技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于精細(xì)化工領(lǐng)域,具體涉及一種苯乙酮和1-苯乙醇的分離方法。
背景技術(shù):
苯乙酮是一種重要的有機(jī)化工原料,有山楂的氣味,可作為溶劑、香料、增塑劑及化工中間體而廣泛應(yīng)用于香皂、香煙、香料、醫(yī)藥、樹脂等方面,熔點19.6℃,沸點202℃,密度1.027。1-苯乙醇也是一種重要的有機(jī)化工原料,具有柔和、愉快而持久的玫瑰香氣,是香料用芳香化合物中較為重要和應(yīng)用廣泛的一種食用香料,廣泛用于各種食用香精和煙用香精中,熔點20℃,沸點203.6℃,密度1.013。
工業(yè)上生產(chǎn)苯乙酮的方法有異丙苯氧化副產(chǎn)法和乙苯氧化法。對異丙苯氧化副產(chǎn)法,其副產(chǎn)物中含有大量的苯乙酮與1-苯乙醇。對乙苯氧化法,其氧化產(chǎn)物主要為苯乙酮和1-苯乙醇。因此,苯乙酮和1-苯乙醇的分離是工業(yè)上制苯乙酮或1-苯乙醇不可避免的操作。由于苯乙酮與1-苯乙醇具有非常相似的物理性質(zhì),常壓下二者的熔點相差0.4℃、沸點相差1.6℃、密度相差0.014,采用普通的精餾、結(jié)晶、沉降等方法很難分離。目前對苯乙酮與1-苯乙醇的分離一般通過精餾過程解決,由于非常相近的沸點,往往需要數(shù)量龐大的塔板數(shù)或采用特殊精餾方法才能實現(xiàn)二者的分離。CN102627544A提出了一種利用環(huán)糊精對苯乙酮和1-苯乙醇不同的包結(jié)能力而將兩者實現(xiàn)分離的方法,該法雖然具有分離條件溫和、分離效果好,分離介質(zhì)可重復(fù)使用等優(yōu)點,但操作周期長(通常在12小時以上),分離得到的產(chǎn)品純度大多數(shù)情況下較低,而且操作復(fù)雜,不適合工業(yè)規(guī)?;a(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種工藝簡單、分離效果好、節(jié)能環(huán)保、適合工業(yè)規(guī)?;B續(xù)操作的苯乙酮和1-苯乙醇的分離方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:一種苯乙酮和1-苯乙醇的分離方法,根據(jù)苯乙酮和1-苯乙醇在丙三醇中的溶解度和相對揮發(fā)度不同,利用萃取和精餾的耦合操作實現(xiàn)兩者的分離,具體包括以下步驟:
(1)將苯乙酮的質(zhì)量百分濃度為3%~95%的苯乙酮與1-苯乙醇混合物打入第一精餾塔中精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝|(zhì)量百分濃度不低于40%的苯乙酮和1-苯乙醇的混合物,塔底得到1-苯乙醇產(chǎn)品,第一精餾塔操作壓力為0.001~0.1MPa,操作溫度為體系的沸點;
(2)將步驟(1)得到的塔頂混合物打入萃取塔底部,與丙三醇在萃取塔中逆流接觸進(jìn)行萃取,萃取塔頂部得到產(chǎn)品苯乙酮,塔底得到苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物,萃取塔操作溫度為20~90℃、壓力為0.05~1MPa,進(jìn)入萃取塔底部的混合物與丙三醇的摩爾流量比為1:0.6~10;
(3)將步驟(2)得到的苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物打入第二精餾塔中精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝|(zhì)量百分濃度不低于40%的苯乙酮和1-苯乙醇的混合物,塔底得到1-苯乙醇和丙三醇的混合物,第二精餾塔操作壓力為0.001~0.1MPa,操作溫度為體系的沸點;
(4)將步驟(3)得到的1-苯乙醇和丙三醇的混合物打入第三精餾塔中精餾,塔頂?shù)玫?-苯乙醇產(chǎn)品,塔底得到丙三醇,第三精餾塔操作壓力為0.001~0.1MPa,操作溫度為體系的沸點。
作為本方案的優(yōu)選實施方式,可將步驟(3)得到的苯乙酮和1-苯乙醇的混合物作為萃取塔的底部加料循環(huán)利用。
作為本方案的優(yōu)選實施方式,可將步驟(4)得到的丙三醇作為萃取塔的塔頂加料循環(huán)利用。
本發(fā)明的基本思路為:
(a)利用丙三醇與苯乙酮相互微溶、丙三醇與1-苯乙醇互溶的特殊物理性質(zhì),采取萃取操作,即可將大部分苯乙酮與1-苯乙醇實現(xiàn)分離。
(b)分離后的混合物中雖然混有苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇三個組分,但由于丙三醇的存在,苯乙酮和1-苯乙醇的相對揮發(fā)度差異變大,只需采用簡單精餾,即可將苯乙酮從混合物中分離出來,塔頂?shù)玫奖揭彝?-苯乙醇的混合物,塔底得到1-苯乙醇和丙三醇的混合物。塔頂?shù)玫降谋揭彝?-苯乙醇的混合物可直接循環(huán)回萃取塔中進(jìn)一步利用萃取操作分離回收苯乙酮。
