非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法和装置，步骤为：常压下将原料加入塔釜中，同时加热至塔顶温度恒定，使塔釜和回流储罐充液，全回流操作至全塔稳定；使萃取剂从塔顶加入，继续全回流至稳定；以变回流比采出四氯化碳和水的共沸物至回流储罐中，回流储罐中部与塔身相连接，随着冷凝液的逐渐流入，冷凝下来的四氯化碳和水的共沸物分层，居于上部的水富集相由回流口回流至塔内，下部的四氯化碳富集相作为产品采出；当塔釜中的四氯化碳含量低于规定时，采用变回流比，由塔顶采出甲醇，在回流储罐内浓缩至达到浓度要求。本发明作方便，设备要求低，容易实现，成本低，降低能耗，获得四氯化碳纯度高，收率高。
【专利说明】
非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非均相间歇萃取精馏分离提纯，特别涉及一种非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法和装置。
技术背景
[0002]四氯化碳tetrachloromethane的化学结构式为:CC14。常温下为无色澄清易流动的液体，工业上有时因含杂质呈微黄色，具有芳香气味，易挥发。密度(20°C )为1.595g/cm3、熔点一 22.8°C，沸点76?TTC。四氯化碳的蒸气较空气重约5倍，且不会燃烧。四氯化碳的蒸气有毒，它的麻醉性较氯仿为低，但毒性较高。吸入人体2?4毫升就可使人死亡。四氯化碳在水中的溶解度很小，且遇湿气及光即逐渐分解生成盐酸。
[0003]四氯化碳是一种重要的有机溶剂，应用十分广泛。以往曾用作驱虫剂、干洗剂。目前主要作为化工原料，用于制造氯氟甲烷、氯仿和多种药物；作为有机溶剂，性能良好，用于油、脂肪、蜡、橡胶、油漆、浙青及树脂的溶剂；也用于作灭火剂、熏蒸剂，以及机器部件、电子零件的清洗剂等，在其生产制造及使用过程中，均有四氯化碳的接触。
[0004]在工业四氯化碳和甲醇废水中，四氯化碳能与甲醇按任意比例混溶并形成恒沸混合物甲醇的质量分数为21%，用普通的精馏方法无法回收得到高纯的四氯化碳。目前工业上主要采用的废水处理办法是用一些物理和生物的方法使废水达到排放标准，但该法会使废水中四氯化碳无法回收利用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法和装置，采用水为萃取剂，因为工业四氯化碳中含有少量水，用水为萃取剂不会引入其他杂质，且水能与四氯化碳形成非均相共沸物，较大地改变四氯化碳和甲醇的相对挥发度，分离效率高。本发明操作方便，设备要求低，容易实现，成本低，降低能耗。
[0006]本发明所述的一种非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法，包括以下步骤:
[0007]一种非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法，包括以下步骤:
[0008]常压下将原料一次性加入塔釜中，同时开始加热至塔顶温度恒定，使塔釜和回流储罐充液，全回流操作至全塔稳定；启动泵，使萃取剂水以15-25 mol/h的速度从塔顶加入，继续全回流至稳定；以变回流比采出四氯化碳和水的共沸物至回流储罐中，回流储罐中部与塔身相连接，随着冷凝液的逐渐流入，回流储罐液面随之升高，而冷凝下来的四氯化碳和水的共沸物由于互溶性小开始分层，居于上部的水富集相由回流口回流至塔内，下部的四氯化碳富集相将最终作为产品采出；当塔釜中的四氯化碳含量低于规定时，同样采用变回流比，由塔顶采出甲醇，在回流储罐内浓缩至达到浓度要求，停止加热，萃取剂水则残留在塔釜中。
[0009]所述的原料液为含有70-75%的四氯化碳、15-25%的甲醇和8_10%的水。
[0010]所述的两次全回流时间均为0.5-2小时。
[0011]所述的当塔顶温度在62-70°C，塔釜温度在68-75°C时，以回流比R= 1_5采出四氯化碳和水的共沸物至回流储罐中；当塔釜中的四氯化碳含量低于0.5%时，同样采用变回流比R = 1-4，在塔顶温度60-66°C下由塔顶采出甲醇。
[0012]非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的分离装置，包括精馏塔，精馏塔下部连接塔釜，上部通过管路连接泵，泵通过管路连接萃取剂储罐；精馏塔上部连接冷凝器，冷凝器通过管路连接回流储罐，回流储罐分别通过管路与四氯化碳产品储罐和甲醇产品储罐；冷凝器上部设置捕集器。
[0013]精馏塔外部设置保温层。
[0014]其中泵的进口与萃取剂储罐相连，泵的出口与精馏塔的塔顶相连，即使萃取剂从塔顶进料实现提馏式操作；回流储罐采用液面控制。
[0015]回流储罐上部三分之二处与塔身上部五分之四处连接。
[0016]所述的精馏塔内装不锈钢Θ环填料。所述的有效填料塔高度lm，塔柱直径30mm，内装3mm X 3mm的高效不锈钢Θ环填料。
[0017]所述的精馏塔的理论板数至少为20。
