甲缩醛-甲醇共沸体系的复合错流液液萃取分离方法

摘要

甲缩醛-甲醇共沸体系的复合错流液液萃取分离方法：原料为甲缩醛-甲醇共沸混合物，以一定配比的多元醇、水、碱形成复合萃取剂，原料与萃取剂在一定配比下，对甲缩醛甲醇溶液进行两级错流液液萃取；分层分离后，萃余液含较高纯度的甲缩醛；萃取相为复合萃取剂与甲醇；萃余液含较高纯度的甲缩醛经精制塔蒸馏后直接作为产品甲缩醛；萃取相经再生塔进行蒸馏脱甲醇处理后，复合萃取剂循环使用。优化方案的复合萃取剂为丙三醇、水、氢氧化钾混合物，质量比为9∶0.9∶0.1。与传统方法相比本发明脱甲醇效果更加明显，产品纯度更高，回收率更高，能耗更低。由于全过程复合萃取溶剂可循环使用，生产成本更低，而且不会对环境造成问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工的分离方法，特别是一种甲缩醛-甲醇共沸体系的复合错流液液萃取分离方法

背景技术

甲缩醛具有优良的理化性能，即良好的溶解性、低沸点、与甲醇相溶性好，能广泛应用于化妆品、药品、家庭用品、工业汽车用品、杀虫剂、皮革上光剂、清洁剂、橡胶工业、油漆、油墨等产品中，也由于甲缩醛具有良好的去油污能力和挥发性，作为清洁剂可以替代F11和F113及含氯溶剂，因此是替代氟里昂，减少挥发性有机物(VOCs)排放，降低对大气污染的环保产品。甲缩醛的合成方法主要有二氯甲烷法、二甲亚砜法、氯化钙法、酸催化法、一氧化碳异相催化及氯霉素副产品法，在上述方法中，二氯甲烷法、二甲亚砜法及一氧化碳异相催化均因催化剂对酸和一氧化碳不稳定或得率低而受到限制；氯化钙法因反应时间长，后处理困难，亦不利于工业化生产；目前普遍采用氯毒素副产品法和酸催化法制备甲缩醛。无论酸催化法，还是氯霉素副产品法，反应后的产物均为甲缩醛-甲醇的混合物料，存在后续分离问题，由于甲缩醛与甲醇存在共沸，共沸点41.85℃，含甲缩醛91.8％，所以采用普通精馏方式难以得到高纯度甲缩醛产品。因此针对这一共沸体系开发有效的分离工艺，不仅有利于产品纯度提高，更有利于降低能耗以及甲缩醛产品的进一步开发应用。

发明内容

本发明的目的是采用复合萃取剂，提供一种甲缩醛-甲醇共沸体系的错流液液萃取分离方法，以克服现有技术中该体系分离的困难。与传统工艺相比，新方法工艺步骤比较简单，产品质量稳定，能耗降低，原料液经液液萃取后，可一次得到99.5％以上的甲缩醛，同时复合萃取溶剂循环利用。

完成上述发明任务的技术方案是：一种甲缩醛-甲醇共沸体系的复合错流液液萃取分离方法，其特征在于，步骤如下：

(1).原料为甲缩醛-甲醇共沸混合物(含91.8％甲缩醛、8.2％甲醇)，以一定配比的多元醇、水和碱组成复合萃取剂(溶剂)，原料与萃取剂在一定配比下，对甲缩醛-甲醇溶液进行两级错流液液萃取；

(2).分层分离后，萃余液含较高纯度的甲缩醛；萃取相为复合萃取剂与甲醇；

(3).萃取相经再生塔进行普通蒸馏脱甲醇处理后，复合萃取剂循环使用。

这里所说的“一定配比的复合萃取剂”，即本发明的关键技术：以多元醇为主萃取剂，配以一定量的水及碱，目的是加大溶剂对甲醇与甲缩醛之间的选择性，进一步研究甲缩醛及甲醇在几种多元醇中分配情况，结果表明丙三醇、乙二醇、季戊四醇、木糖醇具有较好的分离效果，结合其它因素，确定丙三醇为主萃取剂较为合适，所以本发明的优化方案首选丙三醇为主萃取剂，所述的碱首选氢氧化钾。

所述的“一定配比的复合萃取剂”是指，多元醇与水、氢氧化钾的质量比为：8～10∶0.8～1.0∶0.09～0.11，最佳质量比为：9∶0.9∶0.1，研究表明与单一的多元醇萃取剂相比，复合萃取剂可以将溶剂对甲醇与甲缩醛之间的选择性相对提高10％。