(c)得到的1-苯乙醇和丙三醇的沸點差異巨大,經(jīng)簡單的精餾即可回收產(chǎn)品1-苯乙醇,塔底的高沸點的丙三醇可直接循環(huán)回萃取塔中進(jìn)一步重復(fù)利用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點為:
1、工藝簡單,分離條件溫和,工藝采用連續(xù)式操作,簡單穩(wěn)定,分離設(shè)備僅為常規(guī)的精餾塔和萃取塔,操作條件溫和;
2、三廢少,節(jié)能環(huán)保,新加入的第三組分丙三醇化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與待分離組分苯乙酮或1-苯乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也不易發(fā)生自身聚合等副反應(yīng),可重復(fù)使用;
3、分離效果好,產(chǎn)品回收率高,最終分離得到的苯乙酮產(chǎn)品的純度在98.0%以上,回收率在99.9%以上;1-苯乙醇產(chǎn)品的回收率在99.5%以上,純度在99.0%以上。
附圖說明
圖1是實施例1~4的工藝流程圖。
1為萃取塔,2為第一精餾塔,3為第二精餾塔,4為第三精餾塔。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明,但本發(fā)明并不限于所述的實施例。
實施例中的萃取塔為一內(nèi)徑為200mm,高4000mm的振動篩板萃取塔。精餾塔均為直徑400mm,高8000m的搪瓷精餾塔。
實施例1
一種苯乙酮和1-苯乙醇的分離方法,如圖1所示,包括以下步驟:
(1)將苯乙酮的質(zhì)量百分濃度為28%的苯乙酮與1-苯乙醇混合物打入第一精餾塔2中初精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝|(zhì)量百分濃度為52%的苯乙酮和1-苯乙醇的混合物,塔底得到1-苯乙醇產(chǎn)品(取樣分析,純度為99.4%),第一精餾塔2操作壓力為0.1MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點;
(2)將步驟(1)得到的塔頂混合物打入萃取塔1底部,與從萃取塔1頂部加入的萃取劑丙三醇在萃取塔1中逆流接觸進(jìn)行萃取,萃取塔1頂部得到產(chǎn)品苯乙酮(取樣分析,純度為98.2%),塔底得到苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物,萃取塔1的操作溫度為44℃、壓力為0.4MPa,進(jìn)入萃取塔頂部的丙三醇與進(jìn)入萃取塔底部的混合物的摩爾流量比為1:1;
(3)將步驟(2)得到的苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物打入第二精餾塔3中精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝?-苯乙醇的混合物,苯乙酮的質(zhì)量百分濃度為62%,將其作為萃取塔1的底部加料循環(huán)利用,第二精餾塔3塔底得到苯乙醇和丙三醇的混合物,第二精餾塔3操作壓力為0.05MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點;
(4)將步驟(3)得到苯乙醇和丙三醇的混合物打入第三精餾塔4中精餾,塔頂?shù)玫?-苯乙醇產(chǎn)品(取樣分析,純度為99.4%),塔底得到萃取劑丙三醇,將萃取劑丙三醇作為萃取塔的塔頂加料循環(huán)利用,第三精餾塔4操作壓力為0.02MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點。
實施效果:1-苯乙醇回收率99.65%,苯乙酮回收率99.95%。
實施例2
一種苯乙酮和1-苯乙醇的分離方法,如圖1所示,包括以下步驟:
(1)將苯乙酮的質(zhì)量百分濃度為3%的苯乙酮與1-苯乙醇混合物打入第一精餾塔2中初精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝|(zhì)量百分濃度為41%的苯乙酮和1-苯乙醇的混合物,塔底得到1-苯乙醇產(chǎn)品(取樣分析,純度為99.2%),第一精餾塔2操作壓力為0.02MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點;
(2)將步驟(1)得到的塔頂混合物打入萃取塔1底部,與從萃取塔1頂部加入的萃取劑丙三醇在萃取塔1中逆流接觸進(jìn)行萃取,萃取塔1頂部得到產(chǎn)品苯乙酮(取樣分析,純度為98.1%),塔底得到苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物,萃取塔1的操作溫度為20℃、壓力為1.0MPa,進(jìn)入萃取塔頂部的丙三醇與進(jìn)入萃取塔底部的混合物的摩爾流量比為0.6:1;
