连续侧线精馏和加盐萃取精馏分离正丁醇和异丁醇的方法

摘要

本发明公开了一种连续侧线精馏和加盐萃取精馏分离正丁醇和异丁醇的方法，包括如下步骤:(1)原料混合物加入连续侧线精馏塔进行精馏分离，分别得到连续侧线精馏塔的第一塔顶馏分、第一侧线馏分和第一塔釜馏分；(2)在步骤（1）中，所述连续侧线精馏塔的第一侧线馏分进入萃取精馏塔中，所述萃取精馏塔对其进行萃取精馏，所述萃取精馏塔的第二塔顶馏分中含有异丁醇；所述萃取精馏塔的第二塔釜馏分中含有加盐萃取溶剂和正丁醇；(3)步骤（2）中，所述萃取精馏塔的第二塔釜馏分进入溶剂回收塔中进行精馏处理，溶剂回收塔的第三塔釜馏分中含有加盐萃取溶剂。本发明的工艺过程简单，工艺过程更简化,产品纯度高，生产成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工分离方法，特别是涉及一种连续侧线精馏和加盐萃取精馏分离正丁醇和异丁醇的方法。 

背景技术

正丁醇的主要工业制法是丙烯羰基合成法，指丙烯、一氧化碳和氢气经钴或铑催化剂羰基合成反应生成正丁醛和异丁醛，经加氢得正丁醇和异丁醇。异丁醇的生产主要是来源于丁醇或辛醇装置的副产物。一些小型正丁醇生产厂家的通常做法是采用精馏法提取正丁醇，而将异丁醇等杂质直接燃烧后排入大气，由此造成资源的严重浪费和环境的污染。 

正丁醇主要用于生产丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯，约占丁醇消费总量的40%。当前我国正丁醇的下游衍生物产品的开发与国外存在较大差距，在技术与市场方面受制于国外，制约了正丁醇市场的发展。异丁醇在国内主要用于生产DIBP，占总量的50%～62%。近几年，国内羰基合成醇的生产装置纷纷通过优化，力争多产正丁醛，而异丁醇生产原料异丁醛的产量较少。因此，充分利用正丁醇生产过程中的副产物，有效开发高纯度的异丁醇成了当务之急。 

目前缺乏一种工艺过程更简化、分离效率更高、产品纯度更高的分离正丁醇和异丁醇的方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺过程简化、分离效率更高和产品纯度更高的连续侧线精馏和加盐萃取精馏分离正丁醇和异丁醇的方法。 

为了实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：一种连续侧线精馏和加盐萃取精馏分离正丁醇和异丁醇的方法，包括如下步骤； 

(1)原料混合物加入连续侧线精馏塔进行精馏分离，分别得到连续侧线精馏塔的第一塔顶馏分、第一侧线馏分和第一塔釜馏分；所述第一侧线馏分含有正丁醇和异丁醇； 

(2)在步骤（1）中，所述连续侧线精馏塔的第一侧线馏分进入萃取精馏塔中，所述萃取精馏塔对其进行萃取精馏，分别得到萃取精馏塔的第二塔顶馏分和第二塔釜馏分； 

所述萃取精馏塔的第二塔顶馏分中含有异丁醇；所述萃取精馏塔的第二塔釜馏分中含有 加盐萃取溶剂和正丁醇； 

(3)在步骤（2）中，所述萃取精馏塔的第二塔釜馏分进入溶剂回收塔中进行精馏处理，得到溶剂回收塔的第三塔顶馏分和溶剂回收塔的第三塔釜馏分； 

所述溶剂回收塔的第三塔顶馏分中含有正丁醇，溶剂回收塔的第三塔釜馏分中含有加盐萃取溶剂，所述加盐萃取溶剂流入萃取精馏塔进行循环使用。 

进一步地，所述步骤（1）中，所述的混合物中正丁醇和异丁醇的质量百分比为80.0%～85.0%；所述正丁醇和异丁醇占第一侧线馏分的质量百分比为99.0%；所述连续侧线精馏塔的第一塔釜馏分中含有重尾馏分；所述步骤（2）中的异丁醇占第二塔顶馏分的质量百分比为99.47%。 

