精制低碳醇的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及醇的精制领域，具体涉及精制低碳醇的方法和系统。(1)将低碳醇原料混合物进行第Ⅰ精馏，得到有机废水和第一馏分；(2)将所述第一馏分使用第一萃取剂进行第一萃取精馏以进一步脱除水，并得到第二馏分；(3)将所述第二馏分进行第Ⅱ精馏，得到精制的甲醇产品和第三馏分；(4)将所述第三馏分使用第二萃取剂进行第二萃取精馏，得到精制的乙醇产品和第四馏分；(5)将所述第四馏分进行第Ⅲ精馏，得到第二萃取剂和第五馏分；(6)将所述第五馏分进行第Ⅳ精馏，得到粗异丙醇物流和第六馏分；(7)将所述第六馏分进行第Ⅴ精馏，得到精制的正丙醇产品和第七馏分。本发明专利技术所述方法可以成本低、效率高地得到纯度较高的精制低碳醇产品。

【技术实现步骤摘要】
精制低碳醇的方法和系统
本专利技术涉及醇的精制领域，具体涉及精制低碳醇的方法和系统。
技术介绍
低碳醇是指含有少于6个碳原子的单元醇类，低碳醇是重要的化工基础原料和化学品，在能源、化工、医药等领域应用十分广泛，其中甲醇、乙醇是制取醚、醛和酯类等物质的重要原料；丙醇、异丙醇是常用的工业溶剂；异丁醇和仲丁醇可用作增塑剂、染料分散剂和抗乳化剂等。通过不同路线合成的低碳醇中，甲醇和乙醇含量往往较高，两者之和占低碳醇总量的70％以上，其他低碳醇含量相对较低。甲醇与水不共沸，采用普通精馏方法即可得到产品，而乙醇与水形成低沸点共沸物，分离较为困难，其他低碳醇的分离与乙醇类似。CN104788284A公开了一种合成气制低碳醇的连续生产方法，包括以下步骤：a)合成气原料至少分为两股；b)第一股合成气原料进入反应器，与催化剂接触后得到气相产物流；c)所述气相产物流经气气换热器换热后，进入冷凝器，冷凝后得到未凝气和凝液；d)第二股合成气原料进入烃类蒸发器，将所述凝液中的烃类汽提，得到汽提后的凝液和含烃类的气相物流；e)所述汽提后的凝液经减压设备减压后进入精馏塔，在精馏塔上部得到含甲醇的液相物流，侧线得到产品C2、C3醇，塔釜得到含C4+醇的液相物流；所述含甲醇的液相物流和含C4+醇的液相物流返回反应器；f)所述未凝气和所述含烃类的气相物流经压缩设备压缩，与所述气相产物流换热后，循环回反应器。该方法旨在提高C2、C3醇的产率，并未提供醇精制的方法。CN105130749A公开了一种由合成气联合焦炉煤气制低碳醇的工艺，其特征在于包括如下步骤：(1)将焦炉煤气和合成气通入气柜充分混合，形成满足低碳醇合成氢碳比的粗原料气；(2)粗原料气经压缩进行低温甲醇洗净化，脱除硫化氢和二氧化碳等杂质，制得合成低碳醇的纯净气，脱出的硫化氢去硫回收，脱除的二氧化碳高空排放；(3)净化后的纯净气进行合成低碳醇反应，得到的气液两相产物进行气液分离，分离的气体主要包括CO、H2和CO2一部分送到低温甲醇洗循环，另一部分作为驰放气送去火炬燃烧排放，分离的液相产物为醇水混合物，醇水混合物进行醇水分离，得到水和低碳醇产品；所述焦炉煤气体积百分比组成为H2：50-60％，CH4：20-28％，CO+CO2:10-18％，N2：3-8％，合成气体积百分比组成为CO：45-60％，H2：20-28％，CO2：8-18，CH4：7-15％，H2S：0.15-0.35％；所述的低温甲醇洗的操作温度为-35～-55℃，操作压力为2.0-6.5MPa，经过低温甲醇洗后的合成气中H2S<0.1ppm，CO2<20ppm；所述的醇水分离采用苯共沸精馏技术、离子交换树脂，膜分离技术，分子筛脱水技术的一种，操作条件为：温度80-150℃，压力为常压或减压；所述的低碳醇反应采用一个或多个串联固定床反应器，反应工艺条件为：反应压力3-10MPa，反应温度为240-410℃，氢碳摩尔比为H2/CO＝2.0-5.0，空速为5000-50000h-1条件下进行低碳醇的合成；所述的低碳醇合成采用的催化剂为采用美国DOW化学公司的MoS2-M-K催化剂，德国Lurgi公司的改性Cu-Zn-Al-K系催化剂，法国石油研究院的Cu-Co-Cr-K催化剂，中国科学院山西煤炭化学研究所的Zn-Cr催化剂或日本Cu-Ni-Zr-Na催化剂中的一种或几种；所述的低碳醇产品中质量百分比组成甲醇占20-30％，乙醇40-60％，丙醇12-20％，其它醇8-20％。