[发明专利]单侧线萃取共沸精馏分离乙醇-水-异丙苯混合溶液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多元组分分离的集成工艺，具体涉及一种单侧线萃取共沸精馏分离乙醇-水-异丙苯混合溶液的方法。

背景技术

异丙苯是重要的基本有机化工原料，主要用来生产用途广泛的苯酚和丙酮。目前，全球异丙苯的产量近千万吨，有90%以上的异丙苯用来生产苯酚和丙酮，其它用途是作为油漆、清漆和搪瓷珐琅的稀释剂，以及用作某些石油溶液的成分以及用作高辛烷值航空燃料油组份。另外，异丙苯还可用于制造聚合和氧化催化剂，并由它制取苯乙酮、α-甲基苯乙烯和过氧化物等产品。预计全球未来十年内,异丙苯将以3.8%的年增长率递增，其中亚洲是主要的增长区，年增长率可达11.8%。

在异丙苯与硫酸进行磺化反应生成异丙基苯磺酸的过程中，生成产物中加入乙醇，经结晶得到异丙基苯磺酸，剩余为乙醇和异丙苯的水溶液，由于乙醇、水及异丙苯相互之间存在复杂的二元和三元共沸物，组成及共沸点见图1所示，其中乙醇与水之间共沸点为78.17℃，乙醇与异丙苯之间共沸点80.5℃，乙醇与水和异丙苯三元组成之间共沸点为84.0℃，水与异丙苯之间共沸点为96.0℃，因此采用常规精馏法，难以分离、提取剩余混合液中的乙醇和异丙苯。目前乙醇-水-异丙苯混合溶液主要采用吸附法脱除水，然后将乙醇和异丙苯混合作为燃料，该方法严重浪费乙醇和异丙苯，造成异丙基苯磺酸生产成本高，并造成环境的不良影响。

发明内容

本发明旨在提供一种单侧线萃取共沸精馏分离乙醇、水及异丙苯混合溶液的工艺，与传统工艺相比，本发明具有工艺步骤简单，经一次分离提取所述混合溶液中的乙醇和异丙苯，乙醇和异丙苯的含量、收率高，可循环利用；分离后水中乙醇和异丙苯总含量低于0.2%；所用萃取剂便于再生、循环利用，分离过程能耗低。

本发明采用单侧线萃取共沸精馏分离乙醇-水-异丙苯混合溶液的集成工艺，单侧线萃取共沸精馏塔由萃取精馏段和共沸精馏段构成，原料液经单侧线萃取共沸精馏装置一次处理，可得99.9%以上的乙醇和99.0%以上异丙苯，收率分别达到99.9%和98.3%以上，分离后水中含乙醇和异丙苯总含量低于0.2%。

为实现发明目的，本发明采用以下技术方案：所述的单侧线萃取共沸精馏分离乙醇、水及异丙苯混合溶液的工艺如下：单侧线萃取共沸精馏塔由萃取精馏段和共沸精馏段构成，萃取精馏段和共沸精馏段之间通过降液管连接；原料液乙醇、水及异丙苯混合溶液从萃取精馏段的中下部加入单侧线萃取共沸精馏塔中，改性萃取剂由萃取精馏段的中上部加入单侧线萃取共沸精馏塔中，改性萃取剂为含4～10%MgSO₄的二邻苯二甲酸二辛脂溶液，控制萃取精馏段顶部、底部温度，塔顶得到99.9 %以上乙醇，萃取精馏段底部含改性萃取剂的混合液经降液管流至共沸精馏段处理；控制共沸精馏段顶部、底部温度，含改性萃取剂的混合液经共沸精馏段处理，共沸精馏段顶部由侧线出料口流出液为异丙苯和水的混合液汽体，冷凝后分为异丙苯层和水层，异丙苯层99%以上的异丙苯，水层含异丙苯和乙醇低于0.2%，共沸精馏段塔底流出液为99.7%以上的改性萃取剂，循环至萃取精馏段循环使用。

所述的方法中，萃取精馏段顶、底部温度分别控制为78.2～78.5℃和128.2～130.4℃，共沸精馏段顶、底部温度分别控制为96.0～97.1℃和142.3～144.7℃。

所述的方法中，原料液的质量百分组成为75～85%乙醇、10～15%水及5～10%异丙苯。

所述的方法中，原料液与改性萃取剂的质量流量比例为1：0.4～1.2。

所述的降液管底部设溢流槽，液封共沸精馏段汽体。