所述的萃取剂与原料的“一定配比”是指，萃取剂与原料的质量比为：1∶1～3∶1，其中，最佳比例为1.5∶1。

分离过程的工艺流程见图1所示，分离过程中各装置采用优化工艺条件见表1、表2所示，分离后可得到高纯度甲缩醛。

本发明的优点：采用图1所示工艺流程和优化的工艺参数，原料为甲缩醛-甲醇混合物(含91.8％甲缩醛、8.2％甲醇)，以一定配比的复合溶剂作为萃取剂，首先经两级错流液液萃取操作，萃余相产品为纯度≥99.5％的甲缩醛，经精制塔蒸馏后可直接作为产品，萃取相为含甲醇的复合萃取剂，该产物经溶剂再生塔进行普通蒸馏脱甲醇处理，可使复合萃取溶剂得以循环使用，同时得到高纯度甲醇产品。与常规使用的分离方法相比，本方法脱甲醇效果更加明显，产品纯度更高，回收率更高(＞95％)，能耗更低。

同时，由于全过程萃取溶剂可循环使用，生产成本更低，而且不会对环境造成问题。

附图说明

图1为液液萃取分离的工艺流程。

具体实施方式

实施例1，错流液液萃取分离甲缩醛与甲醇的方法，参照图1所示工艺流程和表1、2所示工艺参数，原料①为甲缩醛与甲醇的混合液，其中甲缩醛与甲醇的质量含量分别为91.8％、8.2％，流量为5Kg/h，溶剂⑨为脱甲醇后的复合萃取剂，所述的复合萃取剂为丙三醇、水、氢氧化钾混合溶剂，其质量比为9/0.9/0.1。流量为15Kg/h，其中进入萃取釜I的S₁＝7.5Kg/h，经搅拌0.5小时(搅拌轴转速100转/分钟)、静置1小时后得到的萃余相R₁(流股②、流量4.6Kg/h)进入萃取釜II，同时进入的还有溶剂丙三醇S₂＝7.5Kg/h，经搅拌0.5小时(搅拌轴转速100转/分钟)、静置1小时后得到的萃余相R₂(流股③、流量4.5Kg/h)进入甲缩醛精制塔III，回流比控制在0.2，顶温控制在41-42℃、釜温低于50℃，塔顶采出物⑥流量为4.4Kg/h，组成为x_甲缩醛＝0.9986、x_甲醇＝0.0014，塔釜出料⑦流量为0.1Kg/h，组成为x_甲醇＝0.1454、x_甲缩醛＝0.8546，可回收利用。从萃取釜I、II中得到的萃取相分别为E₁(流股④、流量7.9Kg/h)、E₂(流股⑤、流量7.6Kg/h)，合并后进入溶剂回收塔IV，该塔为常压精馏塔，顶温40～65℃，釜温控制在小于90℃，塔顶出料⑧流量0.5Kg/h，组成x_甲醇＝0.7715、x_水＝0.0088、x_甲缩醛＝0.2197，可回收使用，塔釜出料⑨流量15Kg/h、组成x_丙三醇＝0.9002、x_水＝0.0901、x_氢氧化钾＝0.0094，可作为复合溶剂循环使用。①～⑨为流股名称(表3)。

表1萃取釜工艺条件

  工艺参数  萃取釜I  萃取釜II  搅拌时间  0.5小时  0.5小时

  工艺参数  萃取釜I  萃取釜II  静置时间  1小时  1小时  搅拌轴转速  100转/分钟  100转/分钟  操作温度  常温  常温

表2精馏塔工艺条件

  工艺参数 甲缩醛精制塔(III)  溶剂回收塔(IV)  塔顶温度(℃) 41-42  40-65  塔釜温度(℃) ＜50  ＜90  操作压力(Mpa)  0.1  0.01  回流比  0.2  1  理论板数  16  20  进料位置  7  8

表3流股说明

实施例2，与实施例1基本相同，但复合萃取剂中的丙三醇改为乙二醇。

实施例3，与实施例1基本相同，但有以下改变：

复合萃取剂中的丙三醇改为季戊四醇；

萃取剂与原料的质量比为：1∶1；

多元醇与水、氢氧化钾的质量比为：8∶0.8∶0.09。

实施例4，与实施例1基本相同，但有以下改变：

复合萃取剂中的丙三醇改为木糖醇；

萃取剂与原料的质量比为：2∶1；

多元醇与水、氢氧化钾的质量比为：10∶1.0∶0.11。

实施例5，与实施例1基本相同，但有以下改变：

复合萃取剂中的丙三醇改为乙二醇；

萃取剂与原料的质量比为：3∶1；

多元醇与水、氢氧化钾的质量比为：10∶0.8∶0.09～0.11。

氢氧化钾改为氢氧化钠。