[发明专利]联合的制备和分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及联合的制备和分离方法。

背景技术

在化学工业中，可获得多种分离技术来分离在气态混合物内的两种或更多种组分。这种分离技术的实例是本领域已知的，且可在例如John Wiley & Sons，inc.1999出版的W.Seider等人的“Process DesignPrinciples”的第5.7章中找到。

最常用的技术是蒸馏。但蒸馏技术的缺点是消耗大量能量来分离混合物内的那些化合物。

可使用的另一技术是利用气体渗透的膜分离。此处的气体混合物被压缩到高压并与无孔膜接触。渗透物通过膜并在低压下排放，而渗余物不通过膜且维持在原料的高压下。在US-A-5435836和US-A-6395243中描述了这种膜分离方法的实例。在涉及利用膜分离气体的这些方法中，气体分子为了通过膜需要与膜相互作用。但这要求在膜上在膜的渗余侧和渗透侧之间施加高的压差。由于要求压差，因此这种膜技术仍然要求相当大量的能量和昂贵的设备来维持压差，例如利用真空或者压力泵来进行，即使使用高的吹扫流量和高选择性膜也是如此。

追溯至1924年的US-A-1496757描述了分离气体的方法，该方法包括使气体扩散通过扩散隔板(partition)，利用吹扫物料从隔板上除去扩散通过的气体，并从扩散通过的气体中除去吹扫物料。据说该方法基于反复分级扩散原理来操作。这一方法与以上所述的涉及膜的分离方法的区别在于下述事实：不存在或者几乎不存在任何压差，同时通过与连续加入到一个腔室中并通过多孔隔板层逆流扩散的吹扫气体组分的摩擦扩散来控制传质。因此这一方法不要求使用昂贵的选择性可渗透膜。

最近，M.Geboers在其文章“FricDiff：A novel concept for theseparation of azeotropic mixtures”，OSPT Process Technology，小型广告形式的PhD项目National Research School in ProcessTechnology OSPT(2003)出版第139页中描述了通过使之与CO₂相互扩散分离2-丙醇(IPA)和水的共沸蒸汽混合物的方法。在随后的步骤中，通过冷凝进行2-丙醇和CO₂的分离。

这一方法的缺点是要求从CO₂物流中分离产物，和如果在工业规模上应用的话，则要求大的吹扫气体物流。

因此，仍然可通过与制备方法联合来改进所述基于扩散的分离方法的应用。因此本发明提供联合的分离和制备方法。

发明内容

因此，本发明提供联合的制备和分离方法，该方法包括：制备工艺，其中产生副产物；和气体分离工艺，其中通过使第一组分经多孔隔板扩散进入吹扫组分的物流内，使第一组分从组分混合物中分离出来；其中在制备工艺中产生的副产物随后在分离工艺中用作吹扫组分。

通过使用制备工艺的副产物作为随后的分离工艺中的吹扫组分，对该副产物的应用更加有效，并获得有利的联合分离和制备工艺。可避免“单独”的吹扫组分，这是因为制备工艺的副产物可用作吹扫组分。

本发明的方法在其中第一组分从中分离的组分混合物是共沸混合物的工艺中是特别有利的，这是因为分离这种共沸混合物的常规蒸馏技术的成本过高。

本发明还提供其中可以进行上述方法的工业装置。

附图说明

图1是本发明的分离单元的示意图。

图2是对比例1的结构的示意图。

图3是实施例2的结构的示意图。

具体实施方式

联合的制备和分离方法应理解为其中在分离工艺中涉及的一种或多种组分也是在制备工艺中涉及的组分的方法。在本发明的方法中，在分离工艺中作为吹扫组分所使用的组分在制备工艺中用作原料组分。

气体分离工艺应理解为在这一分离工艺过程中，至少一部分第一组分、各组分的混合物和吹扫组分在分离工艺过程中处于气态。更优选地，至少50wt％的第一组分、各组分的混合物和吹扫组分为气态，优选至少80wt％和甚至更优选范围为90-100wt％为气态。最优选在分离工艺过程中，所有组分均完全为气态。在环境温度(25℃)和压力(1bar)下通常为液态的组分，例如通过升高温度或者降低压力可蒸发成气态，之后扩散通过多孔隔板。因此在气体分离工艺过程中的扩散优选为气体扩散。