專利名稱：使用填料塔精餾分離四氫呋喃-甲醇-水廢溶劑的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于廢溶劑回收領域，具體涉及一種使用填料塔精餾分離四氫呋喃-甲醇-水廢溶劑的方法。
背景技術：
眾多手性藥物在合成生產(chǎn)過程中，大量使用四氫呋喃、甲醇等溶劑，會產(chǎn)生許多主要為溶劑的混合廢液。然而在常溫常壓下，四氫呋喃和甲醇的沸點非常接近(四氫呋喃為65. 4 0C，甲醇為64. 8°C),故采用一般的精餾操作難以將其分離。此外，四氫呋喃和甲醇具有較好的互溶性，且與大多數(shù)有機或無機溶劑均能較好地相溶，故采用萃取操作也不可能將其分離。溶劑廢液中四氫呋喃和甲醇的總含量較高，約占50%以上，故采用共沸精餾的方式 將其分離所需操作成本過高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以填料塔為核心分離設備，對生產(chǎn)所產(chǎn)生的含四氫呋喃-甲醇-水體系的溶劑進行回收再利用的工藝，以及使用該工藝進行分離回收得到高純度四氫呋喃的操作方法。本工藝使用填料精餾塔進行操作，同時結合萃取劑循環(huán)利用。該分離工藝能耗低，流程簡單，可以提高溶劑四氫呋喃的重復利用率，在減少企業(yè)生產(chǎn)成本的同時,也可減少對環(huán)境的污染和破壞。本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到一種使用填料塔精餾分離四氫呋喃-甲醇-水廢溶劑的方法，其為將含有四氫呋喃-甲醇-水的混合溶劑從填料塔中部加入填料塔中，同時將多元醇類萃取劑從中上部加入填料塔內(nèi)，控制塔內(nèi)操作壓力為I 1. 5atm、塔內(nèi)回流比為I 3. O、塔頂溫度60 70°C、塔釜溫度130 160°C下進行精餾操作，在塔頂回流并得到純度在98. 0%以上的四氫呋喃。在混合溶劑廢液中四氫呋喃和甲醇的總含量較高，約占50%以上，一般需先將含有四氫呋喃、甲醇和水的混合廢液進行預處理，得到四氫呋喃、甲醇和水的總含量在99%以上的含有四氫呋喃-甲醇-水的混合溶劑，再進入填料塔中進行精餾處理。其中混合廢液中四氫呋喃的含量為35% 85% (wt),水的含量為3% 5% (wt),其余大部分組成為甲醇，還有微量雜質(zhì)可以在預處理中加以去除。所發(fā)明的工藝流程前段設置預處理系統(tǒng)，對溶劑進行預處理。預處理過程為加入堿進行反應并進行蒸發(fā)操作。通過加入堿和蒸發(fā)操作，轉化脫除溶劑中的酯類、酸類以及一些其他的醇類物質(zhì)和重組分，同時提濃四氫呋喃-甲醇混合溶液。預處理后得到的四氫呋喃、甲醇和水的總含量超過99%(wt)。本工藝以以填料塔為核心分離設備，對藥物合成過程所產(chǎn)生的含四氫呋喃-甲醇-水體系的溶劑進行回收再利用。其中填料塔進一步可以為填料精餾塔。其可使用工業(yè)級波紋規(guī)整填料，裝填塊數(shù)為10 25，在每兩塊填料之間還進一步設置分布器，收集并重新分布從上段塔體流下來的液體。精餾處理過程中，填料精餾塔操作壓力優(yōu)選為1-1. 3atm，塔釜加熱蒸汽壓力為
O.6-1. OMPa0塔內(nèi)回流比優(yōu)選為1-1. 5，塔頂溫度優(yōu)選為63-68°C，進一步優(yōu)選為65°C，塔釜溫度130-160°C，優(yōu)選140-150°C?；亓魑恢迷O置在塔頂部。廢溶劑經(jīng)過預處理后，從填料精餾塔的中部進料，其中混合溶劑的進料位置優(yōu)選為填料塔的第四塔節(jié)或第五塔節(jié)位置，最優(yōu)選在第四塔節(jié)與第五塔節(jié)之間；所述多元醇類萃取劑的進料位置優(yōu)選為填料塔的第一塔節(jié)或第二塔節(jié)位置，最優(yōu)選在第一塔節(jié)或第二塔節(jié)之間。本發(fā)明采用的多元醇類萃取劑為乙二醇、丙三醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、二甘醇或三甘醇。多元醇類萃取劑與混合溶劑的填料塔進料質(zhì)量比為O. 3-1. 5:1。本發(fā)明的萃取劑，其沸點較高，在進行精餾時不易隨上升蒸汽進入塔頂產(chǎn)品中，不影響塔頂產(chǎn)品質(zhì)量，對于純度和雜質(zhì)含量要求嚴格的制藥溶劑方面具有較大的優(yōu)勢。同時，在進行萃取劑后處理時，只需考慮脫除其中的輕組分成分，操作簡捷。萃取劑無毒無腐蝕性，同時因其較高的沸點所以較其他的溶劑相比，可燃性、爆炸性大大降低，對于安全生產(chǎn)有著極大的幫助。