一种用于混甲酚分离连续化放大生产工艺与方法与流程

本发明属于混甲酚分离与提纯，具体涉及一种用于混甲酚分离连续化放大生产工艺与方法。

背景技术：

1、在化工领域，产品的分离与提纯主要采用多级精馏方式，但是对于一些近沸点的同系物、同分异构体等混合物，很难通过精馏方法实现分离。模拟移动床效仿液相色谱技术，采用旋转阀式或者程控阀组式控制多股液流，通过吸附塔式、多柱串联方式实现分离提纯，主要用于c5-c6糖液分离、生物浸提纯行业。目前已经用于工业放大生产的主要有uop的双塔旋转阀parex工艺，法国axens的阀组eluxyl工艺，日本toray的卧式aromax工艺。1982年日本toray公司的专利us4356331a，以及1976年uop公司的专利us3969422相继公开了烷基酚吸附分离工艺，但是只停留在研究阶段，未见后续相关工业化报道。

2、混甲酚是对甲酚、间甲酚和邻甲酚的混合物，由于间甲酚、邻甲酚的沸点和熔点相近，传统的精镏法、结晶法难以分离出高纯度的间/对甲酚。虽然共沸法、萃取法、结晶法等传统工艺，可以用于分离间/对甲酚，但是这些方法不仅产生大量的废水废酸，且无法确保产品的纯度。

3、分子筛吸附法作为一种新型方式，是未来化工领域分离提纯的主流方法。该方法将分子筛作为吸附剂装填在相应的吸附装置上，选择合适的解吸剂，通过相应的工艺调控达到分离目的，最后将解吸剂脱除得到99.5%纯度以上的产品，解吸剂可以回收再利用，整个过程几乎无环境成本。目前，该工艺存在吸附剂制备和吸附分离装置设计的技术壁垒。

4、由于旋转阀式技术的门槛较高，当前的设备工艺普遍采用程控阀式。另外，基于前期的成本考虑，一般采用小型、低处理量的实验装置作为工业化生产前期指导数据的采集，循环泵作为小型实验装置的一个核心组成，在选型上受到严格限制。

5、另外，公开的文献资料中，在液固分离装置上配备在线检测设备的报道很少，eluxy工艺通过在线拉曼色谱仪检测样品纯度，但是该工艺采用的是“内源”采集，即检测设备设置在主管路中，该方法需要考虑管线高温，以及高浓度样品对检测设备的影响。模拟移动床在工业化上最成功的应用为二甲苯吸附化工分离装置，其解吸剂与原料的比值在0.5-2，目前，最新的技术为中海油设计开发的石脑油轻柴油综合利用项目重芳烃的吸附分离装置，而其他化工吸附分离上，解吸剂与原料的比值普遍都很高，即解吸剂的用量非常大，存在能耗高、效率较低的问题。综上所述，急需要发明开发出一种解决这些问题的系统与方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足、以及设备存在的问题，本发明公开了一种用于混甲酚分离连续化放大生产工艺与方法。

2、本发明为实现上述目的，所采取的技术方案为：首先针对低流量、处理温度大于120℃的小型实验装置，在循环泵选型上受限制的问题，提出“呼吸口”设计理念，解吸剂泵作为主动力，通过在解吸剂的进料通道上设计自适应调节阀，将解吸剂回返至储罐；原料泵作为辅助动力，不需要“内循环，外循环”泵。进一步，公开一种“外源”在线检测系统，接驳所述液固分离装置的出液管路上，实现监控、分析、自调节等功能，可以有效避免因温度过高、压力过大、浓度过高等问题影响分析结果；紧接着，针对解吸剂用量较大的问题，提出一种高效旋转解吸剂抽脱系统，实现解吸剂的回收，以及分离提纯间/对甲基酚产品。

3、一种用于混甲酚分离连续化放大生产系统包含固液分离系统、解吸剂脱除系统、在线检测系统、管线和阀组，所述固液分离系统采用模拟移动床装置，模拟移动床装置的产品富集液进入解吸剂脱除系统进行解析分离，在线检测系统的样品输入端通过管线连接模拟移动床装置的产品出口管路。

