糠醛及副低沸物连续精馏精制的方法技术

本发明专利技术公开了糠醛及副低沸物连续精馏精制的方法，包括步骤：经预处理的糠醛水解液经泵送入脱轻塔，塔顶采出丙酮及甲醇，上述组分分别进入丙酮产品塔与甲醇产品塔，丙酮产品塔以水为萃取剂，分别可得丙酮与甲醇产品。在脱轻塔釜采出稀醛溶液，经泵送入共沸初馏塔中，塔顶得到糠醛‑水共沸物，共沸物进入分相器中冷凝、分相，其中水相回流初馏塔，醛相进入脱水塔，除去残留的水及酸。脱水塔顶得到的含酸残留物与初馏塔塔釜液经泵送入醋酸产品塔，该塔顶采出废水，侧线采出醋酸产品，塔釜液与脱轻塔釜液混合后进入糠醛精制塔。在醛精制塔的塔顶得到糠醛产品，塔底采出重杂质。本方法具有产品纯度高、产品种类多、收率高、污染小等特点。

Continuous distillation refining of furfural and sub-low boiling substances

The invention discloses a method for continuous distillation refining of furfural and sub-low boiling substances, including steps: the pretreated furfural hydrolysate is pumped into a delightening tower, and acetone and methanol are extracted from the top of the tower. The above components are separately entered into the acetone product tower and the methanol product tower. The acetone product tower uses water as extractant to obtain acetone and methanol products respectively. Dilute aldehyde solution is extracted in the desalination tower kettle and pumped into the azeotropic primary distillation tower. Furfural-water azeotrope is obtained at the top of the tower. The azeotrope is condensed and separated into the phase separator. The water phase reflux primary distillation tower and the aldehyde phase enter the dehydration tower to remove residual water and acid. The acid residues obtained from the top of the dehydration tower and the kettle liquor of the primary distillation tower are pumped into the acetic acid product tower. The waste water is extracted from the top of the tower and acetic acid products are extracted from the side line. The kettle liquor is mixed with the kettle liquor of the demineralization tower and then enters the furfural refining tower. Furfural products were obtained at the top of the aldehyde refining tower and heavy impurities were extracted at the bottom of the tower. The method has the characteristics of high purity, many kinds of products, high yield and low pollution.

