甲醇、二氯甲烷和水的萃取精餾工藝方法

2023-12-03 11:40:31 1

甲醇、二氯甲烷和水的萃取精餾工藝方法
【專利摘要】本發明涉及一種分離甲醇、二氯甲烷和水的萃取精餾工藝方法。原料液從萃取精餾塔中部進料，萃取劑從萃取精餾塔的上部進料。在萃取精餾塔塔頂可以得到二氯甲烷混合液，進入分相器分相後，重相二氯甲烷產品採出，輕相水回流到萃取精餾塔中。在萃取精餾塔塔釜得到的甲醇和水的混合液進入甲醇精餾塔提純，在塔頂採出甲醇，塔釜採出高溫水，高溫水進行冷卻分流後，以符合萃取劑的進料溫度和流量要求進入萃取精餾塔，循環利用。本發明以水做萃取劑，且循環利用，減少了生產成本，並且是連續精餾萃取，提高了產量。工藝流程中冷凝器放出的熱量可以供給萃取精餾塔和/或甲醇精餾塔塔釜所需的熱量，具有顯著的實用性和經濟效益。
【專利說明】甲醇、二氯甲烷和水的萃取精餾工藝方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種甲醇、二氯甲烷和水混合物的萃取精餾工藝方法，該方法以水作 為萃取劑，並循環使用。

【背景技術】
[0002] 二氯甲燒（methylene chloride)是一種無色、透明、比水重、易揮發的液體，微溶 於水，具有溶解能力強和毒性低的優點，大量用於製造電影膠片和聚碳酸酯，在製藥工業中 作為反應介質用於製備氨苄青黴素等，還可用作塗料溶劑、金屬脫脂劑，氣煙霧噴射劑、聚 氨酯發泡劑、脫模劑、脫漆劑、石油脫蠟溶劑、有機合成萃取劑等。二氯甲烷和甲醇能形成共 沸物（甲醇含量質量分數為7.3% )，而水和二氯甲烷也能形成共沸物（水含量質量分數 1.5%)，故甲醇、二氯甲烷和水的混合物難以分離。如果不分離提純，不僅會汙染環境，而且 增加生產成本。而採用水做萃取劑並循環利用，萃取精餾甲醇、二氯甲烷和水的混合物的工 藝方法有重要意義。
[0003] CN103304373A公開了一種二氯甲烷一甲醇共沸混合物的間歇萃取精餾分離方法。 屬於二氯甲烷一甲醇共沸混合物的分離技術。該方法以丙醇、異丙醇、1，3-丙二醇、乙二醇、 叔丁醇、N，N-二甲基甲醯胺或二甲基亞碸為萃取劑，常壓或減壓下，萃取劑和該塔頂餾出物 的質量比為〇. 5:1-10:1，萃取劑的進料溫度為20-40°C，控制萃取精餾塔頂不同溫度和不 同回流比，由萃取精餾塔頂分別採出二氯甲烷產品、二氯甲烷一甲醇過渡段I、甲醇產品和 甲醇一萃取劑過渡段II ;當加熱釜的萃取劑組成達到要求時，將萃取劑泵入高位儲槽，力口 料進行下批間歇萃取精餾分離。此分離工藝過程複雜，控制繁瑣，且不能實現連續性操作， 故需要進行改進。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的在於提供一種甲醇、二氯甲烷和水的萃取精餾分離工藝。該方法分 離出的甲醇、二氯甲烷產品純度高，且萃取劑可以循環利用，減少了生產成本，具有顯著的 實用性和經濟效益。
[0005] 為達此目的，本發明採用以下技術方案：
[0006] -種分離甲醇、二氯甲烷和水的萃取精餾工藝方法，所述工藝方法包括以下步 驟：
[0007] 1)原料液從萃取精餾塔中部加入，作為萃取劑的水從萃取精餾塔上部加入，塔頂 得到二氯甲烷混合液，塔釜得到甲醇和水的混合液；
[0008] 2)萃取精餾塔塔頂得到的二氯甲烷混合液進入分相器中進一步分離提純，得到重 相二氯甲烷採出，輕相水回流到萃取精餾塔繼續萃取精餾；
[0009] 3)萃取精餾塔塔釜得到的甲醇和水的混合液進入甲醇精餾塔，其塔頂採出甲醇， 塔釜得到高溫水；
[0010] 4)高溫水通過冷凝器降溫，再通過第二分流器分流出作為萃取劑的水，並回流到 第一分流器，進入萃取精餾塔進行萃取精餾。
[0011] 所述"高溫水"是指甲醇精餾塔塔釜得到的水的溫度為101 °C左右。
[0012] 從第一分流器分流出的水不能滿足萃取精餾塔的需要時，通過第一分流器補充補 給水，與來自第二分流器的水一同進入萃取精餾塔作為萃取劑，從而形成整個工藝流程的 連續操作過程。
