[发明专利]一种差压热耦合萃取精馏分离甲基环己烷和甲苯的方法

说明书

技术领域：

本发明属于精馏技术领域，涉及差压热耦合精馏与萃取精馏相结合的分离方法，具体是指一种利用差压热耦合萃取精馏塔分离甲基环己烷和甲苯的方法，可完成甲基环己烷和甲苯的分离的同时，与常规萃取精馏装置相比可节能30％以上。

背景技术：

甲基环己烷可用作橡胶、涂料、清漆用溶剂，油脂萃取溶剂等，也可用于有机合成，用作校正温度计的标准物。甲基环己烷和甲苯的混合物作为反应原料和溶剂普遍存在于有机合成、印刷和医药等行业，因此将甲基环己烷和甲苯进行有效的分离具有十分重要的意义。

常压下甲基环己烷和甲苯的沸点非常接近，分别为100.3℃和110.6℃，两者间的相对挥发度很小。对于沸点相差很小的混合物，采用普通精馏可能无法进行分离或需要的塔板数非常多，经济上不合理，也难以操作。萃取精馏通过加入萃取剂可增大组分间的相对挥发度，降低分离所需要的塔板数，萃取剂可通过普通精馏方法进行回收并返回至萃取精馏塔循环使用，是最为广泛使用的分离方法之一。

以苯酚为萃取剂，采用萃取精馏分离甲基环己烷和甲苯，其工艺流程主要包括萃取精馏塔和苯酚回收塔，首先用萃取精馏塔分离出甲基环己烷，再用苯酚回收塔分离出甲苯和苯酚。苯酚在萃取精馏塔的中上部加入，以使各塔板上的液相中保持一定比例的萃取剂，原料在萃取精馏塔的中下部加入。在萃取精馏塔塔顶得到甲基环己烷产品，塔底排出甲苯和苯酚的混合物，进入苯酚回收塔。在苯酚回收塔塔顶得到甲苯，塔底得到苯酚，与新鲜萃取剂混合后返回萃取精馏塔循环使用。

差压热耦合低能耗精馏过程将普通精馏塔分割为常规分馏和降压分馏两个塔，常规分馏塔的操作压力与常规单塔时相同，而降压分馏塔采用降压操作以降低塔底温度。降压分馏塔塔顶蒸汽经过压缩机压缩进入常规分馏塔塔底，因为降压分馏塔的降压操作可以使塔底物料的温度低于常规分馏塔塔顶物料的温度，所以可以利用常规分馏塔塔顶蒸汽的潜热来加热降压分馏塔塔底的再沸器，进行两塔的热耦合，实现精馏过程的大幅度节能。

文献(现代化工，2010，30(9)：65-67)中公开了利用差压热耦合精馏回收处理含二甲基乙酰胺废水的工艺方法，最后得到废水中二甲基乙酰胺的质量分数为0.03％，并且差压热耦合精馏工艺比常规的单塔精馏工艺节能约73.4％。

随着当前节能减排和低碳经济的要求越来越高，化工过程中的能耗指标已经成为任何一个化工企业首要关注的经济指标。然而，在萃取精馏塔中，引入精馏塔再沸器的热量通过精馏塔之后由冷凝器处排出，大部分的能量损失在诸如塔的压降以及通过换热器的温差上，而只有部分能量被用来减少精馏塔产品的熵，其热力学效率较低。因此需要提高精馏过程的能量利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种差压热耦合萃取精馏分离甲基环己烷和甲苯的方法。萃取剂苯酚经回收能够循环使用，该工艺方法能够得到高纯度的甲基环己烷产品，并显著降低过程能耗。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种差压热耦合萃取精馏分离甲基环己烷和甲苯的方法采用的装置包括常压塔、减压塔、苯酚回收塔、压缩机、主换热器、辅助冷凝器、冷凝器、再沸器以及若干物料管线等。其特征在于差压热耦合精馏与萃取精馏的集成装置。差压热耦合萃取精馏塔常压塔内部分为精馏区和萃取精馏区上下两个区域，其中精馏区有4～8块理论板，萃取精馏区有5～9块理论板；减压塔内部分为萃取精馏区和提馏区上下两个区域，其中萃取精馏区有3～5块理论板，提馏区有6～8块理论板；苯酚回收塔的内部分为精馏区和提馏区上下两个区域，其中精馏区有8～12块理论板，提馏区有8～12块理论板。在减压塔的塔顶气相物流与常压塔的塔底进料物流之间安装压缩机，常压塔塔顶气相物流依次连接主换热器和辅助冷凝器，起冷凝作用；在苯酚回收塔塔顶安装冷凝器，在苯酚回收塔塔底安装再沸器；在减压塔的塔底液相物流与苯酚回收塔进料之间安装一个换热器。