[发明专利]利用膜分离醇/混合轻烃的醚生产工艺

说明书

本发明属于醚类产品生产技术领域，具体涉及一种利用膜分离醇/混合轻烃的醚生产工艺。由含有叔烯烃的混合轻烃与脂肪醇进行的醚化反应，反应产物经过分离将醚类产品分离出去，剩余的混合轻烃与未反应的醇形成的共沸物通过渗透汽化膜将醇/混合轻烃分离，醇返回反应部分继续反应。采用渗透汽化膜分离技术来分离醇与混合轻烃，既可大大降低醚类生产的能耗，又可避免醚类生产过程产生废水，另外回收的醇不含水，有利于减少醚化过程中的烯烃水合副反应，提高醚类产品纯度，多级膜分离过程加强了分离效果，分离后的混合轻烃中醇残余量少。

技术领域

本发明属于醚类产品生产技术领域，具体涉及一种利用膜分离醇/混合轻烃的醚生产工艺。

背景技术

含有叔烯烃的混合轻烃与脂肪醇反应生产醚，如甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、甲基叔戊基醚(TAME)的工艺，反应产物经过精馏塔精馏将醚类产品从塔釜分离出去，剩余的轻烃与未反应的醇形成共沸物从塔顶排出，现有技术通常采用水洗加精馏的方式将醇/混合轻烃分离，醇返回反应部分继续反应，该精馏过程占整个醚类生产总能耗的30％。另外，水洗加精馏的方式回收的醇不可避免带有一定含量的水分，对于甲醇这样不与水形成共沸物的醇，水的重量百分比通常为几百到几千ppm，对于乙醇这样与水形成共沸物的醇，水的重量百分比则为4-7％，水会与叔烯烃发生水合副反应生成副产物，降低醚类产品纯度。

渗透汽化技术是一项较为新型的膜分离技术，具有高效、节能、无污染、操作简单等优点。若在利用膜分离醇/混合轻烃的醚生产工艺中引入渗透汽化膜分离技术来分离醇与混合轻烃，既可大大降低能耗，又可以避免产生废水，另外回收的醇不含水，有利于减少醚化过程中的烯烃水合副反应，提高醚类产品纯度。混合轻烃包括主要由烯烃和烷烃组成的C₄、C₅、C₆、C₇等轻质烃类。

膜的渗透汽化性能主要由两个指标评价，渗透通量J和分离系数α：

J＝W/(A×t) (1)

α＝(Ya/Yb)/(Xa/Xb) (2)

J为渗透通量，g/(m²·h)，W为渗透液质量(g)，A为膜面积(m²)，t为渗透汽化操作时间(h)，Ya和Yb分别为渗透侧组分a和组分b的质量分数；Xa和Xb分别为料液侧组分a和组分b的质量分数，α为分离系数。

中国专利CN 202010040519.8公开了一种层状斯坦纳网络结构纤维膜的制备方法及其应用，该纤维膜由聚合物为聚乙烯醇、壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯纤维素、聚碳酸酯、聚酰亚胺中的一种或两种，致孔剂为二氯甲烷、聚乙烯醇、二甲基亚砜、碳酸氢铵、碳酸氢钠、丙酮或四氢呋喃致孔剂中的一种，交联剂为戊二醛、亚甲基双丙烯酰胺、三乙醇胺、聚乙烯亚胺或二乙三胺交联剂中的一种，催化剂为盐酸、硫酸或磷酸，以及去离子水溶剂构成，经静电纺丝制得该纤维膜，在该纤维膜上加载氯酸盐、尿素、硝酸盐等物质后可得到用于相应易燃易爆类物质的比色检测。该纤维膜不是用于有机物的分离。

中国专利CN 201280019296.0公开了一种用于乙醇和芳族化合物分离的乙醇稳定的基于聚醚环氧化物的膜，介绍了自含有芳族化合物和醇的汽油进料分离芳族化合物和乙醇的分离膜和分离方法，该膜由多孔陶瓷基底和涂于其上的脂族取代的聚醚环氧树脂膜构成。

中国专利CN 201010192642.8公开了一种用于渗透汽化分离甲醇/醋酸甲酯共沸体系的有机-无机杂化膜及其制备方法，所述有机-无机杂化膜是由4A分子筛填充的4,4’-双叠氮芪-2，2’-二磺酸钠(DAS)交联的聚乙烯醇(PVA)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)有机-无机杂化膜。该有机-无机杂化膜具有良好的机械性能及稳定性。