【技术实现步骤摘要】
糠醛及副低沸物连续精馏精制的方法
本专利技术涉及糠醛水解液的分离及提纯方法，特别是涉及一种以糠醛为主要产品，丙酮、甲醇、醋酸为次要产品的连续精馏精制的新方法。
技术介绍
糠醛又名呋喃甲醛，是一种重要的有机化工原料及生产溶剂。其应用十分广泛，主要用途是作为糠醇的生产原料，其次是作为石油化工中润滑油的添加剂，再者可作为橡胶、染料的反应物或直接应用于食品，药品、农药等领域。因此对于糠醛的需求一直在不断地增加。糠醛作为迄今为止无法采用化工原料合成而只能由玉米芯、甘蔗渣和麦秆等植物纤维素水解生产的化学品，其在下游的分离与提纯方面存在诸多的限制。首先，水解产生的产物种类繁杂且含量较低，随着环保压力的日益增大，三废排放的要求日益严格，原先粗放式的生产方式已不合时宜，对于各个副产物必须进行精细化处理。再者，受限于生产工艺的效率，生产所得糠醛的含量较低，糠醛精制的单位能耗较高。最后，由水解工艺产生的化合物种类可以看到，该混合物中存在多种近共沸体系，如：丙酮-甲醇；甲酸-水，糠醛-水等，这也增加了精制过程的复杂性。目前，工业化的糠醛精制方法有两种：一种是广泛应用的精馏工艺；另一中是应用范围稍窄的萃取法。萃取法由于其选择性不高，生产能力小等特点，一直得不到广泛的应用。广泛应用的精馏工艺大致包括以下五个流程：水解液中糠醛的富集与提浓；低沸组分的回收与精制；醋酸的回收与利用；粗醛溶液的脱水以及轻杂质的脱除；糠醛的精制以及甲基糠醛的回收。上述流程的实现依赖于脱轻塔、共沸初馏塔、丙酮-甲醇萃取精馏塔、醋酸产品塔、醛精制塔等蒸馏塔设备的合理应用。不过，到目前为止，尽管糠醛精制过程的完整工艺路线早已提出，但多数流程只重点考察关键组分糠醛的精制，而对于系统中副产的丙酮、甲醇、甲酸以及醋酸却未做进一步研究。工艺流程也全部围绕糠醛而设计，这对于真实的糠醛精制工艺显然是不合理的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术的缺陷，提供一种降低了能耗、提高了糠醛的收率、减轻了设备的腐蚀，降低了成本的糠醛及副低沸物连续精馏精制的方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术的糠醛及副低沸物连续精馏精制的方法，包括以下步骤:(1)将糠醛水解液经预热至35-40℃后从脱轻塔上部进入脱轻塔，从脱轻塔塔顶采出沸点较低的丙酮及甲醇，塔釜液为糠醛的稀溶液，所述脱轻塔的板数为25-30块，进料板为从上到下第5-10，回流比为8-13；脱轻塔为常压操作，塔顶操作压力为100-105kPa，塔釜压力为105-110kPa；此时塔顶温度控制在55-60℃，塔釜温度保持在100-105℃；所述的糠醛水解液组成：糠醛的质量分数为16.5％、甲醇与丙酮为5％、醋酸8％、甲酸0.5％、水64％，其余为以5-甲基糠醛为主的重杂质；(2)来自脱轻塔顶的丙酮与甲醇轻组分通过泵依次送入由丙酮产品塔与甲醇产品塔构成的萃取精馏工段，在丙酮产品塔中选取水为萃取剂，在丙酮产品塔的塔顶采出丙酮产品，塔釜液为甲醇与溶剂水的混合物，该釜液再次进入甲醇产品塔，在甲醇产品塔的塔顶采出产品甲醇，塔底废水直接排出，丙酮产品塔板数45-50，回流比为5-15，进料位置为从上到下第35-40块，萃取剂进料位置为25-30块，萃取溶剂比为1-3，丙酮产品塔为常压操作，塔顶压力为100-105kPa，塔釜压力为105-110kPa；此时丙酮产品塔的塔顶温度为55-60℃，丙酮产品塔的塔釜温度保持在85-90℃；甲醇塔板数为15-20块，进料位置为从上到下第7-12块，甲醇塔回流比为3-4，该塔同样为常压操作，塔顶压力为100-105kPa，塔釜压力为105-110kPa；此时甲醇产品塔的塔顶温度为60-65℃，甲醇产品塔的塔釜温度为100-105℃；来自脱轻塔塔底的稀醛溶液从共沸初馏塔的上部进入塔中，塔顶采出糠醛-水共沸物，该糠醛-水共沸混合物经泵送入初馏塔分相器中，该初馏塔分相器在常温常压下操作，温度为30-35℃，压力为100-105kPa，混合物在初馏塔分相器中冷凝分相后分为水相和醛相，水相循环回流至共沸初馏塔，而醛相可得重量百分含量≧95％的含醛混合物，此时需进入脱水塔等待进一步精制，所述共沸初馏塔的板数为15-20块，进料位置为从上到下第3-7块，水相回流为塔顶回流，回流比为1-2，该塔为减压操作，塔顶压力为20-25kPa，塔顶温度为55-60℃，塔釜温度为70-75℃；(3)来自初馏塔分相器下层的醛相经泵从脱水塔中部进入脱水塔中，该醛相中主要是