4、所述的解吸剂脱除系统包括旋转精馏装置和冷凝器，旋转精馏装置包含再沸器以及再沸器内部设置的旋转精馏组件、导向板、隔板和换热管。

5、所述旋转精馏组件包含旋转轮、上精馏管和下精馏管，旋转轮采用环形筛网间隔的多层填料结构，上精馏管和下精馏管分别设在旋转轮顶部和底部，上精馏管通过旋转接头连接冷凝器的导流管，下精馏管通过旋转接头连接电机的转轴，下精馏管上设置多个气孔；

6、进料管通过一个支路连接下精馏管，另一个支路连接再沸器。冷凝器上设有真空阀，冷凝器的出料口通过一个支路连接回收罐，通过回流管连接下精馏管。

7、具体地，所述固液分离系统为模拟移动床装置，包含6-24只分离柱、多通阀和阀组，控制解吸剂和混甲酚原料ab两股物料进，得到对甲酚富集液ad、间甲酚富集液bd，其中所述分离柱内装填固定相吸附填料颗粒。

8、进一步地，所述固液分离系统无需设置内外循环泵，由解吸剂d作为主要动力，驱动液流逆向流过所有分离柱，同时混甲酚原料ab也起着辅助推动作用，所述甲酚富集液ad，间甲酚富集液bd分别由调节阀控制其流量。解吸剂的回流支管上设置调节阀，用于解吸剂切流回混，自适应调整进入分离系统中的实际流量，实现“呼吸”作用，控制系统压力的平衡。

9、所述在线检测系统包含四个转向阀和四个缓冲罐，第一样品输入端、稀释液输入端的一个支路通过第一转向阀连通第一缓冲罐、第二缓冲罐，第二样品输入端、稀释液输入端的另一个支路通过第四转向阀连通第三缓冲罐、第四缓冲罐，第一缓冲罐、第二缓冲罐通过第二转向阀，第三缓冲罐、第四缓冲罐通过第三转向阀分别连通回收罐，气路输入端分别通过第二转向阀、第三转向阀连通四个缓冲罐；四个缓冲罐的样品出口分别连接检测分析仪器。

10、进一步地，所述在线检测系统由接入固液分离系统中的甲酚富集液ad、间甲酚富集液bd管路，稀释液c管路以及气路作为输入端。通过改变转向阀的位置状态，实现对所述甲酚富集液ad，间甲酚富集液bd交替采集暂存。将所述稀释液c注入相应暂存缓冲罐里对富集液进行稀释，由气路中的氮气将稀释后的样品送入检测分析设备中的检测池内进行分析。

11、进一步地，所述旋转轮由传轴带动通过电机驱动旋转。甲酚富集液ad或者bd由所述下精馏管注入，也可以由支路直接注入所述再沸器。再沸器内出液口的右侧设置隔板，右上方设有导向板，旋转精馏组件设在导向板的右侧。所述再沸器采用高温介质通过换热管换热升温。

12、通过下精馏管进入再沸器的液体换热后一部分气化，气化的液流穿过所述填料，依次经上精馏管、导流管进入所述冷凝器，未气化的液流（高沸点的甲基酚液流）在旋转轮离心力的作用下被扬起，由导向板引导至所述隔板隔室内，剩余部分回到再沸器中。

13、由支路直接注入再沸器的甲酚富集液换热后气化通过下精馏管上的气孔进入旋转轮，一部分液化为液体在离心力的作用下进入再沸器，另一部分依次经上精馏管、导流管进入冷凝器。

14、所述冷凝器采用低温介质通过冷凝管2进行换热冷凝，冷凝器可以通过真空阀调节真空度，辅助牵引气体进入。冷凝器底部的出液口收集解吸剂，同时，一部分由回流管回流至再沸器，进一步控制回收液纯度。