[0018]本发明的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法，具体步骤如下:
[0019]常压下将原料一次性加入塔釜中，同时开始加热至塔顶温度恒定，使塔釜和回流储罐充液，10-20分钟后进行全回流操作，0.5-2个小时至全塔操作稳定；启动泵，使萃取剂水以一定的流率15-25 mol/h从塔顶加入，继续全回流0.5_2个小时至稳定；当塔顶温度在62-70°C，塔釜温度在68-75°C时，以变回流比R = 1_5采出四氯化碳和水的共沸物至回流储罐中，回流储罐8中部与塔身相连接，随着冷凝液的逐渐流入，回流储罐液面随之升高，而冷凝下来的四氯化碳和水的共沸物开始分层，居于上部的水富集相由回流口回流至塔内，下部的四氯化碳富集相将最终作为98-99 的产品采出；当塔釜中的四氯化碳含量低于0.1%时，同样采用变回流比R= 1-4，在塔顶温度60-66°C下由塔顶采出甲醇，在回流储罐内浓缩至达到浓度要求，停止加热，萃取剂水则残留在塔釜中。
[0020]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0021]本发明提供的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法和装置，采用水为萃取剂，因为工业四氯化碳中含有少量水，用水为萃取剂不会引入其他杂质，且水能与四氯化碳形成非均相共沸物，较大地改变四氯化碳和甲醇的相对挥发度，分离效率高。
[0022]本发明操作方便，设备要求低，容易实现，成本低，降低能耗，能获得
98.0-99.0wt %的四氯化碳，收率可达80%以上，经济效益可观。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1本发明装置的结构示意图。
[0024]其中，I为精馏塔塔身，2为保温层，3为塔釜，4为泵，5为萃取剂储罐，6为捕集器，7为冷凝器，8为回流液储罐，9为四氯化碳产品罐，10为甲醇产品罐。
【具体实施方式】
[0025]本发明结合实施例进一步详细说明，但并不是对本发明做任何限制。
[0026]实施例1
[0027]非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法，具体操作步骤如下:
[0028](I)打开塔釜3进料口，加入600ml原料液，其中各组分的质量百分比如下:四氯化碳70 %、甲醇20 %、蒸馏水10 %，在萃取剂储罐5中加入300ml蒸馏水。检查各处接口是否密封好；
[0029](2)向塔顶冷凝器通入冷却水后，接通加热电源对塔釜3进行加热，塔顶温度达到56°C,保持全回流1.5h,至全塔操作稳定；
[0030](3)启动泵，使萃取剂水以20mol/h的流率从塔顶加入，继续全回流1.5h至稳定；当塔顶温度在66 ± I °C时，先后以回流比R = 1.5和R = 5分别操作30min和60min采出四氯化碳和水的共沸物至回流储罐中，回流储罐8中部与塔身相连接，随着冷凝液的逐渐流入，回流储罐液面随之升高，居于上部的水富集相由回流口回流至塔内；
[0031](4)当回流储罐中的四氯化碳浓度为98.5-99.(^1:%时,采出回流储罐中的四氯化碳富集相至四氯化碳产品灌中；
[0032](5)当塔爸3中的四氯化碳含量低于0.1 %时,先后采用回流比R = I和R = 4分别操作40min和60min,在塔顶温度64.5±0.5°C下由塔顶采出甲醇，在回流储罐内浓缩至达到浓度要求，停止加热，萃取剂水则残留在塔釜3中。
[0033]非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的分离装置为:
[0034]非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的分离装置，包括精馏塔1，精馏塔I下部连接塔釜3，上部通过管路连接泵4，泵4通过管路连接萃取剂储罐5 ;精馏塔I上部连接冷凝器7，冷凝器7通过管路连接回流储罐8，回流储罐8分别通过管路与四氯化碳产品储罐9和甲醇产品储罐10 ;冷凝器7上部设置捕集器6。
[0035]精馏塔I外部设置保温层2。
[0036]其中，泵的进口与萃取剂储罐相连，泵的出口与精馏塔的塔顶相连，即使萃取剂从塔顶进料实现提馏式操作；回流储罐采用液面控制。
[0037]回流储罐上部三分之二处与塔身上部五分之四处连接。
[0038]所述的精馏塔内装不锈钢Θ环填料。
[0039]间歇精馏塔的参数为:有效填料段高度lm，塔柱直径30mm，内装3mmX3mm的高效不锈钢Θ环填料；塔釜为100ml的三口瓶，分别插接塔体、温度计和取样管；回流比用继电器和电磁铁控制，在塔顶采样；塔釜用电加热套加热，加热功率为800W，塔身用加热保温带保温，塔上部用自来水冷凝至室温；该塔的理论板数为30。
[0040]最终得到的四氯化碳纯度为98.7wt%，收率为82% ;甲醇纯度为99.2wt%，收率为 76%。
