用于纯化污染的盐酸组合物的方法技术

纯化的盐酸组合物通过包括蒸馏处理的方法从污染的盐酸组合物料流制备，其中至少第一蒸馏塔在第一压力下操作，第二蒸馏塔在第二压力下操作，所述第二压力低于所述第一压力；所述污染的盐酸组合物包含水、污染物和盐酸且处于第一盐酸浓度，所述第一盐酸浓度超过所述第一压力下盐酸和水的共沸组合物的盐酸浓度；将所述污染的盐酸组合物料流的一部分进料到所述第一蒸馏塔中，得到第一塔底产物和第一塔顶产物；所述第一塔底产物包含水和盐酸且具有低于所述第一盐酸浓度的盐酸浓度；所述第一塔顶产物以高于第一压力下所述共沸盐酸组合物浓度的浓度包含盐酸；第一塔底产物的至少一部分导入所述第二蒸馏塔；将所述污染的盐酸组合物料流的另一部分进料到所述第二蒸馏塔，得到包含污染物和水的第二塔顶产物，以及含有水和盐酸的第二塔底产物；所述第二塔底产物的至少一部分再循环到所述第一蒸馏塔中；和第一塔顶产物作为纯化的盐酸组合物回收。

Method for purifying contaminated hydrochloric acid compositions

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纯化污染的盐酸组合物的方法本专利技术涉及一种纯化污染的盐酸组合物的方法。本专利技术特别涉及通过蒸馏处理纯化污染的盐酸组合物的方法，其中使用至少两个不同压力的蒸馏塔。污染的盐酸(HCl)组合物可在木质纤维素材料的水解中获得，其中颗粒状木质纤维素材料与盐酸接触以生成包含糖、盐酸、水和污染物的水解产物。已知的方法包括例如德国专利第362230号和美国专利第4199371号中所记载的柏吉斯莱诺(BergiusRheinau)方法。水解工艺中的操作温度可以相对低；温度可以在室温左右，通常最高110℃。在柏吉斯莱诺方法中，将木质纤维素材料(例如木材)切碎成碎片或其它颗粒形式，用浓盐酸组合物对其进行处理。在处理过程中，例如约三分之二的木材被酸溶解成单糖和低聚糖形式，其余例如约三分之一仍保持为木质素。溶解的部分包括单糖和低聚糖以及水和盐酸。这部分通常称为水解产物。从美国专利第4029515号可知，木质纤维素材料的水解产物也可包含几种副产物，包括沸点低于120℃的相对挥发性化合物，例如乙酸和甲醇。根据美国专利第4029515号，这些副产物特别衍生自戊聚糖。这些糖存在于木质纤维素材料的半纤维素部分中。木质素部分作为包含木质素、残余水和盐酸的固体部分获得。在从水解产物中分离出所需的糖后，得到污染的HCl组合物。希望重复使用这种污染的HCl组合物。然而，在水解期间和与糖类从水解产物分离相关的处理过程中，所述污染的HCl组合物的HCl浓度低于最初用于水解的浓HCl组合物的HCl浓度。当木质素部分洗涤以回收所吸附的盐酸，并且洗涤液与剩余的水解产物结合时尤其如此。木质纤维素材料的水解可以分两个阶段进行。第一阶段中进行所谓的预水解，其中木质纤维素材料中的半纤维素被消化，生成混合物，即预水解产物，其包含作为糖类的木糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖及其低聚物。第二阶段即主水解，已经预水解的木质纤维素材料的剩余碳水化合物部分(由大量纤维素组成)随后用更浓HCl消化，主要生成葡萄糖及其低聚物作为水解产物中的糖类。这种两阶段水解已在美国专利第2945777号中记载。该专利文献描述了使用稀释酸(例如，在120～140℃的提升温度下具有0.5～1.5重量％的盐酸浓度的盐酸)进行木材预水解的方法是公知的。然后用浓盐酸对这样处理后的预水解木材进行处理。在根据美国专利第2945777号方法中，软木屑在约15～30℃下用HCl浓度为34～37重量％的盐酸进行预水解，随后用HCl浓度高于40重量％的盐酸将预水解的木屑在主水解中水解。在传统的柏吉斯-莱诺方法中，通过蒸发将HCl和水与水解产物分离，如Ind.Eng.Chem.，29(1937)247-253所示。以这种方式回收约80％的HCl。将HCl蒸气冷凝，洗涤并再循环该酸。在该蒸发步骤中，挥发性有机污染物(如甲醇和乙酸)也从水解产物中蒸发掉。需要为这些挥发性污染物提供出口，以防止它们在再循环酸中累积到不可接受的高水平。