含重量百分比95％及以上糠醛以及少量溶解在醛相中的水，该脱水塔的塔顶采出该部分溶解的水，塔釜为含少量重杂质的糠醛混合物，该脱水塔的板数为15-20，进料位置为从上到下第5-10，回流比为1-2，塔顶压力为20-25kPa，塔顶与塔底的压力差为3-8kPa，塔釜温度控制在115-120℃；(4)来自共沸初馏塔的塔釜液和脱水塔塔顶馏出物一并经泵送入从醋酸产品塔的中部进入塔中，该混合物主要含水解液中的酸性物质以及部分重杂质，在所述醋酸产品塔的塔顶采出以甲酸为主要杂质的废水，在该醋酸产品塔的下部侧线采出重量百分含量≧99.5％的醋酸产品，醋酸产品收率≧98％，塔釜液为含少量糠醛的混合物，该醋酸产品塔的塔釜液将与脱轻塔塔釜液混合后一并进入糠醛精制塔，所述醋酸产品塔的板数为35-40块，进料位置为从上到下第15-20块，侧线采出位置为从上到下第25-30块，回流比为9-10，该塔塔顶温度为40-50℃，塔顶压力为10-15kPa，塔釜温度为120-125℃；(5)来自脱水塔的塔底混合物与醋酸产品塔的塔釜液经混合器混合后从中下部进入糠醛精制塔，该糠醛精制塔塔顶得到重量百分含量≧99.5％的糠醛产品，且糠醛的收率≧98％，在糠醛精制塔的塔釜采出以5-甲基糠醛为主要成分的重杂质，混合器操作压力为100-105kPa，该糠醛精制塔的塔板数为20-25，进料位置为从上到下第13-18块，回流比为1-2，该糠醛精制塔塔顶温度为85-90℃，塔顶压力为5-10kPa，全塔的压力差为3-5kPa，塔釜温度为115-120℃。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术中严格规范各塔的操作压力以使得后续塔顶蒸汽可作为前部精馏塔的热源，如糠醛精制塔的塔顶蒸汽即可作为共沸初馏塔再沸器的热源，这样就充分利用了各流股的物料热量，避免了热量的浪费，进而降低了能耗。2.本专利技术中采用先脱除轻组分，再脱酸性物质的工艺路线。首先避免了轻组分在后续精制过程中的干扰，同时酸性物质的提早脱除也防止了高温下糠醛与酸反应生成树脂的风险，可提高糠醛的收率同时也减轻了设备的腐蚀。3.本专利技术相较于原有方案增加了丙酮、甲醇及乙酸等副产物的精制，但同时流程的复杂程度却没有大幅度增加。通过本专利技术的技术工艺，增加了产品种类，提高了分离效果。同时三废的处理更加容易，减少了三废处理的配套设施，降低了成本。附图说明图1为本专利技术所设计的糠醛及副低沸物连续精精制馏工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图所示本专利技术的糠醛及副低沸物精馏精制的方法，包括以下步骤：(1)将糠醛水解液经预热至35-40℃后从脱轻塔上部进入脱轻塔1，从脱轻塔塔顶采出沸点较低的丙酮及甲醇，塔釜液为糠醛的稀溶液，塔釜液中轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.糠醛及副低沸物连续精馏精制的方法，其特征在于：包括以下步骤:(1)将糠醛水解液经预热至35‑40℃后从脱轻塔上部进入脱轻塔，从脱轻塔塔顶采出沸点较低的丙酮及甲醇，塔釜液为糠醛的稀溶液，所述脱轻塔的板数为25‑30块，进料板为从上到下第5‑10，回流比为8‑13；脱轻塔为常压操作，塔顶操作压力为100‑105kPa，塔釜压力为105‑110kPa；此时塔顶温度控制在55‑60℃，塔釜温度保持在100‑105℃；所述的糠醛水解液组成：糠醛的质量分数为16.5％、甲醇与丙酮为5％、醋酸8％、甲酸0.5％、水64％，其余为以5‑甲基糠醛为主的重杂质；(2)来自脱轻塔顶的丙酮与甲醇轻组分通过泵依次送入由丙酮产品塔与甲醇产品塔构成的萃取精馏工段，在丙酮产品塔中选取水为萃取剂，在丙酮产品塔的塔顶采出丙酮产品，塔釜液为甲醇与溶剂水的混合物，该釜液再次进入甲醇产品塔，在甲醇产品塔的塔顶采出产品甲醇，塔底废水直接排出，丙酮产品塔板数45‑50，回流比为5‑15，进料位置为从上到下第35‑40块，萃取剂进料位置为25‑30块，萃取溶剂比为1‑3，丙酮产品塔为常压操作，塔顶压力为100‑105kPa，塔釜压力为105‑110kPa；此时丙酮产品塔的塔顶温度为55‑60℃，丙酮产品塔的塔釜温度保持在85‑90℃；甲醇塔板数为15‑20块，进料位置为从上到下第7‑12块，甲醇塔回流比为3‑4，该塔同样为常压操作，塔顶压力为100‑105kPa，塔釜压力为105‑110kPa；此时甲醇产品塔的塔顶温度为60‑65℃，甲醇产品塔的塔釜温度为100‑105℃