进一步地，所述步骤（1）中，所述连续侧线精馏塔内的压力为常压，连续侧线精馏塔的塔顶温度为70.1℃～71.6℃，连续侧线精馏塔的塔釜温度为160.0℃～162.5℃，连续侧线精馏塔的回流比为4～7。 

更进一步地，所述步骤（2）中，所述萃取精馏塔内的压力为常压，萃取精馏塔的塔顶温度为106.5℃～107.3℃，萃取精馏塔的塔釜温度为124.0℃～126.5℃，萃取精馏塔的回流比为4～7。 

进一步地，所述步骤（3）中，溶剂回收塔内的压力为常压，溶剂回收塔的塔顶温度在117.0℃～118.1℃，溶剂回收塔的塔釜温度在211℃～212.3℃，溶剂回收塔的回流比在2～3。 

进一步地，所述步骤（2）中，加盐萃取溶剂与萃取精馏塔的第一侧线馏分的质量比为4:1；所述加盐萃取溶剂包括甘油和钾盐，所述加盐萃取溶剂中的钾盐与甘油的质量比为1：19。 

更进一步地，所述钾盐为醋酸钾或氯化钾或硝酸钾中的至少一种。 

进一步地，所述步骤（1）中，对连续侧线精馏塔的塔釜进行加热，采用连续进料方式，控制混合物的进料量为10Kg/h； 

连续侧线精馏塔中，第一塔顶馏分的出料量为1.8Kg/h，第一侧线馏分的出料量为8.0Kg/h，第一塔釜馏分的出料量为0.2Kg/h； 

所述连续侧线精馏塔的回流比6～7； 

连续侧线精馏塔的理论塔板数为49，混合物的进料位置在第21块塔板处， 

连续侧线精馏塔得到沸程为70.1℃～71.6℃的第一塔顶馏分，连续侧线精馏塔得到沸程为113.8℃～115.2℃的第一侧线馏分，连续侧线精馏塔得到沸程为160.0℃～162.5℃的第一塔釜馏分； 

连续侧线精馏塔的第一塔顶馏分中含有正丁醛和异丁醛，所述正丁醛和异丁醛占第一塔 顶馏分的质量百分比为93.0%。 

进一步地，所述步骤（2）中，经连续侧线精馏塔预处理后，控制萃取精馏塔的第一侧线馏分的进料量为8.0Kg/h，萃取精馏塔的加盐萃取溶剂的进料量为32.0Kg/h； 

萃取精馏塔的第二塔顶馏分的出料量为1.5Kg/h，萃取精馏塔的第二塔釜馏分的出料量为38.5Kg/h； 

所述萃取精馏塔的回流比为4～5； 

萃取精馏塔的理论塔板数为48，第一侧线馏分进入萃取精馏塔位置在第29块板，加盐萃取溶剂的进料位置在第8块板。 

更进一步地，所述步骤（3）中，控制萃取精馏塔的第二塔釜馏分传递到溶剂回收塔作为其进料，所述进料位置在第18块板，所述进料量为38.5Kg/h； 

所述溶剂回收塔的第三塔顶馏分的出料量为6.5Kg/h，所述第三塔釜馏分的出料量为32Kg/h。 

有益效果：本发明的工艺过程简单，分离效率高，产品纯度高，生产成本低。与传统的正丁醇和异丁醇分离工艺相比，本发明将普通精馏工艺改为连续侧线精馏与加盐萃取精馏的工艺。采用连续侧线精馏塔进行预处理的混合物，能够得到高纯度正丁醇和异丁醇，传统工艺需要两个精馏塔才能完成此任务，本发明仅需要一个连续侧线精馏塔就可以得到多个沸程的馏分，能够得到高纯度的正丁醇和异丁醇馏分。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图； 

其中：1混合物；2第一塔顶馏分；3第一侧线馏分；4第一塔釜馏分；5第二塔顶馏分；6第二塔釜馏分；7第三塔顶馏分；8第三塔釜馏分；T1连续侧线精馏塔；T2萃取精馏塔；T3溶剂回收塔。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述，所述的实施例有助于对本发明的理解和实施，并非构成对本发明的限制，实施本发明，除具体实施例中所涉及的物料和精馏操作条件外，本领域技术人员还可以根据不同的分离目的对其进行等同或等效变换。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。 