但是该专利申请未提供具体的醇精制方法。硕士论文“低碳醇分离工艺技术的研究”提出了一种低碳醇分离的工艺，其低碳醇来自醋酸酯加氢产物，低碳醇混合物中含有：醋酸甲酯7.97％，甲醇44.88％，醋酸乙酯3.01％，乙醇35.19％，水4.82％，少量其它醇。此原料中易形成多种类型共沸物：低碳醇(除甲醇外)与水、甲/乙醇与醋酸酯均形成二元最低共沸物。另外，乙醇、水和醋酸乙酯也会形成三元低沸点共沸体系。因为此原料中含有一定量的醋酸甲酯和醋酸乙酯，因此其原料组成与合成气反应制得的低碳醇混合物有较大差异，不适合合成气反应所得低碳醇的精制分离。并且此工艺采用DMSO+NMP复合萃取剂，而萃取剂NMP价格较高，接近20000元/吨，萃取精馏过程中的萃取剂在操作过程中均会有损失，这将导致此工艺的投资和操作成本较高。CN104529704B公开了一种低碳混合醇合成与分离的联合生产装置，其特征在于，包括：低碳混合醇合成子系统和低碳混合醇分离子系统；其中，所述低碳混合醇合成子系统包括顺次连通的原料气处理模块、低碳醇合成模块和产品处理模块；所述原料气处理模块包括用于对原料气进行增压的原料气压缩机组(11)和用于加热所述原料气的原料气加热单元，所述原料气压缩机组(11)的出气口连通至所述原料气加热单元的进气口；所述低碳醇合成模块包括低碳醇合成器(21)，所述低碳醇合成器(21)的进气口与所述原料气加热单元的出气口连通；所述产品处理模块包括低碳醇分离部，所述低碳醇分离部包括低碳醇分离器(311)，其中，所述低碳醇分离器(311)包括低碳醇分离器入口，所述低碳醇分离器入口连通至所述低碳醇合成器(21)的出气口，所述低碳醇分离部具有用于引流低碳混合醇产品的低碳混合醇出口；所述低碳混合醇分离子系统包括：甲醇精馏塔(100)，具有与所述低碳混合醇出口相连的甲醇塔进料口、甲醇塔顶出料口和甲醇塔底出料口；所述甲醇塔顶出料口与甲醇储罐(110)相连；乙醇精馏塔(200)，具有与所述甲醇塔底出料口相连的乙醇塔进料口，以及乙醇塔顶出料口和乙醇塔底出料口；萃取精馏塔(300)，具有与所述乙醇塔顶出料口相连的萃取塔进料口，以及萃取剂进料口、萃取塔顶出料口和萃取塔底出料口；其中所述萃取塔进料口位于所述萃取剂进料口的下方；所述萃取塔顶出料口与乙醇储罐(310)相连；正丙醇精馏塔(400)，具有与所述乙醇塔底出料口相连的正丙醇塔进料口，以及正丙醇塔顶出料口和正丙醇塔底出料口；所述正丙醇塔顶出料口与正丙醇储罐(410)相连；所述正丙醇塔底出料口与混合丁醇储罐(420)相连，所述低碳醇分离部还包括一级分离器(23)，所述一级分离器(23)包括分离器进气口、分离器第一出口和分离器第二出口，所述分离器进气口与所述低碳醇合成器(21)的出气口连通，所述分离器第一出口连通至所述低碳醇分离器(311)的入口，所述分离器第二出口连通至所述联合生产装置的蜡产品装置，所述产品处理模块还包括轻油产品分离部，所述轻油产品分离部连通至所述低碳醇分离部，所述低碳醇分离器(311)还包括低碳醇分离器第一出口和低碳醇分离器第二出口，所述低碳醇分离器(311)的入口连通至所述一级分离器(23)的所述分离器第一出口，所述低碳醇分离器第一出口与所述轻油产品分离部的入口连通，所述低碳醇分离器第二出口用于输出低碳醇产品。但是该系统或方法所得到的醇类产品纯度较低，必须借助其他方法例如与膜分离提纯结合才能得到期望纯度的产品，而膜分离方法在实际生产应用中都受到效率、成本的限制；此外由于水能与除甲醇外的其他低碳醇类(乙醇、丙醇、丁醇、戊醇等)形成共沸物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精制低碳醇的方法，该方法包括：/n(1)将低碳醇原料混合物进行第Ⅰ精馏，得到有机废水和第一馏分；/n(2)将所述第一馏分使用第一萃取剂进行第一萃取精馏以进一步脱除水，并得到第二馏分；/n(3)将所述第二馏分进行第Ⅱ精馏，得到精制的甲醇产品和第三馏分；/n(4)将所述第三馏分使用第二萃取剂进行第二萃取精馏，得到精制的乙醇产品和第四馏分；/n(5)将所述第四馏分进行第Ⅲ精馏，得到第二萃取剂和第五馏分；/n(6)将所述第五馏分进行第Ⅳ精馏，得到粗异丙醇物流和第六馏分；/n(7)将所述第六馏分进行第Ⅴ精馏，得到精制的正丙醇产品和第七馏分。/n