(3)將步驟(2)得到的苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物打入第二精餾塔3中精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝?-苯乙醇的混合物,苯乙酮的質(zhì)量百分濃度為48%,將其作為萃取塔1的底部加料循環(huán)利用,第二精餾塔3塔底得到苯乙醇和丙三醇的混合物,第二精餾塔3操作壓力為0.1MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點;
(4)將步驟(3)得到苯乙醇和丙三醇的混合物打入第三精餾塔4中精餾,塔頂?shù)玫?-苯乙醇產(chǎn)品(取樣分析,純度為99.2%),塔底得到萃取劑丙三醇,將萃取劑丙三醇作為萃取塔的塔頂加料循環(huán)利用,第三精餾塔4操作壓力為0.1MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點。
實施效果:1-苯乙醇回收率99.91%,苯乙酮回收率99.92%。
實施例3
一種苯乙酮和1-苯乙醇的分離方法,如圖1所示,包括以下步驟:
(1)將苯乙酮的質(zhì)量百分濃度為95%的苯乙酮與1-苯乙醇混合物打入第一精餾塔2中初精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝|(zhì)量百分濃度為96.2%的苯乙酮和1-苯乙醇的混合物,塔底得到1-苯乙醇產(chǎn)品(取樣分析,純度為99.7%),第一精餾塔2操作壓力為0.001MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點;
(2)將步驟(1)得到的塔頂混合物打入萃取塔1底部,與從萃取塔1頂部加入的萃取劑丙三醇在萃取塔1中逆流接觸進(jìn)行萃取,萃取塔1頂部得到產(chǎn)品苯乙酮(取樣分析,純度為98.6%),塔底得到苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物,萃取塔1的操作溫度為90℃、壓力為0.1MPa,進(jìn)入萃取塔頂部的丙三醇與進(jìn)入萃取塔底部的混合物的摩爾流量比為10:1;
(3)將步驟(2)得到的苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物打入第二精餾塔3中精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝?-苯乙醇的混合物,苯乙酮的質(zhì)量百分濃度為97.8%,將其作為萃取塔1的底部加料循環(huán)利用,第二精餾塔3塔底得到苯乙醇和丙三醇的混合物,第二精餾塔3操作壓力為0.001MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點;
(4)將步驟(3)得到苯乙醇和丙三醇的混合物打入第三精餾塔4中精餾,塔頂?shù)玫?-苯乙醇產(chǎn)品(取樣分析,純度為99.1%),塔底得到萃取劑丙三醇,將萃取劑丙三醇作為萃取塔的塔頂加料循環(huán)利用,第三精餾塔4操作壓力為0.001MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點。
實施效果:1-苯乙醇回收率99.52%,苯乙酮回收率99.99%。
實施例4
一種苯乙酮和1-苯乙醇的分離方法,如圖1所示,包括以下步驟:
(1)將苯乙酮的質(zhì)量百分濃度為56%的苯乙酮與1-苯乙醇混合物打入第一精餾塔2中初精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝|(zhì)量百分濃度為67%的苯乙酮和1-苯乙醇的混合物,塔底得到1-苯乙醇產(chǎn)品(取樣分析,純度為99.6%),第一精餾塔2操作壓力為0.005MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點;
(2)將步驟(1)得到的塔頂混合物打入萃取塔1底部,與從萃取塔1頂部加入的萃取劑丙三醇在萃取塔1中逆流接觸進(jìn)行萃取,萃取塔1頂部得到產(chǎn)品苯乙酮(取樣分析,純度為98.8%),塔底得到苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物,萃取塔1的操作溫度為65℃、壓力為0.05MPa,進(jìn)入萃取塔頂部的丙三醇與進(jìn)入萃取塔底部的混合物的摩爾流量比為3:1;
(3)將步驟(2)得到的苯乙酮、1-苯乙醇和丙三醇的混合物打入第二精餾塔3中精餾,塔頂?shù)玫奖揭彝?-苯乙醇的混合物,苯乙酮的質(zhì)量百分濃度為78%,將其作為萃取塔1的底部加料循環(huán)利用,第二精餾塔3塔底得到苯乙醇和丙三醇的混合物,第二精餾塔3操作壓力為0.004MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點;
(4)將步驟(3)得到苯乙醇和丙三醇的混合物打入第三精餾塔4中精餾,塔頂?shù)玫?-苯乙醇產(chǎn)品(取樣分析,純度為99.5%),塔底得到萃取劑丙三醇,將萃取劑丙三醇作為萃取塔的塔頂加料循環(huán)利用,第三精餾塔4操作壓力為0.003MPa,塔頂和塔底的溫度均為體系的沸點。
實施效果:1-苯乙醇回收率99.55%,苯乙酮回收率99.92%。