[0041]实施例2
[0042]采用原料组成四氯化碳75%、甲醇15%、蒸馏水10%，各操作步骤同实施例1，当塔顶温度达到66±1°C时，先后以回流比R = 1.3和R = 5分别操作45min和50min，并继续实施例1中的操作至终了，最终得到的四氯化碳纯度为98.Swt%，收率为84%;甲醇纯度为99wt%，收率为72%。
[0043]实施例3
[0044]采用原料组成四氯化碳70%、甲醇22 %、蒸馏水8%，各操作步骤同实施例1，当塔顶温度达到66±1°C时，先后以回流比R = 1.8和R = 5分别操作30min和60min，并继续实施例1中的操作至终了，最终得到的四氯化碳纯度为98.5wt %，收率为83 %;甲醇纯度为
99.2wt%，收率为 75%。
[0045]上述结果表明:利用非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的结果是比较满意的，工艺操作简单、成本低、易于实现、节约能源，而且分离效率较高且获得的产品纯度高。
【权利要求】
1.一种非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法，其特征在于，包括以下步骤: 常压下将原料液一次性加入塔釜(3)中，同时开始加热至塔顶温度稳定，使塔釜(3)和回流液储罐(8)充液，全回流操作至全塔稳定；使萃取剂水以15-25mol/h的速度从塔顶加入，继续全回流至稳定；以变回流比采出四氯化碳和水的共沸物至回流液储罐(8)中，回流液储罐(8)中部与塔身相连接，随着冷凝液的逐渐流入，回流液储罐(8)液面随之升高，而冷凝下来的四氯化碳和水的共沸物由于互溶性小开始分层，居于上部的水富集相由回流口回流至塔内，下部的四氯化碳富集相将最终作为产品采出；当塔釜(3)中的四氯化碳含量低于规定时，同样采用变回流比，由塔顶采出甲醇，在回流液储罐(8)内浓缩至达到浓度要求，停止加热，萃取剂水则残留在塔釜(3)中。
2.根据权利要求1所述的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法，其特征在于，所用的原料液为含有70-75 %的四氯化碳、15-25 %的甲醇和8_10 %的水。
3.根据权利要求1所述的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法，其特征在于所述的两次全回流时间均为0.5-2小时。
4.根据权利要求1所述的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的方法，其特征在于所述的当塔顶温度在62-70°C，塔釜(3)温度在68-75°C时，以回流比R = 1_5采出四氯化碳和水的共沸物至回流液储罐(8)中；当塔釜(3)中的四氯化碳含量低于0.5%时，同样采用变回流比R = 1-4，在塔顶温度60-66°C下由塔顶采出甲醇。
5.一种权利要求1所述的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的分离装置，包括精馏塔(I)，其特征在于，精馏塔(I)下部连接塔釜(3)，上部通过管路连接泵(4)，泵(4)通过管路连接萃取剂储罐(5);精馏塔(I)上部连接冷凝器(7)，冷凝器(7)通过管路连接回流液储罐(8)，回流液储罐(8)分别通过管路与四氯化碳产品储罐(9)和甲醇产品储罐(10);冷凝器(7)上部设置捕集器(6)。
6.根据权利要求5所述的所述的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的分离装置，其特征在于，精馏塔(I)外部设置保温层(2)。
7.根据权利要求5所述的所述的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的分离装置，其特征在于，其中泵⑷的进口与萃取剂储罐(5)相连，泵(4)的出口与精馏塔⑴的塔顶相连，即使萃取剂从塔顶进料实现提馏式操作；回流液储罐采用液面控制。
8.根据权利要求5所述的所述的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的分离装置，其特征在于，回流液储罐(7)上部三分之二处与塔身上部五分之四处连接。
9.根据权利要求5所述的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的分离装置，其特征在于，所述的精馏塔(I)内装不锈钢Θ环填料。
10.根据权利要求5所述的所述的非均相间歇萃取精馏分离四氯化碳和甲醇的分离装置，其特征在于，所述的精馏塔(I)的理论板数至少为20。
【文档编号】C07C31/04GK104262079SQ201410472173
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】李哲, 师恩山, 张好翠, 刘莱琛 申请人:山东特普化工技术有限公司