[0013] 步驟1)所述二氯甲烷混合液中二氯甲烷的質量分數為95?99%，優選95%。例 如可選擇 95. 02%，95. 3%，95. 8%，96. 4%，97%，97. 2%，98%，98. 7%等。
[0014] 所述萃取精餾塔的進料溫度為20?30 °C，優選25 °C。例如可選擇20.01 °C， 20. 34°C，2rC，22. 67°C，23. rC，23. 48°C，25. 04°C，25. 9°C，27. 3°C，28. 5°C，29. 7°C等。所 述進料溫度是指進入萃取精餾塔的萃取劑和原料液的溫度。
[0015] 進入萃取精餾塔的萃取劑與原料液的質量比為0. 34?1。例如可選擇0. 35,0. 38， 0· 42,0· 5,0· 58,0· 63,0· 8,0· 95 等。
[0016] 所述萃取精餾塔的塔板數為44塊，原料液從第18塊塔板進料，萃取劑從第8塊塔 板進料。
[0017] 所述萃取精餾塔的回流比為0. 3?1. 5。例如可選擇0. 32,0. 45,0. 58,0. 7,0. 95， 1. 14,1. 3,1. 48 等。
[0018] 所述萃取精餾塔的操作壓力為常壓。
[0019] 所述萃取精餾塔塔頂溫度為34?40°C，塔釜溫度為77?84°C。所述塔頂溫 度可選擇 34. 02°C，35°C，35. 4°C，37°C，38. 4°C，39. 8°C 等；所述塔釜溫度可選擇 77. 1°C， 77. 8。。，79。。，80. 6。。，82。。，83. 7。。等。
[0020] 所述分相器得到的重相二氯甲烷出料溫度為常溫，壓力為常壓。
[0021] 所述甲醇精餾塔塔板數為34塊，甲醇和水的混合物從第24塊塔板進料。
[0022] 所述甲醇精餾塔的回流比為1.2?2。例如可選擇1.21，1.34,1.4,1.48,1.53， 1. 6,1. 78,1. 94 等。
[0023] 所述甲醇精餾塔的操作壓力為常壓。
[0024] 所述甲醇精餾塔的塔頂溫度為62?69°C，塔釜溫度為96?105°C。所述塔頂溫度 可選擇 62. 2°C，63. 4°C，65°C，66. 1°C，68°C，68. 9°C 等；所述塔釜溫度可選擇 96. 4°C，97°C， 98. 7°C，99. 3°C，101. 4°C，102. 4°C，103. 6°C，104. 8°C等。
[0025] 所述冷凝器冷凝放出的熱量供給萃取精餾塔和/或甲醇精餾塔塔釜加熱用，以節 約能源。
[0026] -種分離甲醇、二氯甲烷和水的萃取精餾工藝方法，所述工藝方法工藝條件經優 化後包括以下步驟：
[0027] 1)原料液從萃取精餾塔中部加入，作為萃取劑的水從萃取精餾塔上部加入，在常 壓下進行萃取精餾，塔頂得到二氯甲烷的質量分數為95?99%的二氯甲烷混合液，塔釜得 到甲醇和水的混合液；所述萃取精餾塔的進料溫度為20?30°C;萃取劑與原料液的質量比 為0. 34?1 ;塔頂溫度為34?40°C，塔釜溫度為77?84°C ;
[0028] 2)萃取精餾塔塔頂得到的二氯甲烷混合液進入分相器中進一步分離提純，得到重 相二氯甲烷採出，輕相水回流到萃取精餾塔繼續萃取精餾；回流比為〇. 3?1. 5 ;
[0029] 3)萃取精餾塔塔釜得到的甲醇和水的混合液進入甲醇精餾塔，在常壓下進行精 餾，其塔頂採出甲醇，塔釜得到高溫水；所述甲醇精餾塔的回流比為1. 2?2 ;塔頂溫度為 62?69°C，塔釜溫度為96?105°C ;
[0030] 4)高溫水通過冷凝器降溫，再通過第二分流器分流出作為萃取劑的水，並回流到 第一分流器，進入萃取精餾塔進行萃取精餾；所述冷凝器冷凝放出的熱量供給萃取精餾塔 塔釜加熱用；通過第一分流器補充補給水，與來自第二分流器的水一同進入萃取精餾塔作 為萃取劑。
[0031] 與已有技術方案相比，本發明具有以下有益效果：
[0032] 本發明以水作為萃取劑，在常壓的萃取精餾塔中萃取精餾，得到高純度的產品二 氯甲烷和甲醇，使得二氯甲烷的收率在96%以上，質量濃度高達99. 8%，甲醇的收率高達 96%，質量濃度高達99. 9%。本發明使用廉價易得的水作為萃取劑，並循環利用，實現連續 精餾操作。較以前的以丙醇、異丙醇、乙二醇等萃取劑間歇萃取精餾甲醇、二氯甲烷混合物 的工藝方法，減少了萃取劑的成本，提高了二氯甲烷的產量。而且，冷凝器冷凝水放出的熱 量可以供給萃取精餾塔塔釜或甲醇精餾塔加熱，更節約了能源。