；来自脱轻塔塔底的稀醛溶液从共沸初馏塔的上部进入塔中，塔顶采出糠醛‑水共沸物，该糠醛‑水共沸混合物经泵送入初馏塔分相器中，该初馏塔分相器在常温常压下操作，温度为30‑35℃，压力为100‑105kPa，混合物在初馏塔分相器中冷凝分相后分为水相和醛相，水相循环回流至共沸初馏塔，而醛相可得重量百分含量≧95％的含醛混合物，此时需进入脱水塔等待进一步精制，所述共沸初馏塔的板数为15‑20块，进料位置为从上到下第3‑7块，水相回流为塔顶回流，回流比为1‑2，该塔为减压操作，塔顶压力为20‑25kPa，塔顶温度为55‑60℃，塔釜温度为70‑75℃；(3)来自初馏塔分相器下层的醛相经泵从脱水塔中部进入脱水塔中，该醛相中主要是含重量百分比95％及以上糠醛以及少量溶解在醛相中的水，该脱水塔的塔顶采出该部分溶解的水，塔釜为含少量重杂质的糠醛混合物，该脱水塔的板数为15‑20，进料位置为从上到下第5‑10，回流比为1‑2，塔顶压力为20‑25kPa，塔顶与塔底的压力差为3‑8kPa，塔釜温度控制在115‑120℃；(4)来自共沸初馏塔的塔釜液和脱水塔塔顶馏出物一并经泵送入从醋酸产品塔的中部进入塔中，该混合物主要含水解液中的酸性物质以及部分重杂质，在所述醋酸产品塔的塔顶采出以甲酸为主要杂质的废水，在该醋酸产品塔的下部侧线采出重量百分含量≧99.5％的醋酸产品，醋酸产品收率≧98％，塔釜液为含少量糠醛的混合物，该醋酸产品塔的塔釜液将与脱轻塔塔釜液混合后一并进入糠醛精制塔，所述醋酸产品塔的板数为35‑40块，进料位置为从上到下第15‑20块，侧线采出位置为从上到下第25‑30块，回流比为9‑10，该塔塔顶温度为40‑50℃，塔顶压力为10‑15kPa，塔釜温度为120‑125℃；(5)来自脱水塔的塔底混合物与醋酸产品塔的塔釜液经混合器混合后从中下部进入糠醛精制塔，该糠醛精制塔塔顶得到重量百分含量≧99.5％的糠醛产品，且糠醛的收率≧98％，在糠醛精制塔的塔釜采出以5‑甲基糠醛为主要成分的重杂质，混合器操作压力为100‑105kPa，该糠醛精制塔的塔板数为20‑25，进料位置为从上到下第13‑18块，回流比为1‑2，该糠醛精制塔塔顶温度为85‑90℃，塔顶压力为5‑10kPa，全塔的压力差为3‑5kPa，塔釜温度为115‑120℃。...

【技术特征摘要】
1.糠醛及副低沸物连续精馏精制的方法，其特征在于：包括以下步骤:(1)将糠醛水解液经预热至35-40℃后从脱轻塔上部进入脱轻塔，从脱轻塔塔顶采出沸点较低的丙酮及甲醇，塔釜液为糠醛的稀溶液，所述脱轻塔的板数为25-30块，进料板为从上到下第5-10，回流比为8-13；脱轻塔为常压操作，塔顶操作压力为100-105kPa，塔釜压力为105-110kPa；此时塔顶温度控制在55-60℃，塔釜温度保持在100-105℃；所述的糠醛水解液组成：糠醛的质量分数为16.5％、甲醇与丙酮为5％、醋酸8％、甲酸0.5％、水64％，其余为以5-甲基糠醛为主的重杂质；(2)来自脱轻塔顶的丙酮与甲醇轻组分通过泵依次送入由丙酮产品塔与甲醇产品塔构成的萃取精馏工段，在丙酮产品塔中选取水为萃取剂，在丙酮产品塔的塔顶采出丙酮产品，塔釜液为甲醇与溶剂水的混合物，该釜液再次进入甲醇产品塔，在甲醇产品塔的塔顶采出产品甲醇，塔底废水直接排出，丙酮产品塔板数45-50，回流比为5-15，进料位置为从上到下第35-40块，萃取剂进料位置为25-30块，萃取溶剂比为1-3，丙酮产品塔为常压操作，塔顶压力为100-105kPa，塔釜压力为105-110kPa；此时丙酮产品塔的塔顶温度为55-60℃，丙酮产品塔的塔釜温度保持在85-90℃；甲醇塔板数为15-20块，进料位置为从上到下第7-12块，甲醇塔回流比为3-4，该塔同样为常压操作，塔顶压力为100-105kPa，塔釜压力为105-110kPa；此时甲醇产品塔的塔顶温度为60-65℃，甲醇产品塔的塔釜温度为100-105℃；来自脱轻塔塔底的稀醛溶液从共沸初馏塔的上部进入塔中，塔顶采出糠醛-水共沸物，该糠醛-水共沸混合物经泵送入初馏塔分相器中，该初馏塔分相器在常温常压下操作，温度为30-35℃，压力为100-105kPa，混合物在初馏塔分相器中冷凝分相后分为水相和醛相，水相循环回流至共沸初馏塔，而醛相可得重量百分...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯惠生，孙德章，王强，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12