專利名稱：加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法。
背景技術(shù)：
甲乙酮是一種優(yōu)良的溶劑。對各種纖維素、合成樹脂、油脂的溶解能力均很強(qiáng)，常用 作各種高分子化合物的溶劑甲乙酮在酮苯脫蠟、涂料、粘接劑、磁帶、印刷油墨、化工等 領(lǐng)域用途也非常廣泛，黑龍江石油化工廠、江蘇泰州煉油廠已先后建成年產(chǎn)萬噸級的生產(chǎn) 裝置并帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前.國內(nèi)在建的裝置還有齊魯齊翔、新疆獨(dú)山子撫順等 石化公司。在甲乙酮生產(chǎn)提純過程中，水是主要的雜質(zhì)，必須分離除去，但由于甲乙酮與 水低溫下部分互溶，蒸餾時又形成恒沸物，給甲乙酮一水體系的分離帶來了困難。
專利GB666435中介紹了萃取與精餾結(jié)合的方法分離甲乙酮和水，甲乙酮和水的混合 物通過以戊烷為萃取劑的萃取塔，萃取塔塔頂出料為甲乙酮和萃取劑混合物，塔釜得到廢 水，甲乙酮和萃取劑通過普通精餾塔精餾得到純甲乙酮，該方法存在流程復(fù)雜，萃取效率 不高的特點(diǎn)。專利GB683915中介紹了目前工業(yè)上對其分離一般采用共沸精餾的方法，即 利用甲乙酮一水共沸組成和部分互溶物中含水量的差別，先共沸精餾脫水，再冷凝分層后 有機(jī)相回流，要達(dá)到分離目的往往需要的回流量很大，從而使工業(yè)上甲乙酮一水分離的能 耗很高。而采用普通萃取精餾的方法分離甲乙酮—水，存在溶劑比較大、理論塔板數(shù)較多、 能耗較高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有工藝在甲乙酮和水分離的過程中采用共沸精餾方 法存在能耗較大，采用萃取精餾方法又存在溶劑用量較大、塔板數(shù)較多、能耗較大的問題， 提供一種新的加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法，具有分離效率高、塔板數(shù)少、能 耗低的特點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 一種加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙 酮和水的方法，包括以下步驟a)甲乙酮水溶液進(jìn)入以堿金屬氫氧化物為反應(yīng)分離劑、以 乙二醇、丙二醇或丙三醇中的至少一種為溶劑、以醋酸鹽、硝酸鹽或氯酸鹽中的至少一種
為溶劑加鹽的萃取精餾塔進(jìn)行加鹽反應(yīng)萃取精餾，^:頂采出甲乙酮，塔釜得到水、分離劑、 鹽、溶劑的混合物；b)水、分離劑、鹽、溶劑混合物進(jìn)入溶劑回收塔，塔頂餾出液為廢 水，塔釜得到含分離劑、鹽、溶劑的混合物。
在上述技術(shù)方案中，分離劑優(yōu)選方案選自氫氧化鈉、氫氧化鉀中的至少一種，溶劑加 鹽優(yōu)選方案選自醋酸鉀、醋酸鈉中的至少一種，溶劑優(yōu)選方案選自乙二醇；溶劑中含反應(yīng) 分離劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3 15%，含鹽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5 20%;溶劑中含反應(yīng)分離劑的質(zhì) 量百分?jǐn)?shù)優(yōu)選范圍為5 10%，含鹽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)優(yōu)選范圍為8 15%;萃取精餾塔的理論 塔板數(shù)為15 50，常壓或減壓下操作，溶劑比為1 5，回流比為0.2 3;溶劑回收塔的 理論塔板數(shù)為10 50，減壓操作，回流比為0.3 6。
由于甲乙酮和水形成共沸物，采用普通精餾的方法無法得到各自純的產(chǎn)物，必須采用 高級精餾方法才能分離它們。加鹽萃取精餾是在綜合分析萃取精餾和溶鹽精餾優(yōu)缺點(diǎn)的基 礎(chǔ)上發(fā)展起來的。利用溶鹽萃取劑效果好的優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)萃取精餾溶劑效果差的缺點(diǎn)，利用 萃取精餾溶劑是液體回收循環(huán)方便，工業(yè)上易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，來克服溶鹽精餾時鹽是固體 輸送困難等缺點(diǎn)。從而實(shí)現(xiàn)采用在溶劑中加鹽改進(jìn)溶劑效果、減少溶劑比、使用方便的特 點(diǎn)。反應(yīng)萃取精餾利用的一個可逆反應(yīng)是
醇金屬鹽起"載體"的作用，它與被分離體系中的水發(fā)生反應(yīng)生成醇和堿金屬的氫氧 化物，而在溶劑回收過程中醇又和氫氧化物生成醇金屬鹽和水，相當(dāng)于醇金屬鹽將體系中 的水不斷載出，而它本身不發(fā)生變化，只起著遷移水分的載體作用，吸取了分離技術(shù)中利 用載體促進(jìn)轉(zhuǎn)移的思想?？梢詳喽欲}反應(yīng)萃取精餾比單純的加鹽精餾和反應(yīng)精餾都要優(yōu) 越。
