專利名稱：一種甲醇和水的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甲醇和水的分離方法，特別是涉及含有與水共沸的有機(jī)化合物雜質(zhì)的甲醇和水的分離方法。
背景技術(shù)：
為了回收工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的甲醇水溶液中的甲醇和水，一般采用蒸餾的方法，如US6049020、US6072095、US6100438等公開了一種甲基叔丁基醚裂解制備異丁烯的方法，其分離工藝中產(chǎn)生的甲醇水溶液均采用蒸餾的方法回收甲醇和水，塔頂排出的醇可回用于甲醇與異烯烴的醚化反應(yīng)、塔底排出的水可回用于醇水萃取區(qū)。
當(dāng)甲醇水溶液中含有少量與水共沸的有機(jī)化合物雜質(zhì)時(shí)，采用上述常規(guī)的蒸餾分離方法分離甲醇和水時(shí)，有機(jī)化合物會(huì)與水產(chǎn)生共沸形成共沸物，共沸物與甲醇從塔頂排出時(shí)會(huì)使甲醇中含有一定量的水，而回收利用甲醇時(shí)，若要控制甲醇中水的含量較低時(shí)，采用上述常規(guī)的蒸餾分離方法分離甲醇和水時(shí)，很難滿足要求。例如，在甲基叔丁基醚裂解制備異丁烯時(shí)，在產(chǎn)品的分離過(guò)程中會(huì)在水洗塔塔底產(chǎn)生含有少量叔丁醇的甲醇水溶液，而叔丁醇可與水共沸產(chǎn)生共沸物，若采用上述常規(guī)的蒸餾方法分離甲醇與水時(shí)，甲醇分餾塔塔頂甲醇中的水含量高達(dá)0.2％(重量)左右。而甲醇回用于醇與異烯烴的醚化反應(yīng)時(shí)要求甲醇中的水含量最好在200ppm以下，否則，當(dāng)甲醇回用時(shí)，會(huì)因水含量較大會(huì)使副反應(yīng)產(chǎn)物增多。目前，國(guó)內(nèi)已工業(yè)化的異丁烯的生產(chǎn)裝置中，均存在此類問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種甲醇和水的分離方法，采用本發(fā)明的分離方法分離含有與水形成共沸的有機(jī)化合物雜質(zhì)的甲醇水溶液時(shí)，可以根據(jù)需要控制所得甲醇的含水量。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種甲醇和水的分離方法，包括將含有與水共沸的有機(jī)化合物雜質(zhì)的甲醇水溶液送入分餾塔，其特征在于將甲醇從分餾塔塔頂排出，將水從分餾塔塔底排出，從高于甲醇水溶液進(jìn)料口的位置(精餾段內(nèi))側(cè)線采出富含有機(jī)化合物雜質(zhì)的餾分。
采用本發(fā)明的方法分離甲醇和水時(shí)，只要從高于甲醇水溶液進(jìn)料口的位置即精餾段內(nèi)側(cè)線采出少量富含有機(jī)化合物雜質(zhì)的餾分，即可除去大部分的有機(jī)化合物雜質(zhì)，避免了該有機(jī)化合物與水形成的共沸物將水帶到塔頂?shù)募状籍a(chǎn)品中，從而控制所得甲醇的含水量。本發(fā)明優(yōu)選從精餾段2/5～4/5的位置(從塔頂計(jì))側(cè)線采出富含有機(jī)化合物雜質(zhì)的餾分。側(cè)線采出的共沸物餾分中有機(jī)化合物雜質(zhì)的量與塔頂?shù)玫降募状贾兴坑嘘P(guān)側(cè)線采出的富含有機(jī)化合物雜質(zhì)的餾分量越多，分餾塔內(nèi)有機(jī)化合物雜質(zhì)的量越少，能與水形成的共沸物的的量越少，從而使塔頂?shù)玫降募状贾兴吭降停坏?，?cè)線采出的有機(jī)化合物雜質(zhì)的量越多，從側(cè)線采出的甲醇的量也會(huì)增加，會(huì)增大甲醇的損失量，不利于甲醇的回收。綜合考慮，可根據(jù)得到的甲醇對(duì)水含量的要求確定側(cè)線采出的量。
本發(fā)明的方法適用于含有與水共沸的除甲醇外的醇雜質(zhì)的甲醇水溶液的分離，更適用于含碳原子數(shù)是4的醇雜質(zhì)的甲醇水溶液的分離，所述碳原子數(shù)是4的醇可為叔丁醇、正丁醇、異丁醇和/或丁醇-2。
已有技術(shù)公開的適用于分離甲醇和水的分餾塔均可用于本發(fā)明，如所述的分餾塔可為板式塔或填料塔，所述分餾塔的塔內(nèi)件為目前工業(yè)裝置中常采用的通用型塔內(nèi)件和通用型散裝填料或規(guī)整填料。一般情況下，生產(chǎn)規(guī)模小的采用填料塔(如生產(chǎn)規(guī)模在2000噸/年以下)，規(guī)模較大的可采用板式塔，如浮閥塔、篩板塔等。
所述分餾塔的理論板數(shù)優(yōu)選為10～50塊。當(dāng)理論板數(shù)低于10塊時(shí)，從分餾塔塔頂?shù)玫降募状嫉暮亢茈y滿足要求；從理論上來(lái)講，分餾塔的理論塔板數(shù)越大，分離效果越好，但理論板數(shù)過(guò)大，其設(shè)備費(fèi)用增加，所以，綜合考慮，分餾塔的理論塔板數(shù)也不宜太高，一般分餾塔的理論板數(shù)控制在10～50塊之間。所述分餾塔的操作壓力為常壓或正壓。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限其范圍。
下述實(shí)施例及對(duì)比例中塔頂采出的甲醇餾分中的水含量均采用CA-06卡爾費(fèi)休測(cè)水儀(日本三菱產(chǎn))、用容量法測(cè)定，分析方法參考GB6283-86，卡爾費(fèi)休試劑為碘、二氧化硫、吡啶和乙二醇甲醚組成的溶液。
實(shí)施例1～實(shí)施例10所處理的甲醇水溶液中含有少量的有機(jī)化合物為叔丁醇(TBA)。
實(shí)施例11所處理的甲醇水溶液中含有少量的有機(jī)化合物為正丁醇。
實(shí)施例12所處理的甲醇水溶液中含有少量的有機(jī)化合物為異丁醇。
實(shí)施例13所處理的甲醇水溶液中含有少量的有機(jī)化合物為丁醇-2。
實(shí)施例1該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.6m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.0m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為69ppm(重量)。
對(duì)比例1該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.6m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為0.3％(重量)。
實(shí)施例2該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.4m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的0.6m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.8kg/hr，測(cè)得其水含量為125ppm(重量)。
實(shí)施例3該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.8m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.4m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為90ppm(重量)。
實(shí)施例4該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.0m(相當(dāng)20塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.4m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的0.8m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為80ppm(重量)。