实施例1 

如图1所示，所述连续侧线精馏塔T1、萃取精馏塔T2和溶剂回收塔T3均为填料塔，所述塔内径均为57cm，采用Φ3*3不锈钢θ环填料，该填料塔的等板高度HETP为27mm，塔釜采用调压器控制电阻丝加热，也可采用电加热或导热油加热，通过气相色谱仪对原料和各馏分进行定量和定性分析。 

本实施例的连续侧线精馏和加盐萃取精馏分离正丁醇和异丁醇的方法，包括如下步骤； 

（1）对连续侧线精馏塔T1的塔釜进行加热，混合物1中正丁醛、异丁醛、正丁醇、异丁醇、重尾馏分占混合物的质量百分比分别为12.81%、4.15%、64.8%、16.31%和1.93%；正丁醇沸点为117.7℃，异丁醇沸点为107℃，正丁醛沸点为75.7℃，异丁醛沸点为64℃；将混合物1加入连续侧线精馏塔T1进行精馏分离，采用连续进料方式，控制原料混合物1的进料量为10Kg/h；连续侧线精馏塔T1中，第一塔顶馏分2的出料量为1.8Kg/h，所述连续侧线精馏塔T1的回流比为6； 

连续侧线精馏塔T1的理论塔板数为49，混合物1的进料位置在第21块塔板处，侧线出料位置在第37块塔板处，所述连续侧线精馏塔T1内的压力为常压，连续侧线精馏塔T1的塔顶温度为71.6℃，连续侧线精馏塔T1的塔釜温度为162.5℃。 

所述连续侧线精馏塔T1的第一塔顶馏分2的出料量为1.8Kg/h，所述第一侧线馏分3的出料量为8.0Kg/h，第一塔釜馏分4的出料量为0.2Kg/h； 

第一塔顶馏分2中含有正丁醛、异丁醛和异丁醇，所述正丁醛、异丁醛和异丁醇占第一塔顶馏分2的质量百分比为70.71%、23.06%和6.23%；所述第一侧线馏分3中含有正丁醛、正丁醇和异丁醇，所述正丁醛、正丁醇和异丁醇占第一侧线馏分3的质量百分比分别为0.1%、80.92%和18.98%；所述第一塔釜馏分4中含有正丁醇和重尾馏分；所述重尾馏分为不饱和化合物；所述正丁醇和不饱和化合物占第一塔釜馏分4的质量百分比为3.2%和96.8%。 

(2)经连续侧线精馏塔T1预处理后，所述连续侧线精馏塔T1的第一侧线馏分3进入萃取精馏塔T2中，控制萃取精馏塔T2的第一侧线馏分3的进料量为8.0Kg/h，萃取精馏塔T2的加盐萃取溶剂的进料量为32.0Kg/h；所述萃取精馏塔T2的回流比为4；萃取精馏塔T2的理论塔板数为48，第一侧线馏分3进入萃取精馏塔T2位置在第29块板，加盐萃取溶剂的进料位置在第8块板。 

所述加盐萃取溶剂与萃取精馏塔T2的第一侧线馏分3的质量比为4:1；所述加盐萃取溶剂包括甘油和钾盐，所述加盐萃取溶剂中的钾盐与甘油的质量比为1：19；所述钾盐为醋酸钾。 

所述萃取精馏塔T2内的压力为常压，萃取精馏塔T2的塔顶温度为106.5℃，萃取精馏塔T2的塔釜温度为124℃。 

萃取精馏塔T2的第二塔顶馏分5的出料量为1.5Kg/h，萃取精馏塔T2的第二塔釜馏分6的出料量为38.5Kg/h； 

所述第二塔顶馏分5中含有正丁醛和异丁醇，所述正丁醛和异丁醇占第二塔顶馏分5的质量百分比为0.53%和99.47%；所述第二塔釜馏分6中含有正丁醇、异丁醇和加盐萃取溶剂，所述正丁醇、异丁醇和加盐萃取溶剂占第二塔釜馏分6的质量百分比分别为16.81%和0.07和 

83.12%； 

(3)控制萃取精馏塔T2的第二塔釜馏分6传递到溶剂回收塔T3作为其进料，所述溶剂回收塔T3内的压力为常压，溶剂回收塔T3的塔顶温度为117℃时，溶剂回收塔T3的塔釜温度为 