由于溶劑加鹽、分離劑后甲乙酮與水的相對揮發(fā)度增加得比單純應(yīng)用溶劑要大，從而 使得分離效果更好，萃取精餾的時候，于是溶劑比和回流比要小，因此萃取精餾塔的理論 塔板數(shù)和整個流程的能耗要小。在適宜的工藝條件下，達(dá)到相同的分離要求，加鹽反應(yīng)萃
取精餾比普通精餾的理論板數(shù)要少30%，能耗要低40%，取得了較好的效果。


圖1為加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的工藝流程示意圖。
圖l中l(wèi)為萃取精餾塔，2為溶劑回收塔，3為含堿、鹽溶劑，4為甲乙酮水溶液，5 為甲乙酮，6為水、堿、鹽、溶劑的混合物，7為廢7X， 8為含分離劑、鹽、溶劑的混合物。 含堿、鹽溶劑3和甲乙酮水溶液4分別從萃取精餾塔的上部和中部進(jìn)入，塔頂餾出液
為甲乙酮5，塔釜得到水、堿、鹽、溶劑的混合物，水、堿、鹽、溶劑的混合物進(jìn)入溶劑 回收塔，塔頂餾出液為廢水，塔釜得到含分離劑、鹽、溶劑的混合物。
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是，本發(fā)明的范圍并不只限于實(shí)施
例所覆蓋的范圍。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為50(塔板數(shù)從上往下數(shù))，選用含有氫氧化鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 7%)、醋酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%)、乙二醇的混合物為溶劑，從第8塊理論板加入，流量為 15克/分鐘，甲乙酮和水的混合物從第25塊理論塔板加入，甲乙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.7%， 水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.3%，流量為10克/分鐘。萃取精餾塔在減壓下操作，操作壓力為 O.OlMPa，塔頂回流比為0.5，塔頂溫度控制在35.0 35.5。C，分析塔頂餾出液，甲乙酮的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.6%，塔頂能耗為5.17千焦/小時，塔釜能耗為8.45千焦/小時。萃取精餾塔 塔釜出料水、堿、鹽、乙二醇的混合物進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔具有45塊理論塔板， 進(jìn)料位置為第20塊理論塔板，操作壓力為O.OlMPa，塔頂回流比為0.3，塔釜溫度控制在 134 135°C，操作穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.2%，塔釜得到含水質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為0.08%的堿、鹽回收溶劑，塔頂能耗為1.53千焦/小時，塔釜能耗為1.14千焦/小時。
實(shí)施例2
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為50(塔板數(shù)從上往下數(shù))，選用含有氫氧化鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3%)、硝酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%)、丙二醇的混合物為溶劑，從第8塊理論板加入，流量為 25克/分鐘，甲乙酮和水的混合物從第15塊理論塔板加入，甲乙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.7%， 水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.3%，流量為10克/分鐘。萃取精餾塔在減壓下操作，操作壓力為 O.OlMPa，塔頂回流比為0.5，塔頂溫度控制在35.0 36.5X:，分析塔頂餾出液，甲乙酮的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.1%，塔頂能耗為5.38千焦/小時，塔釜能耗為8.93千焦/小時。萃取精餾塔 塔釜出料水、堿、鹽、丙二醇的混合物進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔的條件參數(shù)如實(shí)施例 1，操作穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.9%，塔釜得到含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.11% 的堿、鹽回收溶劑，塔頂能耗為1.71千焦/小時，塔釜能耗為1.25千焦/小時。
實(shí)施例3
