一种离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法

本发明涉及精馏分离，具体涉及一种离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法。

背景技术：

1、在化学和制药行业中，苯和乙腈由于其优异性质而被广泛用作有机溶剂。在制药生产过程中，会产生大量含苯和乙腈的混合物。为了保护环境和节约资源，有必要分离和重新利用苯和乙腈。然而，苯和乙腈在大气压下形成了最小沸点的共沸物，其中苯的含量为52.9％；常规分离方法无法用于分离这种共沸物。针对这种共沸物最常见的特殊分离方法为萃取精馏。萃取精馏是从塔顶向原料液中加入第三组分(称为萃取剂或溶剂)，以改变原有组分间的相对挥发度而达到分离要求的特殊精馏方法，其要求萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与组分形成共沸液，容易回收。萃取精馏的关键技术为萃取剂的选择，传统的有机溶剂用量大、能耗高。在这种情况下，离子液体的可忽略蒸汽压、化学稳定性高、沸点高、可循环使用等优点可以弥补有机溶剂的缺陷。

2、公开号为cn109879714a的中国专利申请文献中公开了一种苯和乙腈的分离方法，其采用溶剂h2o，苯、乙腈和溶剂h2o进行精馏；三元共沸馏出液冷凝后分层，轻组分的上层有机相得到三元混合液，下层得到溶剂h2o，重组分得到乙腈；三元混合液进行二元共沸分离，得到乙腈和苯二元混合液，釜残部分得到苯，无机相得到溶剂h2o。但现有技术采用三元共沸精馏，其比萃取精馏工艺多一个分相器，操作较为复杂；同时，共沸精馏能耗相较于萃取精馏较大。

3、授权公告号为cn205874259u的中国专利申请文献中公开了一种利用离子液体分离苯-乙腈的装置，其给出了采用离子液体分离苯-乙腈的方法，但是其中的离子液体为1-己基-3-甲基双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐，其粘度大，使用成本高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中分离苯和乙腈操作复杂、能耗高的技术问题而提供一种离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：

3、一种离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，包括以下步骤：将苯和乙腈的混合物、离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐加入萃取精馏塔进行萃取精馏，塔顶得到苯产品，塔釜产物进入溶剂回收闪蒸罐闪蒸，顶部得到乙腈产品，底部得到离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐回流至萃取精馏塔进行重复使用。

4、优选地，所述萃取精馏塔具有30块理论塔板。

5、优选地，所述离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的流量为100kg/h。

6、优选地，所述苯和乙腈的混合物流量为100kg/h。

7、优选地，萃取精馏塔在常压下操作，塔顶回流比为1.4-2.6。

8、优选地，所述萃取精馏塔塔顶温度为80.04℃，塔釜温度为96.95℃。

9、优选地，所述离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐从上面第二块板加入；所述苯和乙腈的混合物从上面第20-23块板加入。

10、优选地，所述苯和乙腈的混合物中，苯和乙腈的质量比为65.5-90：10-34.5。

11、优选地，所述闪蒸的温度为150℃。

12、本发明的优点在于：

13、本发明具体采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([emim][bf4])作为萃取剂萃取精馏苯和乙腈的混合物，其工艺简单、处理量大，具有低能耗、绿色环保等优点。

14、附图说明

15、图1为本发明萃取精馏工艺流程示意图；

技术特征：

1.一种离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，其特征在于：包括以下步骤：将苯和乙腈的混合物、离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐加入萃取精馏塔进行萃取精馏，塔顶得到苯产品，塔釜产物进入溶剂回收闪蒸罐闪蒸，顶部得到乙腈产品，底部得到离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐回流至萃取精馏塔进行重复使用。

2.根据权利要求1所述的离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，其特征在于：所述萃取精馏塔具有30块理论塔板。

3.根据权利要求1所述的离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，其特征在于：所述离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的流量为100kg/h。

4.根据权利要求1所述的离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，其特征在于：所述苯和乙腈的混合物流量为100kg/h。

5.根据权利要求1所述的离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，其特征在于：萃取精馏塔在常压下操作，塔顶回流比为1.4-2.6。

6.根据权利要求1所述的离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，其特征在于：所述萃取精馏塔塔顶温度为80.04℃，塔釜温度为96.95℃。

7.根据权利要求1所述的离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，其特征在于：所述离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐从上面第二块板加入；所述苯和乙腈的混合物从上面第20-23块板加入。

8.根据权利要求1所述的离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，其特征在于：所述苯和乙腈的混合物中，苯和乙腈的质量比为65.5-90：10-34.5。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，其特征在于：所述闪蒸的温度为150℃。

技术总结
本发明公开一种离子液体萃取精馏分离苯和乙腈的方法，包括以下步骤：将苯和乙腈的混合物、离子液体1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐加入萃取精馏塔进行萃取精馏，塔顶得到苯产品，塔釜产物进入溶剂回收闪蒸罐闪蒸，顶部得到乙腈产品，底部得到离子液体1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐，离子液体1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐回流至萃取精馏塔进行重复使用。本发明具体采用离子液体1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM][BF4])作为萃取剂萃取精馏苯和乙腈的混合物，其工艺简单、处理量大，具有低能耗、绿色环保等优点。

技术研发人员：董一春,徐凤凤,杨庆春,李智伟
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22