分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于化工分离技术领域，具体涉及分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的装置及方法。装置包括蒸馏釜、精馏塔、塔釜、再沸器、冷凝器、回流罐、相分罐、接收罐。方法具体为物料中甲苯与甲醇、乙醇及水之间产生二元或三元共沸；由于甲苯

【技术实现步骤摘要】
分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的装置及方法


[0001]本专利技术属于化工分离
，具体涉及分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的装置及方法。

技术介绍

[0002]甲醇(Methanol)又称羟基甲烷，是结构最为简单的饱和一元醇，其化学式为CH3OH，分子量为32.04，相对密度0.792(20/4℃)，熔点
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97.8℃，沸点64.7℃，能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、腈、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料，主要应用于精细化工，塑料等领域，是农药、医药、材料的重要基本有机原料之一，甲醇在深加工后可作为一种新型醇基燃料或加入汽油中掺烧，可用于制造醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品。甲苯(Methyl Benzene)是一种有机化合物，其化学式为C7H8，分子量为92.14，相对密度0.872(20/4℃)，熔点
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94.9℃，沸点110.6℃，是一种无色、带特殊芳香味的易挥发液体，能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶，极微溶于水。甲苯主要由原油经石油化工过程而制得，作为溶剂它用于油类、树脂、天然橡胶和合成橡胶、煤焦油、沥青、醋酸纤维素，也作为溶剂用于纤维素油漆和清漆，以及用为照像制版、墨水的溶剂。甲苯也是有机合成，特别是氯化苯酰和苯基、糖精、三硝基甲苯和许多染料等有机合成的主要原料，它也是航空和汽车汽油的一种成分。甲苯大量用作溶剂，是有机化工的重要原料，广泛用于染料；医药；农药；火炸药；助剂；香料等精细化学品的生产，也用于合成材料工业；其中在聚氨酯制品、染料和有机颜料、橡胶助剂、医药、炸药等方面最为重要。乙醇(ET)俗称酒精，是一种有机化合物，结构简式为CH3CH2OH或C2H5OH，分子式为C2H6O，分子量40.07，熔点
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114.0℃，沸点78.3℃，相对密度0.7893(20/4℃)，乙醇能与水以任意比互溶，能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶；乙醇在电子工业、化学工业、医疗卫生、食品工业、农业生产等领域都有广泛的用途。
[0003]农药、医药及电子材料等制造过程副产物为甲醇
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乙醇
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甲苯
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水混合物，上述物料需要经过精馏分离，若是物料不经分离，被视为危险固废物；但该混合物中的甲醇、乙醇、及甲苯均属于常用溶剂，通过精馏分离这些溶剂为高含量的物质，可变废为宝。精馏对混合物的分离是依赖于组分间相对挥发度实现的，相对挥发度差别越大越容易分离，然而对于某些混合物，组分间的相对挥发度接近于1或者等于1，普通精馏方法不能实现其分离，需采用特殊精馏方式。
[0004]目前常用的特殊精馏方式包括共沸精馏、萃取精馏、膜分离、变压精馏、吸附精馏等。甲醇和甲苯是精细化工和医药领域常用的有机溶剂，常压下，两者偏离拉乌尔定律产生正偏差，形成最低共沸物，共沸温度为63.8℃；共沸物中甲醇的质量分数为69％，甲苯的质量分数为31％。常规普通精馏方法难以将其有效分离；实际生产中，针对甲醇和甲苯共沸物分离问题，如果采用连续共沸精馏流程，需要设置两套精馏塔及一套水萃取塔，以甲醇与甲苯精馏分离；但连续的三塔流程处理量大，装置复杂，自控要求高，投资高；如果采用连续萃取精馏流程，需要设置两套精馏塔，即萃取塔及溶剂回收塔；萃取精馏可选的萃取溶剂有很
多，由于萃取溶剂比大，萃取溶剂再生需要负压精馏，装置能耗偏高，且流程相对较复杂。针对乙醇、甲苯、水混合物分离问题，由于甲苯与乙醇产生均相共沸(共沸温度76.7℃，共沸组成含乙醇68％)，甲苯与水产生非均相水共沸(共沸温度84.1℃，共沸组成含水13.5％)，同时甲苯与乙醇、水还产生三元非均相共沸物(共沸温度74.4℃，共沸组成甲苯
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乙醇
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水＝51
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37
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12)；如果采用连续共沸精馏流程，分离乙醇
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甲苯
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水混合物需要设置三座精馏塔，分别为乙醇共沸塔、甲苯精馏塔，乙醇回收塔，同时设置相分器，三塔组合流程处理量大，装置复杂，自控要求高，投资高；如果采用连续萃取精馏流程，需要设置两套精馏塔，即萃取塔及溶剂回收塔；萃取精馏可选的萃取溶剂有很多，由于萃取精馏溶剂比大，萃取溶剂再生需要负压精馏，装置能耗偏高，且流程也相对较复杂。共沸物加压精馏是利用共沸物在不同压力条件下，共沸温度及组分含量偏差而分离得到甲醇、乙醇及甲苯，加压过程组分相对挥发度变小，能耗增加，高低热源需热力集成，流程复杂，加压精馏塔温度压力相对较高，存在安全等级高的缺陷。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的装置及方法，目的是为了解决现有的特殊精馏方式无法满足对甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的高效分离需求，以及存在分离设备复杂和安全性不足的缺陷的技术问题。
[0006]本专利技术提供的第一个技术方案为分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的方法，具体技术方案如下：
[0007]分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的方法，包括如下步骤：
[0008]S1，将待分离物料进行蒸馏后精馏分别得到甲醇
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甲苯混合馏分，塔底得到乙醇
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甲苯
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水混合物馏分；
[0009]S2，将步骤S1中的甲醇
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甲苯混合馏分进行精馏和冷却分相，获得上层油相和下层水相，分相后的油相及水相分别精馏，对应得到甲苯成品和甲醇成品；
[0010]S3，将步骤S1中的乙醇
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甲苯
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水混合物馏分进行精馏，塔顶采出乙醇
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甲苯
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水三元共沸物进行冷却分相，获得上层油相和下层水相，分相后的油相及水相分别精馏，对应得到甲苯成品和乙醇成品。