【技术特征摘要】
1.一种精制低碳醇的方法，该方法包括：
(1)将低碳醇原料混合物进行第Ⅰ精馏，得到有机废水和第一馏分；
(2)将所述第一馏分使用第一萃取剂进行第一萃取精馏以进一步脱除水，并得到第二馏分；
(3)将所述第二馏分进行第Ⅱ精馏，得到精制的甲醇产品和第三馏分；
(4)将所述第三馏分使用第二萃取剂进行第二萃取精馏，得到精制的乙醇产品和第四馏分；
(5)将所述第四馏分进行第Ⅲ精馏，得到第二萃取剂和第五馏分；
(6)将所述第五馏分进行第Ⅳ精馏，得到粗异丙醇物流和第六馏分；
(7)将所述第六馏分进行第Ⅴ精馏，得到精制的正丙醇产品和第七馏分。


2.根据权利要求1所述方法，其中，在步骤(1)中，所述第Ⅰ精馏的条件包括：塔顶温度为60-80℃，塔顶压力为0-10kPa，回流比为0.5-1；优选地，塔顶温度为65-75℃，塔顶压力为4-6kPa，回流比为0.7-0.9。


3.根据权利要求1或2所述方法，其中，在步骤(2)中，所述第一萃取剂选自乙二醇、糠醛、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的至少一种；优选地，
所述第一萃取精馏的条件包括：塔顶温度为50-70℃，塔顶压力为0-10kPa，回流比为0.35-0.65；优选地，塔顶温度为55-65℃，塔顶压力为4.5-5.5kPa，回流比为0.4-0.6。


4.根据权利要求1或2所述方法，其中，所述第二馏分含有20-60重量％的甲醇，10-40重量％的乙醇，0.1-1重量％的水，10-30重量％的正丙醇，1-10重量％的异丙醇，0.1-5重量％的丁醇。


5.根据权利要求1或2所述方法，其中，在步骤(3)中，第Ⅱ精馏的条件包括：塔顶温度为35-50℃，塔顶压力为0-10kPa，回流比为3-7；优选地，塔顶温度为38-48℃，塔顶压力为4-6kPa，回流比为5-6。


6.根据权利要求1或2所述方法，其中，在步骤(4)中，所述第二萃取精馏的条件包括：塔顶温度为70-90℃，塔顶压力为0-10kPa，回流比为1-3；优选地，塔顶温度为75-85℃，塔顶压力为4-6kPa，回流比为1.5-2.5。


7.根据权利要求1或2所述方法，其中，在步骤(7)中，所述第Ⅴ精馏的条件包括：塔顶温度为90-105℃，塔顶压力为0-10kPa，回流比为1-3；优选地，塔顶温度为95-100℃，塔顶压力为4-6k...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓峰，张翠清，芦海云，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11