[发明专利]一种分离甲醇-水混合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于甲醇-水混合物的分离技术领域，特别涉及一种分离甲醇-水混合物的方法。

背景技术

甲醇是化工行业中重要的有机溶剂和合成原料，被广泛应用于医药、农药、电子、航天等领域。近年来，随着人们环保意识的提高，甲醇与汽油混合成不同用途的新型燃料备受关注。因此甲醇的需求量非常大，甲醇废水的回收处理也成为热点问题，尤其是低浓度的甲醇废水。学术界和工业上对低浓度甲醇废水的回收问题进行了深入的研究。

传统技术中，中国专利CN1821200A采用普通精馏分离回收质量分数为7%-8%的甲醇废水，在回流比为3-4时才能得到质量分数99.8%的甲醇，能耗较大。W·霍芬等人（CN101084176A）采用多级蒸发的方法从废水中回收甲醇。该方法优选3-5个蒸发级，每个蒸发级包括蒸馏塔蒸发器及其附属设备，第一蒸发级操作压力400-700kPa，最后一级80-150kPa，最终得到纯度95%的甲醇。该方法的生产工艺复杂，装置繁琐，控制点较多，不利于工业化的生产。有机合成试剂制备手册（第二版，2005年，P341）公开了一种以乙酸乙酯为共沸剂，通过甲醇-水-乙酸乙酯形成三元共沸物进行脱水，该方法虽然能得到99.9%的甲醇，但引入了乙酸乙酯，而且三元共沸物的带水量仅有6.7%，乙酸乙酯与甲醇为均相共沸，生产过程中不但乙酸乙酯的用量大，而且甲醇有损失，该方法只适用于处理含水量小的甲醇废水。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术中的不足，提供一种产品纯度高，能耗低，处理效果好，生产成本低的分离甲醇-水混合物的方法。

甲醇与水的沸点差异较大，而且二者无共沸现象，通过普通精馏可以实现分离目的，但想得到质量分数大于99.95%的甲醇，需要的回流比较大，而大回流比是以增加能耗为代价的。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种分离甲醇-水混合物的方法，所述方法包括以下步骤：将质量分数≤50%的低浓度的甲醇-水混合物首先进入精馏塔经过普通精馏后得到质量分数90%以上的甲醇浓溶液；然后将甲醇浓溶液与高吸水树脂以一定的质量比混合后进一步脱水，得到高纯度甲醇产品；最后将吸水后的高吸水树脂再生后循环使用。

所述精馏塔理论板数为8-15，进料位置为第5-10块理论板处，回流比为1.0-2.0。

所述甲醇浓溶液与高吸水树脂的质量比为（1.0-5.0）：1，接触时间为30min-120min，接触温度为20℃-40℃。

优选地，所述甲醇浓溶液与高吸水树脂的质量比为（2.0-4.0）：1，接触时间为30min-90min，接触温度为25℃-35℃。

所述高吸水树脂是聚丙烯酸系高吸水树脂。

优选地，所述高吸水树脂是聚丙烯酸钠高吸水树脂。

所述吸水后的高吸水树脂的回收处理方法是将所述吸水后的高吸水树脂浸入质量分数为20%-30%的氯化钠溶液中，静置10min-50min后，滤出干燥，可循环使用。

本发明具有的优点和积极效果是：

所述聚丙烯酸钠高吸水树脂具有很强的吸水性能、有效持续性和使用安全性。实验测得，聚丙烯酸钠高吸水树脂对蒸馏水的吸水倍率是1050g/g，对0.9%的氯化钠溶液的吸水倍率是95g/g，30min内吸水量即可达到饱和吸水量的85%以上。吸水后的高吸水树脂浸入浓盐溶液中脱水再生，干燥后即可重复使用。聚丙烯酸钠高吸水树脂可重复使用8-10次。

本发明所述方法首先将低浓度甲醇-水混合物通过普通精馏浓缩至90%以上，再利用高效环保的聚丙烯酸钠高吸水树脂进一步脱水制得质量分数99.95%以上甲醇产品，而利用聚丙烯酸钠高吸水树脂进一步脱水的过程中基本不消耗能量。与中国专利CN1821200A相比，处理等量的甲醇-水混合物时本发明的新方法能耗仅为该技术的50%；与W·霍芬等人公开的方法相比，本发明的新方法在常压下即可完成整个精制过程，工艺简单，操作时间短；与有机合成试剂制备手册（第二版，2005年，P341）公开的方法相比，本发明的新方法不引入其他有机溶剂，对环境更友好，显著降低生产成本。

附图说明

图1表示本发明中的精馏塔。

图中，T-精馏塔；F-精馏塔的原料进料口；P-精馏塔的塔顶出料口；S-精馏塔塔釜出料口；1-塔釜再沸器；2-塔顶冷凝器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1