一種分離甲醇-水混合物的方法
2024-01-30 09:33:15 3
一種分離甲醇-水混合物的方法
【專利摘要】本發明提供一種分離甲醇-水混合物的方法，將甲醇-水混合物首先經過精餾塔濃縮至質量分數90%以上，再通過高吸水樹脂脫水，最終得到質量分數99.95%以上的甲醇產品。將吸水後的高吸水樹脂再生後循環使用。本發明的新方法工藝簡單，操作時間短，能有效降低無水甲醇製備過程中的能耗和生產成本。
【專利說明】—種分離甲醇-水混合物的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於甲醇-水混合物的分離【技術領域】，特別涉及一種分離甲醇-水混合物的方法。
【背景技術】
[0002]甲醇是化工行業中重要的有機溶劑和合成原料，被廣泛應用於醫藥、農藥、電子、航天等領域。近年來，隨著人們環保意識的提高，甲醇與汽油混合成不同用途的新型燃料備受關注。因此甲醇的需求量非常大，甲醇廢水的回收處理也成為熱點問題，尤其是低濃度的甲醇廢水。學術界和工業上對低濃度甲醇廢水的回收問題進行了深入的研究。
[0003]傳統技術中，中國專利CN1821200A採用普通精餾分離回收質量分數為7%_8%的甲醇廢水，在回流比為3-4時才能得到質量分數99.8%的甲醇，能耗較大。W.霍芬等人(CN101084176A)採用多級蒸發的方法從廢水中回收甲醇。該方法優選3_5個蒸發級，每個蒸發級包括蒸餾塔蒸發器及其附屬設備，第一蒸發級操作壓力400-700kPa，最後一級80-150kPa，最終得到純度95%的甲醇。該方法的生產工藝複雜，裝置繁瑣，控制點較多，不利於工業化的生產。有機合成試劑製備手冊(第二版，2005年，P341)公開了一種以乙酸乙酯為共沸劑，通過甲醇-水-乙酸乙酯形成三元共沸物進行脫水，該方法雖然能得到99.9%的甲醇，但引入了乙酸乙酯，而 且三元共沸物的帶水量僅有6.7%，乙酸乙酯與甲醇為均相共沸，生產過程中不但乙酸乙酯的用量大，而且甲醇有損失，該方法只適用於處理含水量小的甲醇廢水。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於克服上述技術中的不足，提供一種產品純度高，能耗低，處理效果好，生產成本低的分離甲醇- 水混合物的方法。
[0005]甲醇與水的沸點差異較大，而且二者無共沸現象，通過普通精餾可以實現分離目的，但想得到質量分數大於99.95%的甲醇，需要的回流比較大，而大回流比是以增加能耗為代價的。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:
[0006]一種分離甲醇-水混合物的方法，所述方法包括以下步驟:將質量分數≤50%的低濃度的甲醇-水混合物首先進入精餾塔經過普通精餾後得到質量分數90%以上的甲醇濃溶液；然後將甲醇濃溶液與高吸水樹脂以一定的質量比混合後進一步脫水，得到高純度甲醇廣品；最後將吸水後的聞吸水樹脂再生後循環使用。
[0007]所述精懼塔理論板數為8-15,進料位置為第5-10塊理論板處，回流比為1.0-2.0。
[0008]所述甲醇濃溶液與高吸水樹脂的質量比為(1.0-5.0):1，接觸時間為30min-120min，接觸溫度為 20°C -40°C。
[0009]優選地，所述甲醇濃溶 液與高吸水樹脂的質量比為(2.0-4.0):1，接觸時間為30min-90min，接觸溫度為 25°C -35°C。
[0010]所述聞吸水樹脂是聚丙稀酸系聞吸水樹脂。[0011]優選地，所述高吸水樹脂是聚丙烯酸鈉高吸水樹脂。
[0012]所述吸水後的高吸水樹脂的回收處理方法是將所述吸水後的高吸水樹脂浸入質量分數為20%_30%的氯化鈉溶液中，靜置10min-50min後，濾出乾燥，可循環使用。
[0013]本發明具有的優點和積極效果是:
[0014]所述聚丙烯酸鈉高吸水樹脂具有很強的吸水性能、有效持續性和使用安全性。實驗測得，聚丙烯酸鈉高吸水樹脂對蒸餾水的吸水倍率是1050g/g，對0.9%的氯化鈉溶液的吸水倍率是95g/g，30min內吸水量即可達到飽和吸水量的85%以上。吸水後的高吸水樹脂浸入濃鹽溶液中脫水再生，乾燥後即可重複使用。聚丙烯酸鈉高吸水樹脂可重複使用8-10次。
[0015]本發明所述方法首先將低濃度甲醇-水混合物通過普通精餾濃縮至90%以上，再利用高效環保的聚丙烯酸鈉高吸水樹脂進一步脫水製得質量分數99.95%以上甲醇產品，而利用聚丙烯酸鈉高吸水樹脂進一步脫水的過程中基本不消耗能量。與中國專利CN1821200A相比，處理等量的甲醇-水混合物時本發明的新方法能耗僅為該技術的50% ;與W.霍芬等人公開的方法相比，本發明的新方法在常壓下即可完成整個精製過程，工藝簡單，操作時間短；與有機合成試劑製備手冊(第二版，2005年，P341)公開的方法相比，本發明的新方法不引入其他有機溶劑，對環境更友好，顯著降低生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1表示本發明中的精餾塔。