預處理得到的四氫呋喃-甲醇-水混合溶劑進入本發(fā)明之填料精餾塔中，進料位置為塔的中下部，通過分布器均勻淋灑在規(guī)整填料上，同時在塔的中上部加入萃取劑，控制 回流比和塔釜加熱量，即可在塔頂?shù)玫郊兌仍?8. 0%以上，進一步純度在99. 5%以上的四氫呋喃產(chǎn)品。塔頂四氫呋喃的采出率為O.1 O. 4 (相對于進料)，優(yōu)選為O. 2 O. 3。本工藝對四氫呋喃的回收率在90%以上。精餾操作時得到的塔釜物流中主要含有甲醇、水和萃取劑，經(jīng)過后處理可分離出萃取劑進行重新利用。具體操作是將含萃取劑的塔釜物流進入減壓塔，減壓塔塔頂壓力在10-60KPa，主要精餾脫除其中的水和甲醇后，塔釜得到純度在99. 5%以上的多元醇類萃取劑并繼續(xù)通入填料塔進行循環(huán)利用。本工藝的整個流程萃取劑損耗極小，另可設置一萃取劑補充管路，以便調(diào)節(jié)萃取劑量和補充損耗的萃取劑。本發(fā)明涉及一種以填料塔為核心分離設備，對本企業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的含四氫呋喃-甲醇-水體系的溶劑進行回收再利用的工藝。本發(fā)明采用填料塔，結合萃取劑循環(huán)使用，可分離出高純度的四氫呋喃產(chǎn)品，并在藥物合成過程中循環(huán)使用，極大地提高了四氫呋喃溶劑的使用率和經(jīng)濟效益，減小廢物排放。


圖1是本發(fā)明的一種工藝流程圖。流程中經(jīng)過預處理的原料，在填料精餾塔中部進入塔內(nèi)，同時在塔上部加入萃取齊U，通過調(diào)節(jié)回流比和塔釜加熱量，即可在塔頂?shù)玫郊兌仍?8. 0%-99. 5%以上的四氫呋喃產(chǎn)品。圖中1_規(guī)整填料、2-分布器、3-回流采出控制裝置、4-塔頂冷凝器、5-塔釜再沸器、6_塔頂產(chǎn)品計量罐。
具體實施方式
以下結合附圖，對本發(fā)明的流程構成和操作方法做進一步說明。在具體實施方案中，以填料精餾塔為核心分離設備，對企業(yè)產(chǎn)生的四氫呋喃-甲醇-水廢溶劑溶液進行精餾分離回收操作，得到純度很高的四氫呋喃產(chǎn)品，同時將萃取劑循環(huán)使用。一種具體分離四氫呋喃的方法如下將企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的濃度為30%_65%的四氫呋喃-甲醇-水廢溶劑原料加入到預處理系統(tǒng)中，加入固體氫氧化鈉進行反應，并在蒸發(fā)罐中攪拌蒸發(fā)，除去其中的重組分雜質(zhì)和酯類物質(zhì)，得到總濃度99%以上的四氫呋喃-甲醇-水混合溶液。將預處理后的四氫呋喃-甲醇-水溶液加入到填料精餾塔中，使用工業(yè)級波紋規(guī)整填料，在每兩塊填料之間設置分布器，裝填塊數(shù)為15 20，，進料位置為第四塔節(jié)與第五塔節(jié)之間。萃取劑A (即多元醇類萃取劑)從塔的中上部加入塔內(nèi)，進料位置為第一塔節(jié)與第二塔節(jié)之間，加入的四氫呋喃-甲醇-水與塔內(nèi)循環(huán)的萃取劑A相互作用，萃取劑A將四氫呋喃-甲醇-水中的甲醇和水萃取出來，四氫呋喃則上升至塔頂。 精餾塔塔頂?shù)玫降乃臍溥秽芍苯幼鳛楫a(chǎn)品，塔釜的萃取劑A-甲醇-水混合溶液進入萃取劑循環(huán)處理系統(tǒng)，在減壓塔內(nèi)經(jīng)減壓精餾后，脫除其中溶解的輕組分甲醇和水，得到純度在99. 5%以上的萃取劑A，可以返回填料塔進行循環(huán)使用。下面結合實施例進一步描述本專利的流程方法。實施例1 :有一批溶劑，其質(zhì)量組成為61. 5%甲醇、35%四氫呋喃、3%水、其余為高沸點雜質(zhì)的溶劑，將其以300kg/hr的速率加入到預處理系統(tǒng)中，得到的含有甲醇-四氫呋喃-水超過99%濃度的混合溶液進入填料精餾塔中。填料精餾塔上部按1:1的溶劑比(溶劑量萃取劑量，質(zhì)量比)加入1，3-丙二醇，控制回流比為1-1. 5，控制塔頂溫度65°C，塔底溫度150 155°C，控制塔頂采出率為O. 2 (相對于進料)，塔壓控制在1-1. 3個atm，即可在塔頂?shù)玫郊兌仍?9. 5%以上的四氫呋喃產(chǎn)品。在填料精餾塔釜的1，3-丙二醇-甲醇-水混合物流進入萃取劑回收塔中進行減壓精餾操作，塔頂蒸出水和甲醇的混合物，塔釜得到純度99%以上的1，3_丙二醇，循環(huán)利用。經(jīng)過本流程，得到純度99. 6%的四氫呋喃產(chǎn)品，四氫呋喃的回收率90%。