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為20(塔板數(shù)從上往下數(shù))，選用含有氫氧化鉀(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15%)、醋酸鉀(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%)、乙二醇的混合物為溶劑，從第5塊理論板加入，流量為 45克/分鐘，甲乙酮和水的混合物從第12塊理論塔板加入，甲乙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.7%， 水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.3%，流量為10克/分鐘。萃取精餾塔在減壓下操作，操作壓力為 O.OlMPa，塔頂回流比為5，塔頂溫度控制在35.0 36.5。C，分析塔頂餾出液，甲乙酮的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為99.4%，塔頂能耗為13.42千焦/小時，塔釜能耗為22.67千焦/小時。萃取精餾塔 塔釜出料水、堿、鹽、乙二醇的混合物進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔的條件參數(shù)如實(shí)施例 1，操作穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.1%，塔釜得到含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1% 的堿、鹽回收溶劑，塔頂能耗為1.67千焦/小時，塔釜能耗為1.21千焦/小時。
實(shí)施例4
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為50(塔板數(shù)從上往下數(shù))，選用含有氫氧化鋰(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 7%)、氯化鋰(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%)、丙三醇的混合物為溶劑，從第8塊理論板加入，流量為 15克/分鐘，甲乙酮和水的混合物從第25塊理論塔板加入，甲乙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.7%， 水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.3%，流量為10克/分鐘。萃取精餾塔在減壓下操作，操作壓力為 O.OlMPa，塔頂回流比為0.5，塔頂溫度控制在35.0 36.5r，分析塔頂餾出液，甲乙酮的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.7%，塔頂能耗為5.15千焦/小時，塔釜能耗為8.42千焦/小時。萃取精餾塔 塔釜出料水、堿、鹽、丙三醇的混合物進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔具有15塊理論塔板， 進(jìn)料位置為第7塊理論塔板，操作壓力為O.OlMPa，塔頂回流比為6，操作穩(wěn)定后，分析 塔頂餾出液，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.8%，塔釜得到含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%的堿、鹽回收溶劑， 塔頂能耗為4.35千焦/小時，塔釜能耗為9.57千焦/小時。
比較例1
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為20(塔板數(shù)從上往下數(shù))，乙二醇溶劑從第5塊理論板加 入，流量為45克/分鐘，甲乙酮和水的混合物從第12塊理論塔板加入，甲乙酮的質(zhì)量分 數(shù)為88.7%,水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.3%，流量為10克/分鐘。萃取精餾塔在減壓下操作，操 作壓力為O.OlMPa，塔頂回流比為5，塔頂溫度控制在35.5 37.0°C，分析塔頂餾出液， 甲乙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.4%，塔頂能耗為13.85千焦/小時，塔釜能耗為23.45千焦/小時。 萃取精餾塔塔釜出料進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔具有15塊理論塔板，進(jìn)料位置為第7
塊理論塔板，操作壓力為0.01MPa，塔頂回流比為6，塔釜溫度控制在133 135'C，操作 穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.8%，塔釜得到含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.17%乙二 醇，塔頂能耗為4.83千焦/小時，塔釜能耗為10.12千焦/小時。
比較例2