211℃，溶剂回收塔T3的回流比为2。溶剂回收塔T3的理论塔板数为29，所述进料位置在第18块板，所述进料量为38.5Kg/h； 

所述溶剂回收塔T3的第三塔顶馏分7的出料量为6.5Kg/h，所述第三塔釜馏分8的出料量为32Kg/h；所述溶剂回收塔T3的第三塔顶馏分7和第三塔釜馏分8； 

第三塔顶馏分7含有正丁醇、异丁醇和加盐萃取溶剂；所述正丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为99.57%，异丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为0.41%，加盐萃取溶剂占第三塔顶馏分7的质量百分比为0.02%。溶剂回收塔T3的第三塔釜馏分8中含有加盐萃取溶剂，所述加盐萃取溶剂流入萃取精馏塔T2进行循环使用。 

本实施例的萃取精馏塔T2和溶剂回收塔T3的温度较低，可避免高沸点杂质进入第二塔顶馏分5或者第三塔顶馏分7，使得第三塔顶馏分7中的正丁醇和第二塔顶馏分5中的异丁醇的纯度得到提高。 

实施例2 

如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述步骤（1）中，所述连续侧线精馏塔T1内的压力为常压，连续侧线精馏塔T1的塔顶温度为70.8℃，连续侧线精馏塔T1的塔釜温度为160.7℃。此时第一塔顶馏分2中正丁醛占第一塔顶馏分2的质量百分比为70.98%，异丁醛占第一塔顶馏分2的质量百分比为23.06%，异丁醇占第一塔顶馏分2的质量百分比为5.96%；第一侧线馏分3中正丁醛占第一侧线馏分3的质量百分比为0.04%，正丁醇占第一侧线馏分3的质量百分比为81.91%，异丁醇占第一侧线馏分3的质量百分比为19.05%；第一塔底馏分4中正丁醇占第一塔底馏分4的质量百分比为3.6%，重尾馏分占第一塔底馏分4的质量百分比为96.4%。所述重尾馏分为不饱和键的基团； 

所述步骤（2）中，所述萃取精馏塔T2内的压力为常压，萃取精馏塔T2的塔顶温度为117.5℃，萃取精馏塔T2的塔釜温度为125.1℃，萃取精馏塔T2的回流比为4。 

此时第二塔顶馏分5中异丁醇占第二塔顶馏分5的质量百分比为98.68%，正丁醛占第二塔 顶馏分5的质量百分比为0.21%，正丁醇占第二塔顶馏分5的质量百分比为1.11%；第二塔底馏分6中异丁醇占第二塔底馏分6的质量百分比为0.11%，正丁醇占第二塔底馏分6的质量百分比为16.77%，加盐萃取溶剂占第二塔底馏分6的质量百分比为83.12%；所述钾盐为硝酸钾。 

所述步骤（3）中，溶剂回收塔T3内的压力为常压，溶剂回收塔T3的塔顶温度为117.5℃时，溶剂回收塔T3的塔釜温度为211.7℃，溶剂回收塔T3的回流比在2。此时第三塔顶馏分7中正丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为99.35%，异丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为0.41%，加盐萃取溶剂占第三塔顶馏分7的质量百分比为0.65%。第三塔底馏分8中为加盐萃取溶剂。 

本实施例的连续侧线精馏塔T1、萃取精馏塔T2和溶剂回收塔T3的温度居中，可提高第一塔顶馏分2、第二塔顶馏分5和第三塔顶馏分7中轻组分物质的质量百分比。所述轻组分物质为正丁醇和异丁醇。 

实施例3 

如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述步骤（1）中，所述连续侧线精馏塔T1内的压力为常压，连续侧线精馏塔T1的塔顶温度为70.1℃，连续侧线精馏塔T1的塔釜温度为160℃。此时第一塔顶馏分2中正丁醛占第一塔顶馏分2的质量百分比为70.71%，异丁醛占第一塔顶馏分2的质量百分比为23.06%，异丁醇占第一塔顶馏分2的质量百分比为5.96%。第一侧线馏分3中，正丁醇占第一侧线馏分3的质量百分比为80.92%，异丁醇占第一侧线馏分3的质量百分比为19.08%；第一塔底馏分4中，正丁醇占第一塔底馏分4的质量百分比为3.2%，重尾馏分占第一塔底馏分4的质量百分比为96.8%。所述重尾馏分为烯烃或者酮； 