[0017]圖中，T-精餾塔；F_精餾塔的原料進 料口；P-精餾塔的塔頂出料口 ；S_精餾塔塔釜出料口 ； 1-塔釜再沸器；2-塔頂冷凝器。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0019]實施例1
[0020]IOOOkg甲醇-水混合物(甲醇質量分數10%)從第5塊理論板進入裝有8塊理論板的精餾塔內，回流比2.0，塔頂採出112kg甲醇濃溶液(甲醇質量分數90.92%)。將所得甲醇濃溶液與聚丙烯酸鈉高吸水樹脂以質量比5.0:1混合，在40°C的條件下接觸30min後濾出吸水後的高吸水樹脂，得到的甲醇質量分數為99.95%。將吸水後的高吸水樹脂浸入濃度為25%的氯化鈉溶液中，IOmin後過濾乾燥，經過再生處理的高吸水樹脂可重複使用。
[0021]實施例2
[0022]IOOOkg甲醇-水混合物(甲醇質量分數15%)從第6塊理論板進入裝有10塊理論板的精餾塔內，回流比1.5，塔頂採出160kg甲醇濃溶液(甲醇質量分數93.68%)。將所得甲醇濃溶液與聚丙烯酸鈉高吸水樹 脂以質量比4.0:1混合，在35°C的條件下接觸90min後濾出吸水後的高吸水樹脂，得到的甲醇質量分數為99.97%。將吸水後的高吸水樹脂浸入濃度為30%的氯化鈉溶液中，30min後過濾乾燥，經過再生處理的高吸水樹脂可重複使用。
[0023]實施例3
[0024]IOOOkg甲醇-水混合物(甲醇質量分數20%)從第10塊理論板進入裝有15塊理論板的精餾塔內，回流比1.0，塔頂採出217kg甲醇濃溶液(甲醇質量分數92.21%)。將所得甲醇濃溶液與聚丙烯酸鈉高吸水樹脂以質量比2.0:1混合，在25°C的條件下接觸60min後濾出吸水後的高吸水樹脂，得到的甲醇質量分數為99.96%。將吸水後的高吸水樹脂浸入濃度為30%的氯化鈉溶液中，50min後過濾乾燥，經過再生處理的高吸水樹脂可重複使用。
[0025]實施例4
[0026]IOOOkg甲醇-水混合物(甲醇質量分數7%)從第8塊理論板進入裝有14塊理論板的精餾塔內，回流比1.5，塔頂採出76kg甲醇濃溶液(甲醇質量分數92.21%)。將所得甲醇濃溶液與聚丙烯酸鈉高吸水樹脂以質量比2.5:1混合，在25°C的條件下接觸120min後濾出吸水後的高吸水樹脂，得到的甲醇質量分數為99.96%。將吸水後的高吸水樹脂浸入濃度為30%的氯化鈉溶液中，40min後過濾乾燥，經過再生處理的高吸水樹脂可重複使用。
[0027]以上對本發明的較佳實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用於限定本發明的實施範圍。凡依本發明申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本發明的專利·涵蓋範圍之內。
【權利要求】
1.一種分離甲醇-水混合物的方法，其特徵在於:所述方法包括以下步驟:將質量分數(50%的低濃度的甲醇-水混合物首先進入精餾塔經過普通精餾後得到質量分數90%以上的甲醇濃溶液；然後將甲醇濃溶液與高吸水樹脂以一定的質量比混合後進一步脫水，得到聞純度甲醇廣品；最後將吸水後的聞吸水樹脂再生後循環使用。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述精餾塔理論板數為8-15，進料位置為第5-10塊理論板處，回流比為1.0-2.0。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述甲醇濃溶液與高吸水樹脂的質量比為(1.0-5.0):1，接觸時間為 30min-120min，接觸溫度為 20°C -400C0
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於:所述甲醇濃溶液與高吸水樹脂的質量比為(2.0-4.0):1，接觸時間為 30min-90min，接觸溫度為 25°C -350C0
5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特徵在於:所述高吸水樹脂是聚丙烯酸系聞吸水樹脂。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於:所述高吸水樹脂是聚丙烯酸鈉高吸水樹脂。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述吸水後的高吸水樹脂的回收處理方法是將所述吸水後的高吸水樹脂浸入質量分數為20%-30%的氯化鈉溶液中，靜置10min-50min 後，濾出乾燥,可循環使用。
【文檔編號】C07C31/04GK103435444SQ201310446638
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】張學崗, 張靜, 安喜報, 遲娜 申請人:天津科林泰克科技有限公司