CN102675265B - 六塔连续精馏精制糠醛的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六塔连续精馏精制糠醛的方法。该方法过程包括：糠醛汽经蒸汽发生器和初馏塔再沸器后进入初馏塔，该塔顶得到糠醛水共沸物，经冷凝分相，水相回流醛相进入水洗塔；水洗塔除去物料中酸性物质，塔顶糠醛溶液返回初馏塔进料罐，塔底产出送入脱轻塔；脱轻塔除去轻组分杂质，塔底糠醛液进入脱水塔；脱水塔顶得到糠醛水共沸物，经冷凝分相回流，塔底产出粗糠醛进入精制塔；精制塔顶得到糠醛产品，塔底高沸点醛泥进入汽提塔；汽提塔回收醛泥中糠醛，汽提塔顶糠醛溶液返回初馏塔进料罐，塔底醛渣经过处理后作为锅炉燃料。本发明具有糠醛产品纯度高、收率高、能耗低、污染小的优点。

Description

六塔连续精馏精制糠醛的方法

技术领域

本发明属于糠醛的精制技术，尤其涉及一种六塔连续精馏精制糠醛的方法。

背景技术

糠醛学名呋喃甲醛，是一种重要的化工原料，在工业上有着广泛的用途，可以用作分离饱和脂肪族化合物中不饱和脂肪族化合物的选择性溶剂，也是生产各种呋喃类化合物的原料，其下游产品覆盖石油化工、合成树脂、食品、医药和合成纤维等诸多行业。它是由玉米芯、甘蔗渣等植物秸秆在酸性溶液中经水解而制得，生产过程中在水解锅底部通入饱和蒸汽，得到含糠醛4%~10%的醛汽，同时还产生醋酸、甲醇和丙酮等副产物。

国际上有多种糠醛连续精制流程。完备的流程应包含三个基本工艺过程：原液所含糠醛的提浓和初步提纯；低沸点杂质的除去并回收糠醛；高沸点杂质的除去并回收糠醛。这三个过程主要由初馏塔（包括复合初馏塔）、脱轻塔、脱水塔及精制塔等蒸馏装置来实现。不过不少流程亦未充分顾及上述工艺的完整性。糠醛的精制流程也在不断发展，由最初简单蒸馏、间歇精馏，发展到三塔连续精馏、四塔连续精馏以至五塔连续精馏流程。五塔精制工艺的主要装置由初馏塔、脱轻塔、水洗塔、脱水塔和精制塔依次连接构成，其中初馏塔顶采出醛水共沸物，水洗塔去除糠醛中含有的有机酸，省去了以往在进脱水塔前的加碱中和工序，并避免了糠醛产品中含有除不干净的醋酸钠，脱轻塔承担低沸物采出任务，高沸点杂质则由精制塔采出。五塔连续精馏中将糠醛汽冷凝后进入初馏塔，没有充分利用热能；并且该工艺是先脱轻再水洗，脱轻塔底物料需要返回初馏塔再蒸发；同时精制塔底醛泥中含有10%左右的糠醛，五塔连续精馏工艺中没有再进行处理，如果直接用作燃料，不仅浪费了部分糠醛还对会污染周边环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种六塔连续精馏精制糠醛的方法，采用本发明技术能从含醛4%~10%的醛汽中制得纯度99%以上糠醛，而且具有产品收率高、能耗低、污染小的优点。

本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种六塔连续精馏精制糠醛的方法，该方法采用的装置包括依次连接的初馏塔、水洗塔、脱轻塔、脱水塔、精制塔和汽提塔，其特征包括以下过程：

1）来自水解釜中压力为0.6~0.8MPa、温度为153~172℃、糠醛质量含量为4%~10%的糠醛汽首先进入蒸汽发生器，经换热，糠醛汽液混合物再进入初馏塔再沸器及冷凝器后，从初馏塔中上部加入初馏塔，该初馏塔在常压下及塔顶温度为92~103℃进行操作，由该塔顶产出的糠醛水共沸物，经冷凝，在初馏塔分相罐中的上层水相回流至初馏塔，初馏塔分相罐中下层的糠醛相送入水洗塔，由该初馏塔底产出的残液去水处理系统；       

2）来自初馏塔分相罐的糠醛相从水洗塔上部进入水洗塔，该水洗塔在常压和温度为33~48℃条件下操作，由水洗塔顶产出含酸的糠醛溶液一部分返回初馏塔分相罐，其余部分返回初馏塔进料罐，由水洗塔底产出的糠醛溶液送入脱轻塔；

3）来自水洗塔底的糠醛溶液及来自于初馏塔冷凝器和糠醛汽冷凝器的轻组分凝液，由脱轻塔中部进入该脱轻塔，该脱轻塔在常压及塔顶温度为39~62℃进行操作，在该脱轻塔顶富集回收包括甲醇和丙酮的轻组分，在该脱轻塔底部糠醛溶液送入脱水塔；

4）来自脱轻塔底的糠醛溶液从脱水塔中部进入脱水塔，该脱水塔在压力5~25KPa和塔顶操作温度为35~68℃条件操作，从该塔顶馏出馏分经冷凝进入脱水塔分相罐，脱水塔分相罐下层醛相回流进入脱水塔，脱水塔分相罐上层水相返回到初馏塔进料罐，脱水塔塔底粗糠醛送入精制塔；

5）来自脱水塔底的粗糠醛由精制塔中上部进入精制塔，该精制塔在压力为5~25KPa和塔顶操作温度为62~97℃条件下操作，精制塔顶得到纯度为99%以上的糠醛产品，精制塔底产出醛泥送入汽提塔；

6）来自精制塔底产出的醛泥从汽提塔上部进入汽提塔，来自蒸汽发生器的水蒸汽从汽提塔底部进入汽提塔，该汽提塔在常压和塔顶操作温度为110~146℃的条件下操作，汽提塔顶产出的糠醛蒸汽经过冷凝后返回初馏塔进料罐，汽提塔底产出的醛渣经过处理后作为锅炉燃料。

本发明的优点和有益效果为：

1. 本发明中醛汽先经过蒸汽发生器，产生的水蒸汽为后续精馏过程提供热源，同时也作为汽提塔的蒸汽来源，醛汽再进入初馏塔再沸器，充分利用了物料热量，降低了能耗。

2. 本发明采用先水洗后脱轻流程，脱除物料中的酸性物质，避免糠醛在脱轻塔中在酸作用下发生副反应，降低糠醛收率，减轻对设备的腐蚀；原有的五塔连续精馏是先脱轻再水洗，脱轻塔底物料需要返回初馏塔再蒸发，本流程设计更为节省能量，为防止包括丙酮和甲醇的轻组分进入水洗塔，醛汽冷凝器和初馏塔冷凝器采用了分凝措施，将不凝气凝液直接送入脱轻塔。

3. 本发明增设了汽提塔，回收了精制塔塔底醛泥中的糠醛，提高了糠醛的收率，减少了废水中的糠醛含量，汽提塔底醛渣经过处理后作为锅炉燃料，解决了醛泥的污染问题。

附图说明

图1为现有的糠醛精制五塔流程示意图。

图2为本发明的六塔连续精馏精制糠醛工艺流程示意图。

其中，1-糠醛汽冷凝器，2-初馏塔进料罐，3-蒸汽发生器，4-初馏塔再沸器，5-初馏塔，6-初馏塔冷凝器，7-初馏塔分相罐，8-水洗塔，9-尾气冷凝器，10-脱轻塔，11-轻组分罐，12-脱水塔，13-脱水塔分相罐，14-精制塔，15-精糠醛产品罐，16-汽提塔。

具体实施方式

实施例1：

糠醛汽压力为0.6MPa，温度为158.6℃，其质量组成为甲醇0.1%、甲酸1%、醋酸2%、甲基糠醛2.5%、糠醛8%、水86.3%、丙酮含量400mg/L，原料首先经过蒸汽发生器产生0.4MPa水蒸汽，作为汽提塔的蒸汽来源；醛汽然后与初馏塔再沸器换热，温度降到90℃，再从初馏塔中上部进料，该塔在常压下操作，塔顶温度为97.4℃，初馏塔顶产出的糠醛水共沸物，经冷凝，在初馏塔分相罐中的上层水相回流至初馏塔，初馏塔分相罐中下层的糠醛相送入水洗塔，由该初馏塔底产出的残液去水处理系统；水洗塔为常压，温度为40℃，该塔顶产出含酸的糠醛溶液一部分返回初馏塔分相罐，其余部分返回初馏塔进料罐，由水洗塔底产出的糠醛溶液送入脱轻塔；脱轻塔常压操作，塔顶温度为50℃，回流比为10，该脱轻塔顶富集回收包括甲醇和丙酮的轻组分，在该脱轻塔底部糠醛溶液送入脱水塔；脱水塔操作压力为15KPa，该塔顶温度为52℃，从该塔顶馏出馏分经冷凝进入脱水塔分相罐，脱水塔分相罐下层醛相回流进入脱水塔，脱水塔分相罐上层水相返回到初馏塔进料罐，脱水塔塔底粗糠醛送入精制塔；精制塔操作压力为10KPa，塔顶温度为70℃，塔顶得到的精糠醛产品中醋酸含量为127 mg/L，甲酸含量为93 mg/L，甲醇含量为12 mg/L，水含量为0.037%，甲基糠醛含量为0.5%，糠醛含量为99.4%，糠醛收率达96.3%；精制塔底产出的醛泥从汽提塔上部进入汽提塔，汽提塔底部通入0.4MPa的水蒸汽，此塔在常压下操作，塔顶操作温度124℃，汽提塔顶产出的糠醛蒸汽经过冷凝后返回初馏塔进料罐，汽提塔底产出的醛渣经过处理后作为锅炉燃料。

实施例2：

糠醛汽压力为0.7MPa，温度为164.7℃，其质量组成为甲醇0.1%、甲酸1.4%、醋酸2.5%、甲基糠醛3%、糠醛6.8%、水86.1%、丙酮含量385mg/L，其他工艺条件与实施例1相同，精制塔塔顶得到的产品组成为：醋酸含量144mg/L，甲酸含量108 mg/L，甲醇含量28mg/L，水含量0.03%，甲基糠醛含量为0.7%，糠醛含量99.2%，糠醛收率达96.1%。

实施例3：

糠醛汽压力为0.6MPa，温度为158℃，其质量组成为甲酸0.6%、醋酸1.5%、甲基糠醛2%、糠醛7.3%、水88.4%、丙酮含量412mg/L、甲醇含量871mg/L，其他工艺条件与实施例1相同，精制塔塔顶得到的产品组成为：醋酸含量102 mg/L，甲酸含量135mg/L，甲醇含量10 mg/L，水含量0.042%，甲基糠醛含量为0.3%，糠醛含量99.6%，糠醛收率达97.1%。

实施例4：

糠醛汽压力为0.75MPa，温度为167.5℃，其质量组成为甲酸0.4%、醋酸1.1%、甲基糠醛2.8%、糠醛4.6%、水91%、丙酮含量233mg/L、甲醇含量611mg/L，其他工艺条件与实施例1相同，精制塔塔顶得到的产品组成为：醋酸含量119mg/L，甲酸含量126 mg/L，甲醇含量17mg/L，水含量0.04%，甲基糠醛含量为0.6%，糠醛含量99.3%，糠醛收率达96.3%。

Claims (1)

1.一种六塔连续精馏精制糠醛的方法，该方法采用的装置包括依次连接的初馏塔、水洗塔、脱轻塔、脱水塔、精制塔和汽提塔，其特征包括以下过程：

1）来自水解釜中压力为0.6~0.8MPa、温度为153~172℃、糠醛质量含量为4%~10%的糠醛汽首先进入蒸汽发生器，经换热，糠醛汽液混合物再进入初馏塔再沸器及冷凝器后，从初馏塔中上部加入初馏塔，该初馏塔在常压下及塔顶温度为92~103℃进行操作，由该塔顶产出的糠醛水共沸物，经冷凝，初馏塔分相罐中的上层水相回流至初馏塔，初馏塔分相罐中下层的糠醛相送入水洗塔，由该初馏塔底产出的残液去水处理系统；       

2）来自初馏塔分相罐的糠醛相从水洗塔上部进入水洗塔，该水洗塔在常压和温度为33~48℃条件下操作，由水洗塔顶产出含酸的糠醛溶液一部分返回初馏塔分相罐，其余部分返回初馏塔进料罐，由水洗塔底产出的糠醛溶液送入脱轻塔；

3）来自水洗塔底的糠醛溶液及来自于初馏塔冷凝器和糠醛汽冷凝器的轻组分凝液，由脱轻塔中部进入该脱轻塔，该脱轻塔在常压及塔顶温度为39~62℃进行操作，在该脱轻塔顶富集回收包括甲醇和丙酮的轻组分，在该脱轻塔底部糠醛溶液送入脱水塔；

4）来自脱轻塔底的糠醛溶液从脱水塔中部进入脱水塔，该脱水塔在压力5~25KPa和塔顶操作温度为35~68℃条件操作，从该塔顶馏出馏分经冷凝进入脱水塔分相罐，脱水塔分相罐下层醛相回流进入脱水塔，脱水塔分相罐上层水相返回到初馏塔进料罐，脱水塔塔底粗糠醛送入精制塔；

5）来自脱水塔底的粗糠醛由精制塔中上部进入精制塔，该精制塔在压力为5~25KPa和塔顶操作温度为62~97℃条件下操作，精制塔顶得到纯度为99%以上的糠醛产品，精制塔底产出醛泥送入汽提塔；

6）来自精制塔底产出的醛泥从汽提塔上部进入汽提塔，来自蒸汽发生器的水蒸汽从汽提塔底部进入汽提塔，该汽提塔在常压和塔顶操作温度为110~146℃的条件下操作，汽提塔顶产出的糠醛蒸汽经过冷凝后返回初馏塔进料罐，汽提塔底产出的醛渣经过处理后作为锅炉燃料。