用於通過蒸餾純化甲醇的方法

2023-05-27 08:34:11 1

專利名稱：用於通過蒸餾純化甲醇的方法
用於通過蒸餾純化甲醇的方法本發明涉及用於通過蒸餾純化粗甲醇蒸汽的方法。特別地，本發明涉及用於從粗 甲醇蒸汽中去除雜醇油的改進方法。另一方面，本發明涉及用於製備甲醇的方法。一般由包含以氫氣、一氧化碳和二氧化碳為主要組分的合成氣製備甲醇。這些氣 體在用於製備甲醇的合適的溫度和壓力下，在合適催化劑的存在下反應。在一個方案中，所 述催化劑可以是含銅催化劑，並且合適的溫度為約200°C至約300°C並且合適的壓力包括 那些為約50atm至約150atm的壓力。通常在大量蒸汽的存在下進行反應。以反應副產品 的形式形成水。然後，通常將液態形式的粗產品進行蒸餾以從水和副產品中分離甲醇。副 產品包括比甲醇沸點高的那些。通常，在反應中以副產品的形式製備雜醇油。雜醇油，也稱為雜醇，其為具有多於 兩個碳原子的醇的混合物。通常，「雜醇油」包括1-丙醇、2-丙醇、丁醇的各種異構體、戊醇 和糠醛。在典型的甲醇設備中，蒸餾柱包括用於分離水和甲醇的作為在接近柱底部進行清 洗的側餾分，所述蒸餾柱通常為低壓蒸餾柱。包含水和甲醇的該側餾分去除液態形式的雜 醇油。常規地，在蒸餾柱之前或當有多於一個柱時在第一個蒸餾柱之前，向粗甲醇中加 入通常為氫氧化鈉的弱鹼性溶液。因為若干原因而添加鹼。其提供的主要益處為降低腐蝕 速率使得能夠將碳鋼應用於設備的蒸餾部分。此外，諸如氫氧化鈉的鹼與可存在於粗甲醇 中的低濃度有機酸反應來使酸困於液態水中，並由此降低期望產品甲醇中的酸濃度。鹼在 液態水中處於溶解狀態並且其既存在於從柱底部中去除的水中也存在於雜醇油中。一旦將雜醇油以側餾分的形式去除，就通常將其進料至飽和器，所述飽和器為填 充柱。使天然氣經過飽和器柱，其從循環熱水中帶走蒸汽並且其在位於接近柱頂部的部分 從雜醇油中帶走有機物。然而，特別是由於資金和運行成本的增加，不期望在多數裝置中包 括飽和器柱。還因為在雜醇油流中存在諸如氫氧化鈉的鹼導致飽和器中的若干問題。特別 地，不能將包含諸如氫氧化鈉的鹼的雜醇油直接再循環至設備的甲醇產生部分。此外，用鹼 和有機化合物汙染的剩餘流出物能夠存在處理問題。已經嘗試進行多種建議以解決與存在雜醇油和/或需要添加鹼相關的問題來降 低蒸餾步驟的腐蝕性。實際上，關於如何處理用氫氧化鈉汙染的雜醇油的問題，工程師已經 奮鬥了多年。例如，在US 5387322中描述了用於在汽提塔中回收揮發性組分的方法。在該方法 中，用蒸汽將雜醇油分離出來以產生蒸汽的塔頂蒸汽流和分離的有機化合物，其能夠被再 循環至甲醇製備反應器。作為另一方法，在US 5063250中，在由不鏽鋼而不是常規碳鋼製造的設備中進行 蒸餾過程。由於使用不鏽鋼，因此解決了與現有技術系統腐蝕相關的問題並且不必需添加 氫氧化鈉來處理腐蝕問題。由於不添加氫氧化鈉，因此雜醇流不含氫氧化鈉，由此避免了與 用氫氧化鈉汙染雜醇油相關的問題。然而，該方法遭受多種不利因素和缺點。例如，將建築材料更換為不鏽鋼對設備成 本具有重要影響。此外，該方法意味痕量級有機酸不能「困」在液態水中並且這樣將增加產品甲醇中的汙染水平。就此而論，應當注意的是為了大多數商業目的，甲醇純度是方法的可 行性中的關鍵因素並且產品流中有機酸的任何增加都是不可接受的。在EP 0040481中描述了方法，其中在高於原料進入蒸餾柱的位置以蒸汽餾分 (vapour draw)形式去除雜醇油或者在高於進料點以液態形式去除雜醇油。在US 715119 中能夠發現相似技術。儘管這些方法可以提供某些優點，但是它們仍然遭受某些缺點。