實施例2 有一批溶劑，其質(zhì)量組成為31. 6%甲醇、63. 2%四氫呋喃、5%水、其余為高沸點雜質(zhì)的溶劑，將其以300kg/hr的速率加入到預處理系統(tǒng)中，得到的只含有甲醇-四氫呋喃-水的混合溶液進入填料精餾塔中。填料精餾塔上部按1:0. 8的溶劑比(溶劑量萃取劑量，質(zhì)量比)加入丙三醇，控制回流比為1-1. 5，控制塔頂溫度65°C，塔底溫度155 160°C，控制塔頂采出率為O. 3 (相對于進料)，塔壓控制在1-1. 3個大氣壓，即可在塔頂?shù)玫郊兌仍?9. 5%以上的四氫呋喃產(chǎn)品。在填料精餾塔釜的丙三醇-甲醇-水混合物流進入萃取劑循環(huán)系統(tǒng)進行萃取劑回收。經(jīng)過本流程，得到純度99. 8%的四氫呋喃產(chǎn)品，四氫呋喃的回收率91%。
權利要求
1.一種使用填料塔精餾分離四氫呋喃-甲醇-水廢溶劑的方法，其特征在于將含有四氫呋喃-甲醇-水的混合溶劑從填料塔中部加入填料塔中，同時將多元醇類萃取劑從中上部加入填料塔內(nèi)，控制塔內(nèi)操作壓力為I 1. 5atm、塔內(nèi)回流比為I 3. O、塔頂溫度60 70°C、塔釜溫度130 160°C下進行精餾操作，在塔頂回流并得到純度在98. 0%以上的四氫呋喃。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于將含有四氫呋喃、甲醇和水的混合廢液先進行預處理，得到四氫呋喃、甲醇和水的總含量在99%以上的含有四氫呋喃-甲醇-水的混合溶劑，再進入填料塔中進行處理；所述預處理為加入堿進行反應并進行蒸發(fā)操作。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于所述混合廢液中四氫呋喃的含量為35% 85%，水的含量為3% 5%。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述填料塔為填料精餾塔，其使用工業(yè)級波紋規(guī)整填料，裝填塊數(shù)為10 25，在每兩塊填料之間設置分布器。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述含有四氫呋喃-甲醇-水的混合溶劑的進料位置為填料塔的第四塔節(jié)或第五塔節(jié)位置，所述多元醇類萃取劑的進料位置為填料塔的第一塔節(jié)或第二塔節(jié)位置。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述多元醇類萃取劑為乙二醇、丙三醇、I,3-丙二醇、1，4- 丁二醇、二甘醇或三甘醇。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述多元醇類萃取劑與混合溶劑的填料塔進料質(zhì)量比為O. 3-1. 5:1。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于塔頂四氫呋喃的采出率為O.1 O. 4，塔頂?shù)玫降乃臍溥秽募兌仍?9. 5%以上，四氫呋喃的回收率在90%以上。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于精餾操作時得到的含多元醇類萃取劑的塔釜物流進入減壓塔，脫除其中的水和甲醇后，得到純度在99. 5%以上的多元醇類萃取劑并繼續(xù)加入填料塔進行循環(huán)利用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用填料塔精餾分離四氫呋喃-甲醇-水廢溶劑的方法，將含有四氫呋喃-甲醇-水的混合溶劑從填料塔中部加入填料塔中，同時將多元醇類萃取劑從中上部加入填料塔內(nèi)，控制塔內(nèi)操作壓力為1～1.5atm、塔內(nèi)回流比為1～3.0、塔頂溫度60～70℃、塔釜溫度130～160℃下進行精餾操作，在塔頂回流并得到純度在98.0%以上的四氫呋喃。本工藝使用填料精餾塔進行操作，同時結合萃取劑循環(huán)利用。該分離工藝能耗低，流程簡單，可以提高溶劑四氫呋喃的重復利用率，在減少企業(yè)生產(chǎn)成本的同時，也可減少對環(huán)境的污染和破壞。
文檔編號C07D307/08GK103012332SQ201210520578
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2012年12月7日
發(fā)明者漆志文, 張弛, 尹曉龍, 徐春濤, 石利平 申請人:江蘇阿爾法藥業(yè)有限公司