[发明专利]一种从费托合成反应水中分离提纯乙醛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对费托合成反应水中有机含氧化合物的分离回收，该技术可以用于费托合成反应水的处理，所述乙醛可以用作工业化学品原料。

背景技术

随着以石油为基础的液体燃料需求量的增大及石油资源储量的减少，由煤等固体燃料生产液体燃料的方法越来越受到人们的重视。

目前，以煤为原料生产液体燃料的方法有两种，一种是直接液化，另一种是间接液化，直接液化是煤在催化剂和供氢溶剂存在的条件下，在高温高压下加氢裂解成液化油品的方法，直接液化生成的液体油类似石油原油。反应条件非常苛刻，对原料煤种的要求非常高。

间接液化即通常所指的费托合成，是在铁基、钴基催化剂存在的条件下，将由煤等固体燃料产生的包含一氧化碳(CO)和氢气(H₂)的合成气，在一定温度和压力下，定向催化合成烃类燃料和化学品的工艺。间接液化对原料的适用性强，产品品种多，所产油品质量高。

费托合成的原料是以一氧化碳(CO)和氢气(H₂)为主的合成气，合成气是由煤等固体燃料气化得到。固体燃料气化前需先与水混合碾压制成浆料。

在费托反应过程中主要是一氧化碳(CO)和氢气(H₂)在铁基、钴基催化剂的作用下生成甲烷及更高碳数的烃类，同时生成醇、烃类氧化物和反应水。

反应水与费托合成的主产物烃可以很方便地分离，但由于醇等烃类氧化物在水中有一定的溶解度，故从费托合成产物中分离出的反应水含有一定醇、醛、酮、酸、酯等有机含氧化合物。

由于费托合成过程中生成的反应水的量较大，若将其直接排放，不仅不经济，还会造成腐蚀和污染，不符合环保要求。

由于费托合成反应过程中产生的反应水含有数十种以上的醇、醛、酮和酸等有机含氧化合物。该类含氧有机化合物的碳酸为C1～C10，其组分主要有乙醛、丙醛、丁醛、丙酮、丁酮、戊酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、乙酸乙酯、乙酸甲酯等数十种。由于费托合成反应水种含氧有机化合物种类多，组成复杂，用一般的含有机氧化物的废水处理及其水中有机氧化物分离回收方法处理费托合成反应水，不但费用高而且很难达到环保要求的指标。因此，有必要找出一种处理费托合成反应水的经济有效的方法。

乙醛是无色的有刺激性气味的低沸点液体，可溶于水、乙醇、乙醚中，易氧化，易聚合，标准状况下，乙醛的沸点20.85℃。

乙醛是一种重要的有机合成原料，通常作为一种重要的基本有机化学产品中间体，用于醋酸、醋酐、醋酸酯类、丁醇和2-乙基己醇等重要的基本有机化工产品，被广泛的应用于化学品、医药和香水工业。

乙醛可以通过乙炔水合和乙醇氧化两种方法制得，随着石油工业的发展，乙烯直接氧化法成为乙醛生产的主要途径，在催化剂的作用下，用空气即可将乙烯直接氧化成乙醛。以上方法都是通过另一种化工原料合成而得，而通过分离回收费托合成反应水中的乙醛而制得乙醛产品，既可丰富费托合成反应产物的种类，增加费托合成的附加值，也可减少通过乙烯或乙炔等为原料制备乙醛带来的资源消耗。

乙醛是费托合成反应水中含氧化合物的组分之一，其质量含量为0.1wt％～2wt％，按FT合成生成的油水比为1∶1.3计，年产百万吨的液化油品的FT合成反应水产量达130万吨，其年产乙醛量为0.13万～2.6万吨，如此高产量的乙醛从费托合成反应水中分离出作为产品，将提高煤制油的经济效益。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种方法简单、纯度高的从费托合成反应水中分离提纯乙醛的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种从费托合成反应水中分离提纯乙醛的方法，其特征在于，该方法是采用多个精馏塔单元组合，通过调节各单元的操作条件，从费托合成反应水中分离提纯乙醛，具体包括以下步骤：

(a)反应水浓缩阶段：在反应水浓缩塔中，将费托合成反应水中的非酸性含氧化合物提浓，得到醇、醛、酮、酯的富有机流体，该富有机物流体的有机总含量达70wt％以上。

(b)乙醛生产阶段：在乙醛精馏塔中，将步骤(a)得到的富有机物流体提纯乙醛组分，生产乙醛产品。

所述的费托合成反应水是一种含有有机含氧化合物的混合溶液，其中所含的有机含氧化合物总含量为1wt％～20wt％，主要为C1～C10的醇、醛、酮、酸、酯，乙醛含量为0.1wt％～2wt％。