實(shí)施例5該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為1.2m(相當(dāng)12塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂0.7m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在距塔頂0.4m處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為150ppm(重量)。
實(shí)施例6該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.05％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.8m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.4m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為70ppm(重量)。
實(shí)施例7該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.8m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.4m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為85ppm(重量)。
實(shí)施例8該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.8m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.4m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為120g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為45ppm(重量)。
實(shí)施例9該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.8m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.4m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為96g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為110ppm(重量)。
實(shí)施例10該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為10％(重量)，叔丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.8m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.4m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為10.5kg/hr，測(cè)得其水含量為60ppm(重量)。
實(shí)施例11該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，正丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為2.5m(相當(dāng)25塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.7m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.2m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為113ppm(重量)。
實(shí)施例12該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，異丁醇的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為3.5m(相當(dāng)35塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.9m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.2m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為70ppm(重量)。
實(shí)施例13該分餾塔所處理的甲醇水溶液的進(jìn)料量為100kg/hr，其中甲醇的含量為4.5％(重量)，丁醇-2的含量為0.08％(重量)，其余為水。該分餾塔為填料塔，塔徑為120mm，選用了Φ6絲網(wǎng)θ環(huán)散堆填料，該塔的填料裝填高度為3.0m(相當(dāng)30塊理論板)，塔頂壓力為0.03atm(表壓)。在距塔頂1.7m的位置有一個(gè)進(jìn)料口，在塔的1.0m(從塔頂計(jì))處有一個(gè)側(cè)線采料口，采出的液相餾分送入共沸物收集器，采集的側(cè)線餾分的量為110g/hr，塔底采出水，塔頂采出的甲醇餾分送入甲醇收集器中，塔頂采出甲醇的量為4.6kg/hr，測(cè)得其水含量為85ppm(重量)通過(guò)以上實(shí)施例和對(duì)比例可以說(shuō)明，采用本發(fā)明可以很容易控制分餾塔塔頂甲醇中的水含量，而且很容易控制甲醇中的水含量小于200ppm。
權(quán)利要求
1.一種甲醇和水的分離方法，包括將含有與水共沸的有機(jī)化合物雜質(zhì)的甲醇水溶液送入分餾塔，其特征在于將甲醇從分餾塔塔頂排出，將水從分餾塔塔底排出，從高于甲醇水溶液進(jìn)料口的位置(精餾段內(nèi))側(cè)線采出富含有機(jī)化合物雜質(zhì)的餾分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述有機(jī)化合物雜質(zhì)為除甲醇外的醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述醇為碳原子數(shù)是4的醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述醇為叔丁醇、正丁醇、異丁醇和丁醇-2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述分餾塔為板式塔或填料塔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述分餾塔的理論板數(shù)為10～50塊之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于從精餾段2/5～4/5的位置(從塔頂計(jì))側(cè)線采出富含有機(jī)化合物雜質(zhì)的餾分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有與水共沸的有機(jī)化合物雜質(zhì)的甲醇和水的分離方法，包括將含有與水共沸的有機(jī)化合物雜質(zhì)的甲醇水溶液送入分餾塔，其特征在于將甲醇從分餾塔塔頂排出，將水從分餾塔塔底排出，從高于甲醇水溶液進(jìn)料口的位置(精餾段內(nèi))側(cè)線采出少量富含有機(jī)化合物雜質(zhì)的餾分。采用本發(fā)明的分離方法分離含有與水形成共沸的有機(jī)化合物雜質(zhì)的甲醇水溶液時(shí)，可以根據(jù)需要控制所得甲醇的含水量。
文檔編號(hào)C07C29/00GK1583694SQ0315397
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者姚振衛(wèi), 劉敏, 羅繼紅, 劉翠云, 馬英, 周繼東 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司研究院