15、进一步地，混甲酚原料ab由固液分离系统分离出甲酚富集液ad和间甲酚富集液bd。通过所述解吸剂脱除系统，分别分离出对甲酚a纯品、粗馏分ab-1、回收液d-1，和间甲酚b纯品、粗馏分ab-2、回收液d-2。所述粗馏分ab-1，粗馏分ab-2可以作为原料ab，回收液d-1和回收液d-1可以作为解吸剂d循环使用。

16、进一步地，所述粗馏分ab-1组成为脂肪醇质量浓度为0-5wt%，对甲酚质量浓度为95-98.5%；所述粗馏分ab-2组成为脂肪醇质量浓度为0-5wt%，间甲酚质量浓度为95-99%；所述回收液d-1组成为脂肪醇质量浓度为99-99.8wt%，对甲酚质量浓度为0-0.15%；所述回收液d-2组成为脂肪醇质量浓度为99-99.8wt%，对甲酚质量浓度为0-0.15%。

17、进一步地，所述混甲酚原料ab组成为对甲酚质量浓度为34.384-35.85%，间甲酚质量浓度为63.713-64.115%。所述对甲酚富集液ad组成为对甲酚质量浓度10.22-23.14wt%，脂肪醇质量浓度为76.75-89.73wt%；间甲酚富集液bd组成组成为间甲酚质量浓度36.12-42.85wt%，脂肪醇质量浓度为56.58-63.76wt%。

18、进一步地，所述换热管中的高温媒介为蒸汽，导热油，食用油，高温硅油等；其中，控温范围为60-120℃；所述冷凝管中的低温媒介包含但不限于为水，乙二醇等一种或多种，控温范围为-10-5℃。

19、 进一步地，所述填料包含但不限于活性炭，zsm-5，sapo-34，mof，ky，bax， baky，nay，srky等；所述解吸剂d包含但不限于正脂肪醇，环脂肪醇，二乙基酮等一种或多种；所述稀释剂c包含但不限于二硫化碳，正庚烷，甲苯，二甲苯，甲醇，乙腈等。

20、进一步地，所述检测分析仪器包含但不限于紫外-可见分光光度计、拉曼光谱仪、红外光谱仪、高效液相色谱仪、气相色谱仪等。

21、一种用于混甲酚分离连续化放大生产系统的工艺方法，包含以下步骤：

22、混甲酚原料进入所述固液分离系统，以解吸剂作为主要动力，混甲酚原料作为辅助推动力驱动液流逆向流过所有分离柱，分离得到的间甲酚富集液或者对甲酚富集液进入解吸剂脱除系统；

23、间甲酚富集液或者对甲酚富集液进入所述再沸器中，在旋转轮离心力的作用下，高沸点的甲酚液流被扬起，由导向板引导至隔板一侧的隔室内，剩余部分回到再沸器中，气化的液流穿过所述填料，由导流管输送到所述冷凝器内；

24、通过真空阀调节冷凝器内部的真空度辅助牵引气化的液流，液流在冷凝器内换热冷凝后一部分通过回流管回流至再沸器中，纯品吸附剂通过冷凝器底部的出液口收集。

25、更进一步地，所述的用于混甲酚分离连续化放大生产系统的工艺方法，集连续化、集成性、在线外源分析于一体，大量脱出分离解吸剂，具有显著效果，可以广泛应用在液固分离系统、连续交换系统、模拟移动床技术中；不但适用于树脂类吸附分离系统，还适用于分子筛类吸附分离体系，在化工分离提纯领域中具有广泛的适用性和实用性。

26、本发明的有益效果：本发明公开了一种用于混甲酚分离连续化放大生产工艺与方法，提供一种“呼吸口”设计，有效解决了小型液固分离装置因处理量低操作温度高配套设备选型难等问题；提出一种“外源”在线检测系统，不需要特殊结构设计，可以有效避免过流温度、压力、浓度较高等因素影响分析结果的不足；针对解吸剂用量大的问题，提出一种解吸剂的高效抽脱系统，实现解吸剂有效回收的同时分离高纯甲基酚产品。该工艺具有连续化、科学合理等优势，在混甲酚分离放大生产中具有重大作用，在其他化工放大分离与提纯领域同样具有广泛的适用性。