此外，用于水解的HCl的大部分被吸附在木质素上。为了回收这种吸附的HCl，通常用水洗涤该木质素，得到稀释的HCl溶液(参见美国专利第2778751号)。显然，希望从HCl蒸气和稀释的HCl溶液中回收HCl，并使HCl能再循环到水解工艺中。同时，希望至少部分地除去挥发性污染物。纯化污染的HCL组合物的可能方法是通过蒸馏。而一个阶段蒸馏通常不令人满意。在多个蒸馏阶段将盐酸(HCl)进料组合物进行纯化是众所周知的。在美国专利第3394056号中，例如就记载有通过首先使HCl溶液进行约大气压下操作的蒸馏，并使第一蒸馏的塔底产物进行更高压力下操作的第二蒸馏，以获得高浓度HCl塔顶产物和几乎不含任何HCl的塔底产物。该方法基于以下事实：随着压力升高，水和HCl的共沸物的组成向更高水浓度移动。这种方法适用于HCl组合物，其中HCl浓度低于第一蒸馏压力下的共沸HCl浓度。在欧洲专利第2368842号中公开了一种将具有高于大气压下共沸HCl浓度的HCl浓度的污染的HCl进料组合物进行纯化的方法，其中HCl进料组合物在单个蒸馏塔中进行蒸馏，设定操作压力以使在该操作压力下的共沸HCl浓度高于污染的HCl进料组合物中的HCl浓度。污染的HCl进料组合物的蒸馏因此类似于美国专利第3394056号的方法的第一蒸馏。在欧洲专利第2371763号中描述了这种纯化方法的变化。根据该方法，具有高于大气压下共沸HCl浓度的HCl浓度的污染的HCl进料组合物与水或稀释HCl溶液混合以达到具有低于共沸HCl浓度的HCl浓度的组合物，并将由此所得的组合物在大气压下操作的单个蒸馏塔中进行蒸馏。显然，欧洲专利第2368842号和欧洲专利第2371763号的方法均适应污染的HCl进料组合物的该浓度或蒸馏处理的该压力，使得进行蒸馏的组合物具有低于在蒸馏操作普遍的压力下共沸HCl浓度的HCl浓度。欧洲专利第2371763号中所描述的纯化方法在解决来自如柏吉斯-莱诺方法中的污染的HCl组合物的问题上不令人满意，这是因为来自水解产物的污染的HCl组合物的稀释，以及随后再浓缩都可能不具有成本效益。欧洲专利第2368842号中所描述的纯化方法也是不行的。如果考虑到欧洲专利第2368842号的蒸馏中的较低操作压力，则需要昂贵的大型低压蒸馏塔的构造和操作，其中将蒸馏掉整个污染的HCl组合物。此外，在示例性蒸馏中所获得的HCl浓度为21.9％，这对于令人满意的水解而言通常太低。可以通过美国专利第2901407号中描述的方法提供可能的解决方案。根据美国专利第2901407号，通过将该HCl溶液导入第一蒸馏区，从中分离含有HCl和污染物的蒸气馏分和含有HCl和水的液体馏分，其中HCl浓度高于原始污染HCl溶液的HCl浓度，并使该液体馏分导入第二蒸馏区，在比第一蒸馏区压力更高的压力下操作，以获得包含HCl和水的蒸气流出物和和共沸浓度的液体含水HCl溶液。将来自第二蒸馏区的蒸气流出物的一部分引入第一蒸馏区，并将剩余物部分冷凝，得到无水HCl蒸气和含水HCl馏分，将含水HCl馏分再循环到第二蒸馏区。该方法作为双压蒸馏方法为世人所知。如果污染的HCl水溶液中的HCl浓度低于共沸HCl浓度，则该双压蒸馏方法起作用。但是如果双压蒸馏方法的污染的HCl水溶液的HCl浓度(composition)高于共沸HCl浓度，则上述方法不可行。如果已对水解工艺进行改进以大大减少进入该工艺的水流，则可能产生更浓的污染的HCl组合物。对水解工艺的这种改进被记载在例如WO2016/099272和NL2015374(对应于WO2017/039439)中，WO2016/099272公开了通过使用载体油回收糖类，NL2015374公开了通过用非质子气体汽提从木质素中回收HCl。一种选择可以是：将污染的含水HCl溶液引入高压蒸馏区而非低压第一蒸馏区，以便可以从顶部取出富含HCl的产物。但是如果这样做，挥发性有机污染物(如甲醇和乙酸)将与HCl一起从高压塔顶部取出，并与之一起再循环。因此，可能会发生这些挥发性污染物的累积到不可接受的高水平。本专利技术人着手克服这些缺陷。于是，本专利技术提供一种通过蒸馏处理从污染的盐酸组合物料流制备纯化的盐酸组合物的方法，其中至少第一蒸馏塔在第一压力下操作，第二蒸馏塔在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.