[0033] 本發明以水作為萃取劑，連續萃取精餾原料液，並且水循環利用，不僅得到了高純 度的產品，也提高了產品產量，充分利用了能源。該工藝具有低能耗、低汙染高回收率、高產 品純度的特點，具有顯著的實用性和經濟效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1是本發明甲醇、二氯甲烷和水混合物的萃取精餾分離方法工藝流程圖。
[0035] 圖中：1-原料液；2-萃取劑；3-補給水；
[0036] W1-甲醇和水的混合液；W2-高溫水；D1-二氯甲燒混合液；D2-輕組分甲醇；PM-重 相二氯甲烷；PW-輕相水；
[0037] 101-第一分流器；102-萃取精餾塔；103-分相器；104-甲醇精餾塔；105-第二分 流器；106-冷凝器。
[0038] 下面對本發明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發明的簡易例子，並不代 表或限制本發明的權利保護範圍，本發明的保護範圍以權利要求書為準。

【具體實施方式】
[0039] 下面結合附圖並通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0040] 為更好地說明本發明，便於理解本發明的技術方案，本發明的典型但非限制性的 實施例如下：
[0041] 本發明提供的一種甲醇、二氯甲烷和水的萃取精餾工藝方法，包括的步驟詳細描 述如下：
[0042] 如圖1所示，萃取精餾塔板數為44,甲醇精餾塔板數為34。
[0043] 1)原料液1在20?30°C下從萃取精餾塔102的約第18塊塔板進料，從第二分流 器105中循環而來的水作為萃取劑，在20?30°C下從萃取精餾塔102的約第8塊板進料， 且萃取劑與原料液的質量比在〇. 34?1之間，整個萃取精餾塔102在101. 325kPa，回流比 控制在0. 3?1. 5下操作。其中二氯甲烷的質量分數為99%的二氯甲烷混合液D1從萃取 精餾塔102塔頂流出，進入分相器103。
[0044] 2)分相器103在101. 325KPa下分相，得到的重相二氯甲烷PM採出，輕相水PW從 萃取精餾塔102的第一塊板回流繼續萃取精餾。
[0045] 3)萃取精餾塔102塔釜流出的甲醇和水的混合液W1，溫度是79°C，直接作為進料， 從甲醇精餾塔104的第24塊板進料，甲醇精餾塔104在101. 325KPa下操作，塔頂採出純度 為99. 9%的甲醇D2。
[0046] 4)甲醇精餾塔104塔釜流出高溫水W2,質量純度99. 9%，溫度101 °C，通過冷凝器 106冷卻到20?30°C，然後通過第二分流器105分流，控制符合萃取劑量的流量循環流回 第一分流器101，形成水的循環利用。
[0047] 5)冷凝器106冷凝後放出的熱量可以供給萃取精餾塔102和/或甲醇精餾塔104 塔釜加熱使用，形成能量的循環利用。
[0048] 實施例1 :
[0049] 原料液中二氯甲烷、甲醇、水的質量分數分別為60%、35%、5(%，進料量為 10000kg/h，進入萃取精餾塔的溫度為25°C ;萃取劑質量是原料液進料量的0. 34倍，進料 溫度為25°C，進入常壓操作的萃取精餾塔精餾，所述萃取精餾塔的回流比為1，塔頂溫度為 36°C，塔釜溫度為79°C。塔頂流出的高純度的二氯甲烷混合液（二氯甲烷的質量分數為 95% )在分相器中常壓，25°C條件下分相，得到質量分數99. 8%的二氯甲烷。甲醇精餾塔 在常壓下精餾甲醇和水的混合物，塔頂得到質量分數為99. 9%的甲醇，塔釜得到質量分數 為99. 9%的水，所述甲醇精餾塔的回流比為1. 2,塔頂溫度為65°C，塔釜溫度為101°C。水 經過冷凝器冷凝到25°C，通過第二分流器控制流量為3400kg/h的水回流到萃取精餾塔中， 實現連續精餾提純的工藝。冷凝器中放出的能量為萃取精餾塔塔釜加熱。
