[发明专利]变压精馏分离苯与异丁醇共沸体系的方法

说明书

本发明为变压精馏分离苯与异丁醇共沸物的方法以及适用于该方法的装置。该装置主要包括：常压塔LP、加压塔HP、冷凝器C1和C2、回流罐D1和D2、再沸器R1和R2；其中再沸器R1和R2分别连接在常压塔LP和加压塔HP塔底，冷凝器C1和回流罐D1依次连接在常压塔LP塔顶，冷凝器C2和回流罐D2依次连接在加压塔HP塔顶。所述变压精馏分离苯与异丁醇共沸体系的方法有两种塔序列，即序列一：先在常压塔分离最低共沸物，后在高压塔分离最高共沸物，序列二：先在高压塔分离最高共沸物，后在常压塔分离最低共沸物。本发明解决了该体系随压力升高，共沸行为分别表现出最低和最高两种特性而带来的分离难题，具有能耗低且产品回收率高的优点。

技术领域

本发明属于化工行业的分离纯化领域，具体涉及一种变压精馏分离苯与异丁醇共沸体系的方法，尤其适用于分离随着压力升高共沸行为发生变化，即在低压(低于5atm)范围内为最低共沸物，在高压(大于7atm)范围内最高共沸物的苯与异丁醇二元共沸体系。

背景技术

异丁醇是一种无色易燃，有特殊气味的有机化合物，常被用作化学反应的溶剂。异丁醇作为反应物，可以合成乙酸异丁酯用以生产漆和类似涂层，可以合成异丁酯类用作橡胶、塑料等的增塑剂。异丁醇还可用作油漆、墨水等的溶剂和清漆的清理剂。添加少量异丁醇到油漆中可降低油漆的粘度，提高刷流量，并妨碍石油残留物在被漆件表面的生成。

苯是一种重要的芳香烃类物质，是重要的基本有机化工原料，由芳烃衍生的下游产品，广泛用于三大合成材料(合成塑料、合成纤维和合成橡胶)和有机原料及各种中间体的制造。纯苯大量用于生产精细化工中间体和有机原料，此外作为溶剂还用于涂料、粘合剂、油墨和农药等方面。

苯和异丁醇均是重要的化工原料，在制药、橡胶、喷漆等行业均有广泛应用。工业上在某种油漆的生产过程中产生大量的苯-异丁醇混合物，造成极大的资源浪费，实现苯和异丁醇的有效分离对于溶剂回收，资源利用具有很大的经济效益。

因为苯和异丁醇体系在常压下能形成最低共沸物，与常规共沸体系不同，对于苯与异丁醇二元共沸体系，二者在小于5atm(绝压)内形成最低共沸物，在7atm(绝压)以上形成最高共沸物。所以需要采用特殊精馏法来分离两者的混合物。常规变压精馏可以分离在操作压力范围内共沸行为均表现为最低共沸或最高共沸的二元混合物。所以常规变压精馏难以实现具有该类特性体系的有效分离。本发明采用两种不同塔序列实现该体系的有效分离，序列一：先常压、再加压变压精馏，常压塔塔底采出异丁醇产品，塔顶物流进入加压塔二次精馏；加压塔塔顶采出苯产品，塔底物流循环进入常压塔精馏。序列二：先加压、再常压变压精馏，加压塔塔顶采出苯产品，塔底物流进入常压塔二次精馏；常压塔塔底采出异丁醇产品，塔顶物流循环进入加压塔精馏。本发明能有效处理苯与异丁醇二元体系随着压力升高，共沸行为分别为最低和最高共沸两种特性带来的分离难题。

专利(CN103408513B)先利用高压塔处理新鲜物料，再利用低压塔处理高压塔塔顶物料，低压塔塔顶物料循环至高压塔，高压塔和低压塔塔底分别采出四氢呋喃和乙醇产品。专利(CN103394209B)利用低压塔处理新鲜物料，再利用高压塔处理低压塔塔顶物料，高压塔塔顶物料循环至低压塔，低压塔和高压塔塔底分别采出乙醇和四氢呋喃产品。虽然上述两个专利给出了同一种共沸物变压精馏高低压、低高压双塔精馏分离乙醇和四氢呋喃共沸物系的两种塔序列，但是所分离的共沸物在全压力范围内均为最低共沸物，所用方法均为常规的变压精馏，而本申请所分离物系却在低压范围内为最低共沸物，高压范围内为最高共沸物，采用的是两塔分别分离不同种类共沸物的特殊精馏方法。

专利(CN105001056A)公开了一种变压精馏分离异丁醇与正庚烷共沸体系的方法，利用变压精馏，先在常压下分离最低异丁醇与正庚烷的最低共沸物，后在高压塔分离最高共沸物，看似与本申请的序列一相似，但是该专利高压塔的压力为12-14atm，大大高于本申请的7-10atm。压力越高对塔设备以及管道的要求越高，分离所需的能耗越高。另外，该专利仅给出了本发明序列一的方法，且未实现工业应用。