通过蒸馏处理从污染的盐酸组合物料流制备纯化的盐酸组合物的方法，其中至少第一蒸馏塔在第一压力下操作，第二蒸馏塔在第二压力下操作，所述第二压力低于所述第一压力；其中，所述污染的盐酸组合物包含水、污染物和盐酸且处于第一盐酸浓度，所述第一盐酸浓度超过所述第一压力下盐酸和水的共沸组合物的盐酸浓度；其中，将所述污染的盐酸组合物料流的一部分进料到所述第一蒸馏塔中，得到第一塔底产物和第一塔顶产物；所述第一塔底产物包含水和盐酸且具有低于所述第一盐酸浓度的盐酸浓度；所述第一塔顶产物以高于第一压力下所述共沸盐酸组合物浓度的浓度包含盐酸；其中，所述第一塔底产物的至少一部分导入所述第二蒸馏塔；其中，将所述污染的盐酸组合物料流的另一部分进料到所述第二蒸馏塔，得到包含污染物和水的第二塔顶产物，以及含有水和盐酸的第二塔底产物；其中，所述第二塔底产物的至少一部分再循环到所述第一蒸馏塔中；和其中，第一塔顶产物作为纯化的盐酸组合物回收。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.13 NL 20179881.通过蒸馏处理从污染的盐酸组合物料流制备纯化的盐酸组合物的方法，其中至少第一蒸馏塔在第一压力下操作，第二蒸馏塔在第二压力下操作，所述第二压力低于所述第一压力；其中，所述污染的盐酸组合物包含水、污染物和盐酸且处于第一盐酸浓度，所述第一盐酸浓度超过所述第一压力下盐酸和水的共沸组合物的盐酸浓度；其中，将所述污染的盐酸组合物料流的一部分进料到所述第一蒸馏塔中，得到第一塔底产物和第一塔顶产物；所述第一塔底产物包含水和盐酸且具有低于所述第一盐酸浓度的盐酸浓度；所述第一塔顶产物以高于第一压力下所述共沸盐酸组合物浓度的浓度包含盐酸；其中，所述第一塔底产物的至少一部分导入所述第二蒸馏塔；其中，将所述污染的盐酸组合物料流的另一部分进料到所述第二蒸馏塔，得到包含污染物和水的第二塔顶产物，以及含有水和盐酸的第二塔底产物；其中，所述第二塔底产物的至少一部分再循环到所述第一蒸馏塔中；和其中，第一塔顶产物作为纯化的盐酸组合物回收。2.根据权利要求1的方法，其中，所述污染的盐酸组合物包含水、盐酸以及作为污染物的甲醇和/或具有1～4个碳原子的羧酸，例如乙酸。3.根据权利要求1或2的方法，其中，基于所述污染的盐酸组合物，所述污染的盐酸组合物包含0.1～25重量％的污染物。4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，基于水和盐酸的量，所述污染的盐酸组合物包含25～50重量％的所述第一盐酸浓度。5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，所述第一蒸馏塔在1～20巴，优选3～10巴，更优选4～8巴的第一压力和100～350℃范围温度下进行操作。6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，所述污染的盐酸组合物料流的进料到所述第一蒸馏塔中的那部分占该料流的10～90重量％。7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，所述污染的盐酸组合物料流的进料到所述第二蒸馏塔中的那部分占该料流的90～10重量％。8.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，所述第二蒸馏塔在0.05～0.9巴范围压力和40～99℃范围温度下操作。9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，基于盐酸和水的量，所述第二塔底产物的盐酸浓度为15～40重量％盐酸。10.根据前述权利要求中任一项的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·麦克凯，J·H·弗利明，W·赵，
申请(专利权)人：阿凡田知识中心有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL