CN100349841C - 用于从叔丁醇/水－混合物中分离2－丁醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于从叔丁醇/水混合物中分离2-丁醇的方法，且该混合物在叔丁醇(TBA)——特别是由工业C4-烃混合物制得的这种物质——分解时，会产生异丁烯和水。在工业TBA或TBA/水共沸物分解成异丁烯和水时，在将所形成的异丁烯分离后会产生TBA/水混合物，且其中富集2-丁醇(SBA)。没有分离2-丁醇的这种混合物是不适于生产商品的TBA或TBA/水共沸物的。根据本发明，混合物首先借助膜使得水的浓度小于连接着两个共沸物TBA/水和SBA/水的蒸馏临界线的极限浓度，接着进行蒸馏提取。
Description
本发明涉及一种从叔丁醇/水混合物中分离2-丁醇的方法，该混合物在叔丁醇(TBA)——特别是由工业C4-混合物制得的这种物质——分解时会产生异丁烯和水。
异丁烯是一种用于生产丁基橡胶，聚异丁烯，异丁烯低聚物，支化C5-醛和C5-羧酸的起始原料。并且其还可用作烷基化剂和用于生产过氧化物的中间产品。
在工业物流中，异丁烯与饱和的和不饱和的C4-烃共存。由于它们之间的沸点差别很微小或异丁烯和1-丁烯之间的分离因子很微小，所以通过蒸馏并不能很经济地将异丁烯从这些混合物中分离出来。因此，从工业烃的混合物中要得到异丁烯是通过以下方法来实现的，即将异丁烯转化成为某种能轻易地从其余留下的烃混合物中分离出来的衍生物，然后将提取出来的衍生物再裂解成异丁烯和衍生剂(Derivatisierungsmittel)。
一般而言，从C4-部分，例如蒸汽裂解的C4-馏分中分离异丁烯是按如下步骤进行的。在将多种不饱和烃——主要是丁二烯——的绝大部分通过萃取(萃取蒸馏)或选择性氢化成直链丁烯而分离出之后，将残留的混合物(萃余液I或氢化的裂解C4部分)与醇或水反应。如果使用甲醇作为醇则会形成甲基—叔丁基醚(MTBE)，而若使用水则形成叔丁醇(TBA)。在将它们分离之后，两种产物可以由生成物转换分解成异丁烯。
TBA的分解比MTBE更容易进行，且产生的副产物要少得多，因此是优选的得到异丁烯的方法。TBA的分解优选在有酸存在且于气相或液相中，以TBA的部分反应方式进行。
如果使用含异丁烯，并且也含有直链丁烯的烃流来从异丁烯生产TBA，则也会生成很少量的2-丁醇(SBA)。
对于如何在所形成的反应混合物中提取纯TBA或TBA/水-共沸混合物并不特别关键。由于只有很微量的2-丁醇存在于反应混合物中，所以在TBA或TBA/水-共沸混合物中的2-丁醇最大浓度允许值不能超过，例如0.2质量％。
若工业TBA或TBA/水-共沸混合物确实以部分反应方式分解成异丁烯和水，则在将形成的异丁烯分离之后会产生其中富含2-丁醇(SBA)的TBA/水混合物。这种混合物如果不将2-丁醇分离，则不适于生产商用的TBA或TBA/水-共沸混合物。同样也不适宜由这种混合物生产制备异丁烯，因为随着2-丁醇含量的增加，异丁烯中直链丁烯的浓度也会升高，由此异丁烯的特性将不能再保持。因此，有必要在不损失TBA的情况下将一部分2-丁醇排出。
因此，本发明的任务在于提供一种方法，用这种方法可以实现将SBA从含有SBA，TBA和水的混合物中分离除去，并且不会引起TBA的损失。
当然，由SBA，TBA和水组成的三元混合物是难以蒸馏分离的，因为该三元体系中的蒸馏临界线(文献中有时也称为临界蒸馏线)将二元共沸物水/TBA的约11质量％水(在文献中可以查到值为常压下10-12.5质量％)的点(图1中的B点)和二元共沸物水/SBA的约28质量％水(在文献中可以查到的值为常压下26.7-32质量％)的点(图1中的C点)连接了起来。通过该蒸馏临界线划分成两个蒸馏区域。按照图1所描绘的，上述三元体系的特征在于两个蒸馏区域：A-B-C-A形成的蒸馏区域1和B-E-D-C-B形成的蒸馏区域2。在区域1中水作为难沸物，在该区域内的易沸物是TBA/水共沸物，而中间沸腾物则是不能以纯净形式分离的SBA/水共沸物。
为了将SBA从TBA-异丁烯整套的设备中排出，最经济的方法就是使用最富含SBA的物流。但是，在TBA分解过程中所得到的物流中的SBA含量却相对较低。通常，该流体含有位于蒸馏区1区域的成分。在多数情况下，这些流体中还含有别的一些在这里可以忽略不计的微量物质。如果试将位于蒸馏区1区域内成分的混合物蒸馏分离出来，则可以得到作为难沸物的纯水和作为塔顶馏分的由SBA/TBA/水组成的混合物，或是在蒸馏塔的蒸馏物中得到作为易沸混合物的TBA/水共沸混合物并同时在塔底物(Sumpf)中得到具有很高含水量的由SBA/TBA/水组成的高沸混合物。因此，根据质量守恒原理和不利的蒸馏曲线分布，人们无法提高SBA的含量来使得将该流体排出变得既经济又合理。同时，在系统中存在的混合缺口区(参见图1：C-F-G-C)也不能经济有效的利用来分离各成分或其富集相。
但令人惊奇地发现，由含有水，SBA和TBA的产品流和它的组成在蒸馏区1的范围内，尤其由富含SBA的产品流中，SBA可在几乎不损失TBA的情况下被分离出来，如果用膜从用作进料混合物的产品流中将水分离出来，水的量要多至使保留物的组成位于蒸馏区2的范围和因此可将保留物用蒸馏方法分离成SBA和TBA/水的混合物。
由此，本发明的主题就是一种用于从含有SBA，TBA和水的工业混合物中分离出SBA的方法，其中，该混合物中水的质量份数大于连接两种共沸物TBA/水和SBA/水的蒸馏临界线的极限浓度(Grenzkonzentrationen)，也就是说根据SBA/TBA/水组分图，混合物应位于蒸馏区1的区域，且其特征在于借助膜将那么多水从混合物中分离出，使得根据SBA/TBA/水的组分的保留物所含水的质量份数小于连接着两个共沸物TBA/水和SBA/水，也就是根据SBA/TBA/水组分应位于蒸馏区域2内的蒸馏临界线的极限浓度，并且也使得保留物用蒸馏分离为含有SBA的物流和含有大多数TBA和水的物流。
在本发明的方法中，SBA的分离通过用膜将水分离和用蒸馏分离贫水的保留物这两者的结合来实现。
现在用本发明的方法可以实现将SBA从含有SBA，TBA和水的混合物中分离出来，其中在所述混合物中水的质量份数大于连接着两个共沸物TBA/水和SBA/水的蒸馏临界线的极限浓度，并因此单纯的蒸馏不能进行完全的分离。通过使用膜，可以不再使用滞留剂或是其他异物，从而可以免除昂贵地分离这些助剂的步骤，并且也排除了在处理过程中由这些助剂所引起的污染产品的危险。
以下将对本发明的方法进行描述，但是本发明的方法并不受这些实施方式的限制。
本发明的方法用于从含有SBA，TBA和水的工业混合物中分离SBA，且在该混合物中的水的质量份数大于连接着两个共沸物TBA/水和SBA/水的蒸馏临界线的极限浓度——也即含SBA/TBA/水组成的混合物是位于蒸馏区1的区域内——其特征在于借助膜将大量的水从混合物中分离出来，且分离出的水量使得含有SBA/TBA/水组分的保留物所含水的质量份数小于连接着两个共沸物TBA/水和SBA/水，也即SBA/TBA/水组成位于蒸馏区域2内的蒸馏临界线的极限浓度，并且也使得保留物蒸馏分离成含有SBA的物流和含有TBA和水的物流。
将水从含SBA的进料混合物中分离出来这一过程可以借助膜通过反渗透作用(保留物和渗透物都是液体的)，通过渗透蒸发过程(液体保留物，蒸汽状的渗透物)或是通过蒸汽渗透作用(保留物和渗透物是蒸汽状的)来完成。此外，分离还可以通过同时进行的渗透蒸发过程和蒸汽渗透作用来实现。优选借助膜通过渗透蒸发过程(液体的保留物，蒸汽状的渗透物)来实现本发明对水的分离。
为通过反渗透作用，渗透蒸发过程或蒸汽渗透作用来实现水的分离，可以使用商业上普遍使用的亲水膜。该膜可以是聚合物膜或是无机膜。
本发明方法中可以使用的有Sulzer Chemtech，CM-Celfa，GKSS或Sophisticated System(聚酰亚胺膜)公司的聚合物膜。可以使用的类型有，比如，Sulzer公司的Pervap 2200，Pervap 2201，Pervap 2202或Pervap 2510，或者是Sophisticated System公司的2S-DP-H018型。作为无机膜可以选用例如以下这些：SMS(Sulzer Chemtech)；Silica(Pervatech)；NaA(Mitsui或SmartChemical)。另外，也可以将无机膜或无机载体材料和聚合物膜或涂覆的聚合物分离层结合起来使用。无机膜或许可以提供很多的优点，因为它们经常能在更高的温度下而稳定，并且也可以用过热的蒸汽来更好的工作。在有些情况下，它们比有机成分的稳定性还更高一些。而聚合物膜所能提供的优点在于它们不具有比如对于聚合反应催化特性，而这一特性在无机膜上是会出现的。
根据本发明，在无机膜上水分离优选的温度在20-200℃，而在聚合物膜上优选温度在20-150℃。特别优选的是水分离过程在两种类型的膜上进行，温度在60-140℃。
本发明的方法优选在被输送到膜单元的混合物(以液体，气体形式或作为混合相)的压力，为0.5-30bar，更优选0.8-20bar。膜的渗透面上的压力优选在0.001-1bar。
如果在聚合物膜上，优选的压差为0.01-20bar，如果在无机膜上，优选在0.01-30bar。特别优选的压差在1-5bar的范围内。质量流速(每平方米膜表面积每小时kg渗透物)优选为0.1-10kg/(m2h)，特别优选在1-8kg/(m2h)。作为渗透物被分离的水优选含有有机物质的量为小于10质量％，更优选为小于5质量％，最为优选为3-0.05质量％，特别是TBA。当然也可以达到更小的值，即小于0.001质量％，但是这样既非必要又不经济。
从含水的渗透物中可使TBA和SBA一起进行浓缩，并将其从纯水或接近纯的水分离除去。这种分离可以单靠蒸馏完成，因为混合物含有位于蒸馏区1内的成分，并且通过蒸馏纯水或接近纯的水作为难沸物和SBA/TBA/水所组成的混合物作为塔顶馏分得到。由塔顶馏分形成的混合物可以完全或在将部分物流排出之后部分地重新导回到膜模件中从而重新对水进行分离。
可以选择完全或部分直接地使用渗透物，比如用作TBA合成设备中的工艺水。
保留物由于含有水而位于蒸馏区2中，并且也因此所含有的水的质量份数小于含有相对应于连接共沸物SBA/水和TBA/水的蒸馏临界线B-C的成分的混合物的水含量。以三元体系SBA/TBA/水计，当SBA含量为0.0001-6质量％时，优选的水含量为小于11质量％，更优选小于10质量％，特别优选小于9.5质量％。如果SBA含量在6.01-15质量％，则以三元体系SBA/TBA/水计的水含量优选小于15质量％，更优选小于14质量％，特别优选小于13质量％。此外，保留物中可以含有其他物质，如C8-烯烃或-醇，且其量不大于5质量％，优选不大于3质量％，特别优选为2.5-0.01质量％。
使用本发明方法时，所产生的物流，特别是保留物的蒸馏分离可以在—个或多个具有一些配件的蒸馏塔中进行，其是由塔板，旋转配件，未经排列和/或经过排列的填料组成。蒸馏分离优选在单个的蒸馏塔中进行。
在蒸馏塔的塔板可以采用有以下几种类型：
底部的塔板中具有孔或槽。
底部有由罩，盖或套所遮盖的颈或竖管。
底部的塔板中有孔，且其被移动阀所覆盖。
底部有着特殊结构。
在带有旋转装置的蒸馏塔中，通过旋转漏斗喷射回流物或是借助转子将回流物以膜的形式铺展在被加热的管壁上。
在本发明方法所使用的蒸馏塔中，可以使用具有不同填料的不规则堆料。它们可以是由几乎所有材料——钢，精炼钢，铜，碳，石料，陶瓷，玻璃，塑料等等——以各种形态——球状，具有光滑或抛光(profilierten)表面的环，带有内板或穿墙件的环，金属网环，鞍形体或螺旋型体——所组成的。
具有规则几何尺寸的填料可以是，例如，由金属或塑料制成的薄板或织物所组成。比如，这种填料可以是Sulzer公司的织物填料BX，Sulzer公司的由金属薄片制成的Mellapak薄片填料，高效填料如MellapakPlus，Sulzer公司的结构填料(Optiflow)，Montz(BSH)和Kühni(Rombopak)。
用于分离由膜模件所得到的保留物而使用的蒸馏塔，优选其具有5-70的理论分离级数，更优选具有10-60的分离级数。流入塔板由保留物的成分所决定。已经证明，如果保留物的供应经由从上数起，2-55个理论塔板，特别是3-35个塔板实现，则是十分有利的。
用于分离保留物的蒸馏塔的工作压力优选为0.1-15bar绝对(bara)，特别优选为0.8-10bara。
在对保留物进行蒸馏时，会产生含有2-丁醇以及有时候还有高沸物的塔底产物物流。其中的TBA的量优选为小于1质量％，更优选小于0.5质量％。将TBA，水，必要时还有易沸物所形成的混合物作为塔顶产品而蒸馏出。在塔顶产品中的2-丁醇含量优选小于4质量％，特别优选小于3质量％。通过将2-丁醇从蒸发器的蒸汽相或以蒸汽或液体形式作为蒸馏塔的馏出部分中的侧流蒸馏出来，就可以在蒸馏塔的塔底中得到不含或是几乎不含高沸物的2-丁醇。
以本发明方法所得到的，从混合物中分离的TBA-馏分可以用于已知的使用目的。例如，其可以作为原料用于生产异丁烯。有时可以蒸馏除去其中所含的易沸物。
所分离的2-丁醇可以普遍地在工业上使用。比如，可以用作甲基乙酮的前体，用作漆或树脂的溶剂，用作制动液体的成分以及用作清洁剂的成分。此外，它在香料，颜料和润湿剂的生产中也有应用。
用本发明的方法，可以毫无TBA损失地将2-丁醇从任意的位于蒸馏区1内的TBA，SBA和水三元混合物中分离出来。如果混合物另外还含有不大于5质量％的高沸物(如源于异丁烯低聚合的C8-或C12-烃，C8-醇)和/或易沸物(比如异丁烯或其它的C4-烃)，则也可以实现上述这一点。因此，借助本发明的方法可以制备2-丁醇，特别是含有优选小于1，更优选小于0.5质量％叔丁醇的2-丁醇。
在本发明的方法中特别是使用富集2-丁醇的，来自装置中的TBA物流，在该装置中从TBA通过分裂出水制备异-丁烯。该流体主要含有C4-烃和作为其它成分存在的C4-烯烃的系列产品。
可以用于实施本发明的设备的方块图如图2所示。将起始混合物(1)和来自蒸馏塔(8)的馏出物(10)中选择出的部分物质(12)导入膜单元(2)。在蒸馏塔(5)中，将贫水的保留物(3)分离成含有TBA，水，微量SBA以及必要时还有易沸物的塔顶产品(6)和含有待分离的2-丁醇的塔底产品(7)。为了得到含有微量高沸物的2-丁醇，可以将该产品从蒸发器的蒸汽相或以蒸汽形式或液体形式作为蒸馏塔(5)的馏出部分中的侧流(7A)提取出来。将含水的渗透物(4)在蒸馏塔(8)中分级成水流(9)和含有TBA，SBA，水以及必要时还有易沸物的塔顶产品(10)。可以将该塔顶产品完全或在将部分量(11)分离后部分地导回入膜单元(2)中。另一可选方案是在TBA合成的设备中将渗透物流(4)直接用作为工艺水。在这种情况下，可以不使用并取消蒸馏塔(8)。
在本发明方法的另一个实施方式中，在导向膜单元之前从工业混合物中将蒸馏水抽走。通过蒸馏工业混合物能将其分离成富含水的塔底产品和塔顶产品，而混合物中的含水量大于连接着两个共沸混合物TBA/水和SBA/水的蒸馏临界线的极限浓度——因此根据其SBA/TBA/水组分位于蒸馏区1之内——而小于原始的含水量。然后就可以在膜单元中使这样预处理之后的工业混合物进一步贫水并相应进行处理。
在本发明方法的这些实施方式中可以使用设备的另一种改进方案，其方块图如图3所示。起始混合物(13)首先在蒸馏塔(14)中通过将蒸馏塔塔底中的富含水的物流排出。然后将以这种方法预脱水的馏出物流(1)和来自蒸馏塔(8)的馏出物(10)中选择出的部分物质(12)导入膜单元(2)中。在蒸馏塔(5)中，将贫水的保留物(3)分离成含有TBA，水以及必要时还有易沸物的塔顶产品(6)和含有待分离的2-丁醇的塔底产品(7)。在这种情况下，为能得到含有微量高沸物的2-丁醇，可以将该产品从蒸发器的蒸汽相或以蒸汽形式或液体形式作为蒸馏塔(5)的馏出部分中的侧流(7A)提取出来。将含水的渗透物(4)在蒸馏塔(8)中分离成水流(9)和含有TBA，SBA，水以及必要时还有易沸物的塔顶产品(10)。可以将该塔顶产品完全或在将部分量(11)分离后部分地导回入膜单元(2)中。另一可选方案是在TBA合成设备中将渗透物流体(4)直接用作为工艺水。在这种情况下，可以不使用并取消蒸馏塔(8)。
该改进方案的优点在于，在预脱水蒸馏塔(14)中进入膜单元的流入物(1)变得更加贫水，并因此在蒸馏区1内更加靠近蒸馏临界线BC。这就意味着，为了能到达蒸馏区2内，在膜单元中只须从流入物流(1)中分离出较少的水，并且使得膜模件可以制造得更小更方便。
用作预脱水蒸馏塔的可以是普通的用于蒸馏的蒸馏塔。该蒸馏塔优选具有5-70，更优选10-60的理论分离级数。流入塔板取决于流入物的成分。已经证明，如果流入物的供应在从上数起，2-55个理论塔板，特别是3-35个塔板上实现，则是十分有利的。预脱水蒸馏塔的工作压力优选为0.1-15bar绝对(bara)，特别优选为0.8-10bara。
在本发明方法的另一个实施方式中，将待分离的混合物作为流入物导入蒸馏塔中，在其中借助膜模件在侧流将水排出并将留下的贫水的混合物重新导入蒸馏塔中。通过在蒸馏塔的扩大部分中将该混合物蒸馏，该混合物就会在蒸馏塔的中部分离成富含TBA的塔顶产品和富含水的产品，而混合物中的含水量大于连接着两个共沸混合物TBA/水和SBA/水的蒸馏临界线的极限浓度，并因此根据其SBA/TBA/水组分而位于蒸馏区1之内。该富含水的混合物以侧流从蒸馏塔并位于流入口下方的位置，以蒸汽形式或液体形式提取出来，并传输到膜模件中。布该膜模件中将富含水的产品以本发明的方法，通过将水排出作为渗透物而浓缩到含水量小于连接两个共沸物TBA/水和SBA/水的蒸馏临界线的极限浓度的程度。通过在相同或更低位置上(相对于提取侧流的位置而言)的供料，将贫水的保留物回输入蒸馏塔的下部，由此实现，在蒸馏塔下部的混合物含有SBA/TBA/水成分，且水的质量份数小于连接两个共沸物TBA/水和SBA/水的蒸馏临界线的极限浓度，并且可以将在蒸馏塔的塔底物中的富集的SBA分离除去。
在本发明方法的这些实施方式中可以使用设备的另一种改进方案，其方块图如图4所示。将起始混合物(1)导入蒸馏塔(16)的上部，并提纯，在蒸馏塔的顶部得到富含TBA的流体(17)。在流入口的下方，将蒸汽或液体形式的侧流(18)取出并导入膜模件(19)中。贫水的保留物(20)重新又在相同或较低的位置处(以从上到下的理论级数的计数方式算)被导入蒸馏塔(16)中。在该返回部分中，物料处于蒸馏区2的区域内，而且人们可以得到含有待分离的2-丁醇的塔底产品(21)。在该情况下，为了能得到含有微量高沸物的2-丁醇，可以将该产品从蒸发器的蒸汽相或以蒸汽形式或液体形式作为蒸馏塔(16)的馏出部分中的侧流(21A)提取出来。含水的渗透物(22)连续地从膜模件中排出，在此过程中，所排出的水的量多至使得所得到的保留物的成分位于蒸馏区2内。水可以作为工艺水重新用在TBA合成的设备中。另一替代方案是可以将渗透物(22)在联接后面的蒸馏中提纯，使能得到作为塔底产品的纯水和含有主要是TBA，还有其他有机成分和微量水的塔顶物流。
该改进方案的优点在于只需要一个蒸馏塔并且不需要利用膜模件对物流(18)进行完全脱水，而只需将大量的水排出即可，从而实现蒸馏区1向2的转变。因此所需的膜平面可以设计得更小更好。
为此，可以用于蒸馏分离的工业蒸馏塔的可能结构形状已经在前面几页，特别是在描述对由本发明方法所产生的物流进行蒸馏分级时做了介绍。蒸馏塔优选具有5-120的理论分离级数，更优选10-90的理论分离级数。流入塔板由流入物的组成所决定。已经证明，如果流入物的供应在从上数起，2-85个理沦塔板，特别是3-75个塔板上实现，则是十分有利的。蒸汽或液体的侧流在流入物下部的，从上数起，第3-110个理论级，优选在第4-95个理论级上提取出来，同时，贫水的物流(20)在第3-111个理沦级，优选在第5-96个理沦级上重又导回到蒸馏塔(16)中。本发明的该实施方式中，蒸馏塔的工作压力优选为0.1-15bar绝对(bara)，特别优选为0.8-10bara。
一般的部件，如泵，压缩机，阀门，热交换器和蒸发器，在方块图中没有标识出来，但是它们都是一套设备中很明显应有的部件。
下面通过实施例来阐述由说明书和权利要求书所描述的发明，但这些实施例并不限制其使用范围。
1.实施例
SBA的分离在如图2所示的设备中完成，特点是省去了蒸馏塔(8)及其物流9，10，11和12。蒸馏塔(5)的柱直径为约50mm。将金属蒸馏填料装满20个理论级数，并且流入物在从上数的第5个理论级流入。用于本实验的流入物(1)是从用于生产异丁烯的大型工业设备中取出来的，并含有如表1中所列的成分。流入物借助预蒸发器以蒸汽形式供给到膜模件中去。膜处理是以蒸汽渗透方式采用Sulzer公司的Sulzer 2201型膜在实验室的实验设备上进行。下表中的物流序号对应于图2中的标记。混合物中浓度低于0.1质量份数的成分一般不在表中列举出来。
表1
| 物流序号 | 物流名称 | 质量流速[kg/h] | 以质量份数计的待分离成分浓度 |
| 1 | 新鲜流入物 | 3.66 | 62.0水33.7TBA3.4 2-丁醇0.7 C8-醇0.2其他物质 |
| 3 | 保留物 | 1.50 | 9.1水80.7 TBA8.0 2-丁醇1.8 C8-醇0.4其他物质 |
| 4 | 渗透物 | 2.16 | 98.7水1.1 TBA0.1 2-丁醇0.1其他物质 |
| 6 | 蒸馏塔(5)的馏出物 | 1.38 | 9.9水88.0 TBA2.0 2-丁醇0.1其他物质 |
| 7 | 蒸馏塔(5)的塔底物 | 0.12 | 0.1 TBA75.5 2-丁醇21.7 C8-醇2.7其他物质 |
馏出物流(1)的压力在流入膜处为1bar，在膜的渗透侧(4)上的压力为0.055bar。蒸馏塔(5)在1bar绝对下工作，并且其回流比为10。
2.实施例
SBA的分离在如图3所示的设备中完成，该设备特征在于蒸馏塔(14)独立于其余设备进行工作。蒸馏塔(14)的柱直径为约50mm。将金属蒸馏填料装满10个理论级数，并且流入物在从上数的第5个理论级流入。用于本实验的流入物(13)是从用于生产异丁烯的大型工业设备中提取出来的，并含有如表2中所列的成分。将所得到的贫水的馏出物收集起来，并接着在蒸汽渗透过程中进一步失水。用于蒸汽渗透的膜是Sulzer公司的Sulzer 2201型，并在实验室的实验设备上进行使用。蒸馏塔(5)对应于例1的结构，且其特征在于SBA作为侧流(7A)在蒸发器的上面借助液体收集器从填料中提取出来。蒸发器和液体提取之间装有蒸馏填料，其约对应于一个理论级数。蒸馏塔(8)省去了，因此也省去了物流9，10，11和12。下表2中的物流序号对应于图3中的标记。混合物中浓度低于0.1质量份数的成分一般不在表2中列举出来。
表2
| 物流序号 | 物流名称 | 质量流速[kg/h] | 以质量份数计的待分离成分浓度 | |
| 13 | 新鲜流入物 | 25 | 96.6水3.0 TBA0.3 2-丁醇0.1 C8-醇 | |
| 15 | 废水 | 23.72 | 99.9水0.1 TBA | |
| 1(作为馏出物) | 馏出物 | 1.28(收集用于膜实验) | 34.6水58.3 TBA5.8 2-丁醇1.0 C8-醇0.3其他物质 | |
| 1(作为原料) | 膜输入物 | 收集的产品：3.93 | 34.6水58.3 TBA5.8 2-丁醇1.0 C8-醇0.3其他物质 | |
| 3 | 保留物 | 2.60 | 3.1水86.3 TBA8.6 2-丁醇1.5 C8-醇0.5其他物质 | |
| 4 | 渗透物 | 1.33 | 96.1水3.4 TBA0.3 2-丁醇0.1 C8-醇 | |
| 6 | 蒸馏塔(5)的馏出物 | 2.34 | 3.5水95.7 TBA0.6 2-丁醇0.2其他物质 | |
| 7A | 蒸馏塔(5)的侧流 | 0.19 | 0.6 TBA98.8 2-丁醇0.4 C8-醇0.2其他物质 | |
| 7 | 蒸馏塔(5)的塔底物 | 0.06 | 0.1 TBA31.6 2-丁醇58.8 C8-醇9.5其他物质 | |
馏出物流(1)的压力在膜的流入处为1bar，在膜的渗透侧(4)上的压力为0.055bar。蒸馏塔(5)在1bar绝对下工作，并且其回流比为5。蒸馏塔(14)在1bar绝对下工作，并且其回流比为2.8。
Claims (10)
1.用于从含有2-丁醇、叔丁醇和水的工业混合物中分离2-丁醇的方法，其中在该混合物中的水的质量份数大于连接着两种共沸物叔丁醇/水和2-丁醇/水的蒸馏临界线的极限浓度，其特征在于，借助膜将那么多的水从混合物中分离出来，从而使得根据2-丁醇/叔丁醇/水组分的保留物所含水的质量份数小于连接着两种共沸物叔丁醇/水和2-丁醇/水的蒸馏临界线的极限浓度，并且也使得保留物蒸馏分离成含有2-丁醇的物流和含有叔丁醇和水的物流。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于水的分离借助膜通过渗透蒸发过程进行。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于水的分离借助膜通过蒸汽渗透作用进行。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于水的分离借助膜通过渗透蒸发过程和蒸汽渗透作用进行。
5.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于工业混合物在导入膜模件之前将水蒸馏除去。
6.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于使用无机膜或是聚合物膜。
7.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于结合使用无机膜或无机载体材料和聚合物膜或涂覆的聚合物分离层。
8.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于蒸馏处理的贫水的保留物，其含水量为小于10质量％，以三元体系2-丁醇/叔丁醇/水计。
9.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于将保留物蒸馏分离成含有2-丁醇的馏分，其中含有小于1质量％的叔丁醇。
10.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于将从蒸馏塔中并位于流入物下方、以蒸汽或液体形式提取出来的混合物侧流导入膜模件中，在那里将水作为渗透物排出，和将保留物在相同或较低的位置导回入蒸馏塔中，由此实现，在蒸馏塔下部的混合物含有2-丁醇/叔丁醇/水成分，水的质量份数小于连接两种共沸物叔丁醇/水和2-丁醇/水的蒸馏临界线的极限浓度，和将在蒸馏塔的塔底中的富集的2-丁醇分离除去。
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