程图。
【具体实施方式】
[0064] 以下【具体实施方式】通过实例来呈现。即使说明书中在不同地方可能会提到"一个" 实施方式或多个实施方式,但这不一定意味着每次都是指相同的一个或多个实施方式或者 该特征仅适用于一个实施方式。不同的实施方式的各个特征还可以组合,以使得能够实现 其他实施方式。
[0065] 术语"共沸混合物"是指气体和液体组成在相平衡中相同的物质混合物。共沸混合 物对应于沸腾温度等压线或蒸气压力等温线中的极值点(极小值、极大值或鞍点)。
[0066]术语"共沸蒸馏"是指共沸混合物的蒸馏,或处理过程中加入了共沸混合物形成组 分("共沸剂")的蒸馏。
[0067] 术语"萃取蒸馏"是指这样一种蒸馏:其中,在实际的进料流之上,将在相对高的温 度下沸腾的完全可溶的共沸混合物形成组分("共沸剂")加入蒸馏塔。
[0068] 而且,萃取本身是指将混合物中的所需物质溶于溶剂中而其余物质不溶于该溶剂 中的过程。在混合物中,各物质完全相互混合,但这些物质在混合物中彼此不发生化学反 应,即使混合物本身可能包含化学反应的最终产物。
[0069] 术语"非均相共沸混合物"是指除了气相之外还存在有两种液相的共沸混合物。
[0070] 术语"非均相共沸蒸馏"是指非均相共沸混合物的蒸馏或处理过程中加入了非均 相共沸混合物形成组分("共沸剂")的蒸馏。
[0071] 术语"非均相共沸萃取蒸馏"是指非均相蒸馏和萃取蒸馏的组合。要添加的在相对 高的温度下沸腾的组分对于混合物中要分离的在较低温度下沸腾的一种或多种组分是选 择性的且完全不溶的,并且与任一种其余组分形成共沸混合物。
[0072] 术语"反应性蒸馏"(RD)是指催化性化学反应和蒸馏(反应物和产物的分馏)在单 个设备中同时出现。
[0073]塔是管状的直立构造物,其中,送入塔中的物质完全混合在一起。这种塔可以用于 利用流体的流动来将不同的流体彼此分离。常见的应用领域是化工领域。该塔本身是本领 域的技术人员已知的。
[0074] 图1显示了用于分离化学品的装置,包括第一蒸馏塔100,该蒸馏塔100包括至少一 种蒸馏条件。塔广泛用于萃取和蒸馏中,而在本文中蒸馏塔100的目的是通过非均相共沸萃 取蒸馏来降低进料中的水含量。
[0075] 第一蒸馏塔100接收包含水和至少一种有机酸的混合物以及至少一种萃取剂。有 机酸可以指一种有机酸或混合在一起的多于一种有机酸。萃取剂也可以指一种萃取剂或混 合在一起的多于一种萃取剂。所述萃取剂包括己醇、己醇与所述至少一种有机酸的酯、和/ 或2-甲基戊醇。在此方面,己醇还指正己醇。第一蒸馏塔100通过侧边装置102接收所述混合 物和一种或多种萃取剂。可将萃取剂馈送至第一蒸馏塔100的上部。侧边装置102通常指侧 边馈送装置。侧边馈送装置可以是侧边进口装置和/或侧边出口装置,其中,进入塔的物质 馈送或离开塔的物质馈送可以在不通过顶部或底部的其他位置进行。顶部是塔的最上部, 底部是塔的最下部。
[0076] 第一蒸馏塔100使己醇和/或2-甲基戊醇各自与所述至少一种有机酸以不控制其 间化学反应的方式发生反应,在该情况下,所述自由出现的化学反应可以产生化学产物。由 此使萃取剂能够与一种或多种有机酸反应,从而产生带有这些组分的反应产物,并使这些 组分形成平衡混合物。令人惊奇的是,这些反应是平衡受限的,根据选定的操作温度,第一 蒸馏塔100整体的状态进入并保持反应平衡态。例如,有机酸与己醇产生酯。但是,足够令人 惊奇的是,这些酯还充当萃取剂,这也是为什么无需控制反应的原因。因此,仅一种或多于 一种酯还可以充当萃取剂。
[0077] 即使用己醇、己醇的酯和/或2-甲基戊醇作为萃取剂来代替现有技术中使用的糠 醛,上述过程也会产生与基于糠醛的方法相同的化学品和功能。因此,所述过程还产生混合 酸、水和有机酸,其会在该过程中再次使用,且/或凭借其自身的品质而作为产品销售。 [0078]当使用己醇、己醇的酯和/或2-甲基戊醇作为萃取剂时,其优势为例如该萃取剂不 被划分为毒性物质。在该过程中处理毒性物质要求结构和操作上特殊的装置,以使操作该 过程的人和环境不会暴露于这些毒性物质,这使得该过程的处理设备和运行更为复杂。
[0079] 基于反应辅助的非均相共沸萃取蒸馏,第一蒸馏塔100在其顶部104形成水和萃取 剂的非均相共沸混合物,第一蒸馏塔1〇〇通过其顶部104将该共沸混合物移除。反应辅助的 非均相共沸萃取蒸馏还可以称作反应性非均相共沸萃取蒸馏。该共沸混合物的沸腾温度低 于第一蒸馏塔1〇〇中任何其他物质组分的沸腾温度,并且该共沸混合物作为馏出物上升离 开第一蒸馏塔100。
[0080] 在反应性蒸馏(RD)中,催化性化学反应和蒸馏(反应物和产物的分馏)在单个设备 中同时出现。反应性蒸馏属于所谓的"过程强化技术"。从反应工程学的角度考虑,该处理设 施可以归类为两相反流固定床催化反应器。这使得水能够与有机酸分离,而有机酸留在第 一蒸馏塔100中并转移到其他过程或再循环等。由于所关注的混合物是共沸混合物,一些萃 取剂还与水一起被移除。
[0081 ] 第一蒸馏塔100可以在例如0.2巴~2.5巴的压力下运行。在一个实施方式中,压力 为1巴。在一个实施方式中,第一蒸馏塔100具有真空。在第一蒸馏塔100中,加工温度可以是 例如40°C~200°C。重质物质和/或固体物质可以从第一蒸馏塔的底部101移除。从底部101 移除的物质可以例如进行销毁。
[0082]在一个实施方式中,重质组分可以是进料杂质,其可以从第一蒸馏塔100的底部 101移除。
[0083]在一个实施方式中,有机酸包括甲酸和乙酸中的至少一种。充当萃取剂的酯在这 些酸与己醇反应时形成,因此在此情况下可以指例如:在例如己醇与乙酸反应时形成的乙 酸己酯,和在例如己醇与甲酸反应时形成的甲酸己酯。
[0084]例如,可使己醇与甲酸和乙酸反应并与这些组分形成酯,并可使这些组分形成平 衡混合物。令人惊奇地发现,水、己醇、乙酸己酯和甲酸己酯之间的反应是平衡受限的,根据 选定的操作温度,第一蒸馏塔100整体的状态进入并保持反应平
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