萃取精餾塔的理論塔板數(shù)為80(塔板數(shù)從上往下數(shù))，用乙二醇為溶劑，從第10塊理 論板加入，流量為45克/分鐘，甲乙酮和水的混合物從第15塊理論塔板加入，甲乙酮的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.7%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.3%,流量為10克/分鐘。萃取精餾塔在減壓下操 作，操作壓力為O.OlMPa，塔頂回流比為1.5，塔頂溫度控制在35.0 35.5。C，分析塔頂餾 出液，甲乙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.6%，塔頂能耗為7.88千焦/小時，塔釜能耗為12.49千焦/ 小時。萃取精餾塔塔釜出料進(jìn)入溶劑回收塔，溶劑回收塔的條件如實(shí)施例1，塔釜溫度控 制在137 138'C，操作穩(wěn)定后，分析塔頂餾出液，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.2%，塔釜得到含水 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.07%的乙二醇，塔頂能耗為2.37千焦/小時，塔釜能耗為1.85千焦/小時。
比較例3
按實(shí)施例1中的各個步驟及條件操作，只是溶劑改為乙二醇，溶劑比變?yōu)?，操作穩(wěn) 定后，萃取精餾塔塔頂餾出液甲乙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%，塔頂能耗為7.53千焦/小時， 塔釜能耗為12.17千焦/小時；溶劑回收塔塔頂餾出液水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.9%，塔釜得到含 水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%的乙二醇，塔頂能耗為2.35千焦/小時，塔釜能耗為1.84千焦/小時。
權(quán)利要求
1、一種加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法，依次包括以下步驟a)甲乙酮水溶液進(jìn)入以堿金屬氫氧化物為分離劑、以乙二醇、丙二醇或丙三醇中的至少一種為溶劑、以醋酸鹽、硝酸鹽或氯酸鹽中的至少一種為溶劑加鹽的萃取精餾塔進(jìn)行加鹽反應(yīng)萃取精餾，塔頂采出甲乙酮，塔釜得到水、分離劑、鹽、溶劑的混合物；b)水、分離劑、鹽、溶劑混合物進(jìn)入溶劑回收塔，塔頂餾出液為廢水，塔釜得到含分離劑、鹽、溶劑的混合物。
2、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法，其特征在于分離劑選自氫氧化鈉或氫氧化鉀中的至少一種，溶劑加鹽選自醋酸鉀、醋酸鈉中的至少一種，溶劑 選自乙二醇。
3、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法，其特征在于溶劑中含 反應(yīng)分離劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3 15%，含鹽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5 20%。
4、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法，其特征在于溶劑中含 反應(yīng)分離劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5 10%，含鹽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為8 15%。
5、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法，其特征在于萃取精餾 塔的理論塔板數(shù)為15 50，常壓或減壓下操作，溶劑比為1 5，回流比為0.2 3。
6、 根據(jù)權(quán)利1所述加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法，其特征在于溶劑回收 塔的理論塔板數(shù)為10 50，減壓操作，回流比為0.3 6。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加鹽反應(yīng)萃取精餾分離甲乙酮和水的方法，主要解決目前采用共沸精餾分離甲乙酮和水能耗較大，而采用普通萃取精餾分離甲乙酮和水又存在溶劑用量較大、塔板數(shù)較多、能耗較大的問題。本發(fā)明通過采用包括以下步驟甲乙酮水溶液進(jìn)入以堿金屬氫氧化物為分離劑、以乙二醇、丙二醇或丙三醇中的至少一種為溶劑、以醋酸鹽、硝酸鹽或氯酸鹽中的至少一種為溶劑加鹽的萃取精餾塔進(jìn)行加鹽反應(yīng)萃取精餾，塔頂采出甲乙酮，塔釜得到水、分離劑、鹽、溶劑的混合物；水、分離劑、鹽、溶劑混合物進(jìn)入溶劑回收塔，塔頂餾出液為廢水，塔釜得到含分離劑、鹽、溶劑的混合物的技術(shù)方案較好地解決了該問題，可用于生產(chǎn)甲乙酮和甲乙酮回收的工業(yè)應(yīng)用中。
文檔編號C07C49/10GK101348424SQ20071004396
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者劍 肖, 鐘思青, 鐘祿平, 顧軍民 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院