[0011]在某些实施方式中，所述步骤S1包括如下步骤：
[0012]S11，将待分离物料进行蒸馏后获得气相物料，所述气相物料组份为甲醇
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乙醇
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甲苯
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水混合物；
[0013]S12，将步骤S11中的气相物料进行精馏后，塔底得到乙醇
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甲苯
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水混合物馏分，塔顶的气相物料进行冷凝得到甲醇
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甲苯共沸物馏分。
[0014]进一步，步骤S11中，蒸馏的操作压力105
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110kPa，温度65
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110℃；步骤S12中，精馏的塔底压力为105
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110kPa；精馏的塔顶温度为66
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110℃，精馏的塔底温度为70
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115℃；精馏的操作回流比为0.1
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15。
[0015]在某些实施方式中，所述步骤S2包括如下步骤：
[0016]S21，将步骤S1中的甲醇
‑
甲苯混合馏分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，将待分离物料进行蒸馏后精馏分别得到甲醇
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甲苯混合馏分，塔底得到乙醇
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甲苯
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水混合物馏分；S2，将步骤S1中的甲醇
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甲苯混合馏分进行精馏和冷却分相，获得上层油相和下层水相，分相后的油相及水相分别精馏，对应得到甲苯成品和甲醇成品；S3，将步骤S1中的乙醇
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甲苯
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水混合物馏分进行精馏，塔顶采出乙醇
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甲苯
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水三元共沸物进行冷却分相，获得上层油相和下层水相，分相后的油相及水相分别精馏，对应得到甲苯成品和乙醇成品。2.根据权利要求1所述的分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：S11，将待分离物料进行蒸馏后获得气相物料，所述气相物料组份为甲醇
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乙醇
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甲苯
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水混合物；S12，将步骤S11中的气相物料进行精馏后，塔底得到乙醇
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甲苯
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水混合物馏分，塔顶的气相物料进行冷凝得到甲醇
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甲苯共沸物馏分。3.根据权利要求2所述的分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的方法，其特征在于，步骤S11中，蒸馏的操作压力105
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110kPa，温度65
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110℃；步骤S12中，精馏的塔底压力为105
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110kPa；精馏的塔顶温度为66
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110℃，精馏的塔底温度为70
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115℃；精馏的操作回流比为0.1
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15。4.根据权利要求1所述的分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：S21，将步骤S1中的甲醇
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甲苯混合馏分进行精馏，塔顶获得甲醇
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甲苯共沸物；S22，向步骤S21中的甲醇
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甲苯共沸物加入去离子水进行冷却分相，获得上层油相和下层水相，所述上层油相为粗品甲苯；S23，步骤S22中的粗品甲苯进行精馏，塔顶获得甲醇
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甲苯共沸物加入去离子水进行冷却分相，获得上层油相和下层水相，所述上层油相再次进行精馏，采出成品甲苯；S24，步骤S22中的下层水相和步骤S23中的下层水相均进行精馏，去除甲苯
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甲醇过渡馏分，再次以回流比5
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10进行精馏，然后以回流比1
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3采出成品甲醇。5.根据权利要求4所述的分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的方法，其特征在于，步骤S21中，精馏采出甲醇
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甲苯共沸物的回流比为1
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5；步骤S22中，加水比为塔顶馏出物：水＝0.1
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3；步骤S23中，采出成品甲苯操作条件如下：塔顶温度110.6℃，塔底温115
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120℃。6.根据权利要求1所述的分离甲醇、乙醇、甲苯和水混合物的方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：S31，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳，王毅，
申请(专利权)人：江苏三贵资源再生有限公司，
类型：发明
国别省市：