[0050] 實施例2 :
[0051] 原料液中二氯甲烷、甲醇、水的質量分數分別為70%、25%、5(%，進料量為 8000kg/h，進入萃取精餾塔的溫度為20°C ;萃取劑質量是原料液進料量的1倍，進料溫度 為20°C，流量為4000kg/h，進入常壓操作的萃取精餾塔精餾，所述萃取精餾塔的回流比為 0.3,塔頂溫度為40°C，塔釜溫度為84°C。塔頂流出的高純度二氯甲烷混合液（二氯甲烷的 質量分數為99 % )在分相器中常壓，20°C下分相，得到質量分數99. 81 %的二氯甲烷。甲 醇精餾塔在常壓下精餾甲醇和水的混合物，塔頂得到質量分數為99. 88 %的甲醇，塔釜得 到質量分數為99. 78 %的水，所述甲醇精餾塔的回流比為2,塔頂溫度為69°C，塔釜溫度為 105°C。水經過冷凝器冷凝到20°C，通過第二分流器控制流量為4000kg/h的水回流到萃取 精餾塔中，實現連續精餾提純的工藝。冷凝器中放出的能量為萃取精餾塔塔釜加熱。
[0052] 實施例3 :
[0053] 原料液中二氯甲烷、甲醇、水的質量分數分別為70%、22%、8(%，進料量為 10000kg/h，進入萃取精餾塔的溫度為30°C ;;萃取劑質量是原料液進料量的0. 6倍，進料 溫度為30°C，流量為5200kg/h，進入常壓操作的萃取精餾塔精餾，所述萃取精餾塔的回流 比為1. 5,塔頂溫度為34°C，塔釜溫度為77°C。塔頂流出的高純度二氯甲烷混合液（二氯甲 烷的質量分數為95%)在分相器中常壓，30°C條件下分相，得到質量分數99. 76%的二氯甲 烷。甲醇精餾塔在常壓下精餾甲醇和水的混合物，塔頂得到質量分數為99. 82%的甲醇，塔 釜得到質量分數為99. 9%的水，所述甲醇精餾塔的回流比為1. 6,塔頂溫度為62°C，塔釜溫 度為96°C。水經過冷凝器冷凝到30°C，通過第二分流器控制流量為5200kg/h的水回流到 萃取精餾塔中，實現連續精餾提純的工藝。冷凝器中放出的能量為萃取精餾塔塔釜加熱。
[0054] 申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的工藝方法，但本發明並不局 限於上述操作步驟，即不意味著本發明必須依賴上述操作步驟才能實施。所屬【技術領域】的 技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明所選用原料的等效替換及輔助成分的 添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護範圍和公開範圍之內。
[0055] 以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中 的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這 些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。
[0056] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特徵，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0057] 此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本 發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【權利要求】