所述步骤（2）中，所述萃取精馏塔T2内的压力为常压，萃取精馏塔T2的塔顶温度为107.3℃，萃取精馏塔T2的塔釜温度为126.5℃。此时第二塔顶馏分5中异丁醇占第二塔顶馏分5的质量百分比为98.21%，正丁醇占第二塔顶馏分5的质量百分比为1.79%；第二塔底馏分6中异丁醇占第二塔底馏分6的质量百分比为0.14%，正丁醇占第二塔底馏分6的质量百分比为16.97%，加盐萃取溶剂占第二塔底馏分6的质量百分百为82.89%。所述钾盐为氯化钾。 

所述步骤（3）中，溶剂回收塔T3内的压力为常压，溶剂回收塔T3的塔顶温度为118.1℃时，溶剂回收塔T3的塔釜温度为212.3℃。此时第三塔顶馏分7中正丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为99.17%，异丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为0.83%；第三塔底馏分8中正丁醇占第三塔底馏分8的质量百分比为0.27%，加盐萃取溶剂占第三塔底馏分8的质量百分比为99.73%。 

本实施例的萃取精馏塔T2和溶剂回收塔T3的温度较高，使得第二塔顶馏分5和第三塔顶馏分7中轻组分物质的质量百分比得到提高。所述轻组分物质为正丁醇和异丁醇。 

实施例4 

如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述第（2）步骤中的加盐萃取溶剂与萃取精馏塔T2的进料量的质量比为5：1，所述钾盐为氯化钾。 

异丁醇占第二塔顶馏分5的质量百分比为99.52%，正丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为99.62%。所述重尾馏分为醛； 

本实施例中降低了加盐萃取溶剂与萃取精馏塔T2的进料量的溶剂比，使得第三塔顶馏分7中的正丁醇和第二塔顶馏分5中的异丁醇的纯度得到了提高。 

实施例5 

如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述第（2）步骤中的萃取精馏塔T2的回流比为4，所述萃取精馏塔T2的理论塔板数为50，所述钾盐为醋酸钾和硝酸钾。 

异丁醇占第二塔顶馏分5的质量百分比为99.52%，正丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为99.57%。所述重尾馏分为不饱和化合物和不饱和键的基团； 

本实施例中增加了理论塔板数，使得第三塔顶馏分7中的正丁醇和第二塔顶馏分5中的异丁醇的质量百分比得到提高。 

实施例6 

如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述第（2）步骤中的所述钾盐为醋酸钾，异丁醇占第二塔顶馏分5的质量百分比为99.32%，正丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为99.51%。所述重尾馏分为不饱和化合物； 

本实施例中醋酸钾的加入可以大大减少加盐萃取溶剂的用量，使得第三塔顶馏分7中的正丁醇和第二塔顶馏分5中的异丁醇的质量百分比和纯度均得到提高。 

实施例7 

如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述第（2）步骤中的钾盐为醋酸钾和氯化钾的组合，质量比1：1，异丁醇占第二塔顶馏分5的质量百分比为99.47%，正丁醇占第三塔顶馏分7的质量百分比为99.57%。所述重尾馏分为不饱和化合物； 

本实施例中醋酸钾和氯化钾的加入可以大大减少加盐萃取溶剂的用量，使得第三塔顶馏分7中的正丁醇和第二塔顶馏分5中的异丁醇的质量百分比和纯度均得到提高。 

本发明的工艺过程简单，分离效率高，产品纯度高，生产成本低。与传统的正丁醇和异丁醇分离工艺相比，本发明将普通精馏工艺改为连续侧线精馏与加盐萃取精馏的工艺。采用连续侧线精馏塔T1进行预处理的混合物，能够得到高纯度正丁醇和异丁醇，传统工艺需要两个精馏塔才能完成此任务，本发明仅需要一个连续侧线精馏塔T1就可以得到多个沸程的馏分，能够得到高纯度的正丁醇和异丁醇。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。