因此，期望提供與鹼相關的長期問題的另一解決方案，所述鹼存在於從常規方法 去除的雜醇油中。目前已經發現，如果以蒸汽側餾分形式去除而不以液態側餾分形式去除雜醇油能 夠避免長期以來的問題，並且在低於進料的點將所述蒸汽側餾分從蒸餾柱中取出。因此根 據本發明，其提供了由合成氣製備的甲醇粗流在蒸餾柱中的蒸餾方法，所述粗流包含雜醇 油和鹼，其中從低於進料的蒸餾柱中的點以蒸汽側餾分的形式從蒸餾柱中去除所述雜醇油 並且其中所述蒸汽側餾分基本上沒有鹼。從低於進料的點取出蒸汽側餾分的優勢在於其將基本上沒有鹼。一旦去除蒸汽就 可將其冷凝並回收液態雜醇油並且在合適的情況下將所述雜醇油再循環至甲醇製備反應 器。將基本上非揮發性的鹼保留在液相中，因此使所述鹼僅能在柱中由進料點向下移動。在一個方案中，所述鹼為氫氧化鈉。本發明的方法在設備製備中不需要使用昂貴的材料也不需要單獨的汽提塔或飽 和器來從鹼中分離雜醇油。眾所周知，在蒸餾技術中公知的是從諸如在兩塊蒸餾塔板之間的蒸汽空間取出側 餾分。儘管如此，現在未意識到能在低於給柱進料的點以蒸汽側餾分形式去除雜醇油，並且 未意識到這樣做將致使與在雜醇油中含有鹼相關的問題無實際意義。至今，所有嘗試都已 經集中在避免使用諸如氫氧化鈉的鹼從而使其不包含在雜醇油的液態側餾分中或者集中 在處理雜醇油和諸如氫氧化鈉的鹼的液態側餾分之中。能夠通過任何合適的方法進行蒸汽側餾分形式雜醇油的去除。從其它蒸餾方案中 熟知用於在蒸餾柱中取出蒸汽側餾分的方法。在一個方案中，用於去除蒸汽側餾分的方法 為包括用於消除或最小化取出存在於蒸汽中的液滴的方法的一種方法。因此在一個方案 中，將所述裝置設計為包括除霧器。這些方案對技術人員是熟知的。根據本發明的第二個方面，其提供了用於製備甲醇的方法，所述方法包括以下步 驟(a)向甲醇合成反應器提供任選具有再循環流的合成氣；(b)使合成氣在甲醇合成催化劑的存在下反應以合成粗甲醇；(c)回收粗甲醇流；(d)使所述粗甲醇與鹼性化合物接觸以中和有機酸；(e)按照本發明的第一方面的方法，對所述粗甲醇流進行蒸餾；(f)回收甲醇；以及(g)以蒸汽側餾分的形式回收雜醇油。根據本發明的優選方面，將在步驟(g)中回收的雜醇油冷凝並將液態雜醇油再循 環至步驟(a)。
權利要求
1.由合成氣製備的甲醇粗流在蒸餾柱中的蒸餾方法，所述粗流包含雜醇油和鹼，其中 從低於進料的所述蒸餾柱中的點以蒸汽側餾分的形式從所述蒸餾柱中去除所述雜醇油，並 且其中所述蒸汽側餾分基本上沒有鹼。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述鹼為氫氧化鈉。
3.用於製備甲醇的方法，其包括以下步驟(a)向甲醇合成反應器提供任選具有再循環流的合成氣；(b)使合成氣在甲醇合成催化劑的存在下反應以合成粗甲醇；(c)回收粗甲醇流；(d)使所述粗甲醇與鹼性化合物接觸以中和有機酸；(e)按照權利要求1或2所述的方法，對所述粗甲醇流進行蒸餾；(f)回收甲醇；以及(g)以蒸汽側餾分的形式回收雜醇油。
4.如權利要求3所述的方法，其中將在步驟(g)中回收的所述雜醇油冷凝並且將液態 雜醇油再循環至步驟(a)。
全文摘要
由合成氣製備的甲醇粗流在蒸餾柱中的蒸餾方法，所述粗流包含雜醇油和鹼，其中從低於進料的蒸餾柱中的點以蒸汽側餾分的形式從蒸餾柱中去除所述雜醇油並且其中所述蒸汽側餾分基本上沒有鹼。還描述了利用這種蒸餾方法製備甲醇的方法。
文檔編號C07C29/80GK102119136SQ200980131132
公開日2011年7月6日 申請日期2009年8月28日 優先權日2008年9月4日
發明者西蒙·羅伯特·厄爾利 申請人:戴維加工技術有限公司