1. 一種分離甲醇、二氯甲烷和水的萃取精餾工藝方法，其特徵在於，所述工藝方法包括 以下步驟： 1) 原料液（1)從萃取精餾塔（102)中部加入，作為萃取劑（2)的水從萃取精餾塔（102) 上部加入，塔頂得到二氯甲烷混合液（D1)，塔釜得到甲醇和水的混合液（W1); 2) 萃取精餾塔（102)塔頂得到的二氯甲烷混合液（D1)進入分相器（103)中進一步分 離提純，得到重相二氯甲烷（PM)採出，輕相水（PW)回流到萃取精餾塔（102)繼續萃取精 饋； 3) 萃取精餾塔（102)塔釜得到的甲醇和水的混合液（W1)進入甲醇精餾塔（104)，其塔 頂採出甲醇（D2)，塔釜得到高溫水（W2); 4) 高溫水（W2)通過冷凝器（106)降溫，再通過第二分流器（105)分流出作為萃取劑的 水，並回流到第一分流器（101)，進入萃取精餾塔（102)進行萃取精餾。
2. 如權利要求1所述的工藝方法，其特徵在於，通過第一分流器（101)補充補給水 (3)，與來自第二分流器（105)的水一同進入萃取精餾塔（102)作為萃取劑。
3. 如權利要求1或2所述的工藝方法，其特徵在於，步驟1)所述二氯甲烷混合液（D1) 中二氯甲烷的質量分數為95?99%，優選95%。
4. 如權利要求1-3之一所述的工藝方法，其特徵在於，所述萃取精餾塔（102)的進料溫 度為20?30°C，優選25°C ; 優選地，進入萃取精餾塔（102)的萃取劑（2)與原料液（1)的質量比為0. 34?1。
5. 如權利要求1-4之一所述的工藝方法，其特徵在於，所述萃取精餾塔（102)的塔板數 為44 ±夬，原料液⑴從第18塊塔板進料，萃取劑⑵從第8塊塔板進料； 優選地，所述萃取精餾塔（102)的回流比為0. 3?1. 5 ; 優選地，所述萃取精餾塔（102)的操作壓力為常壓； 優選地，所述萃取精餾塔（102)塔頂溫度為34?40°C，塔釜溫度為77?84°C。
6. 如權利要求1-5之一所述的工藝方法，其特徵在於，所述分相器（103)得到的重相二 氯甲烷（PM)出料溫度為常溫，壓力為常壓。
7. 如權利要求1-6之一所述的工藝方法，其特徵在於，所述甲醇精餾塔（104)塔板數為 34塊，甲醇和水的混合物（W1)從第24塊塔板進料； 優選地，所述甲醇精餾塔（104)的回流比為1. 2?2 ; 優選地，所述甲醇精餾塔（104)的操作壓力為常壓； 優選地，所述甲醇精餾塔（104)的塔頂溫度為62?69°C，塔釜溫度為96?105°C。
8. 如權利要求1-7之一所述的工藝方法，其特徵在於，所述冷凝器（106)冷凝放出的熱 量供給萃取精餾塔（102)和/或甲醇精餾塔（104)塔釜加熱用。
9. 如權利要求1-8之一所述的工藝方法，其特徵在於，所述工藝方法包括以下步驟： 1) 原料液（1)從萃取精餾塔（102)中部加入，作為萃取劑（2)的水從萃取精餾塔（102) 上部加入，在常壓下進行萃取精餾，塔頂得到二氯甲烷的質量分數為95?99%的二氯甲烷 混合液（D1)，塔釜得到甲醇和水的混合液（W1);所述萃取精餾塔（102)的進料溫度為20? 30°C ;萃取劑（2)與原料液（1)的質量比為0. 34?1 ;塔頂溫度為34?40°C，塔釜溫度為 77 ?84。。； 2) 萃取精餾塔（102)塔頂得到的二氯甲烷混合液（D1)進入分相器（103)中進一步分 離提純，得到重相二氯甲烷（PM)採出，輕相水（PW)回流到萃取精餾塔（102)繼續萃取精 餾；回流比為0.3?1.5; 3) 萃取精餾塔（102)塔釜得到的甲醇和水的混合液（W1)進入甲醇精餾塔（104)，在常 壓下進行精餾，其塔頂採出甲醇（D2)，塔釜得到高溫水（W2);所述甲醇精餾塔（104)的回流 比為1. 2?2 ;塔頂溫度為62?69°C，塔釜溫度為96?105°C ; 4) 高溫水（W2)通過冷凝器（106)降溫，再通過第二分流器（105)分流出作為萃取劑 的水，並回流到第一分流器（101)，進入萃取精餾塔（102)進行萃取精餾；所述冷凝器（106) 冷凝放出的熱量供給萃取精餾塔（102)塔釜加熱用；通過第一分流器（101)補充補給水 (3)，與來自第二分流器（105)的水一同進入萃取精餾塔（102)作為萃取劑。
【文檔編號】C07C29/84GK104098431SQ201410364803
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】李春利, 王洪海, 李月, 餘迎新, 王榮良 申請人:河北工業大學