[发明专利]分离乙醇与能量利用的方法

说明书

本发明涉及一种分离乙醇与能量利用的方法，主要解决现有技术中1,4‑二氧六环和乙醇形成共沸物分离困难问题。本发明通过采用加压精馏的技术方案，消除共沸，直接对1,4‑二氧六环和乙醇混合溶液进行分离，同时采用精馏塔塔顶气相物流经过增压升温后，作为塔釜再沸器部分或者全部热源的方式，对能量进行回收利用，可用于1,4‑二氧六环和乙醇的工业生产中。

技术领域

本发明涉及1,4-二氧六环生产领域，特别是1,4-二氧六环－乙醇体系节能分离方法。

背景技术

1,4-二氧六环(1,4-dioxane)，分子式C4H8O2，分子量88.11，无色液体。稍有香味。密度1.0329，折射率1.4175，熔点11℃，沸点101.1℃。1,4-二氧六环既溶于水又溶于多种有机溶剂。合成1,4-二氧六环的路线主要有环氧乙烷法、乙二醇法、及二甘醇法。乙二醇法由乙二醇和浓磷酸共同蒸馏脱水而制得。是醋酸纤维素、树脂、植物油、矿物油、油溶染料等的溶剂，也用于制喷漆、清漆、增塑剂、润湿剂等。

该品在医药、化妆品、香料等特殊精细化学品制造，以及科学研究中作为溶剂、反应介质、萃取剂使用。在日本，该品主要用作1,1,1-三氯乙烷的稳定剂，添加量为2.5-4％；其次，应用较多的是作为聚氨酯合成革、氨基酸合成革等的反应溶剂。该品溶解能力强，与二甲基甲酰胺相近，比四氢呋喃强。1,4-二氧六环有以下重要用途：1.与三氧化硫形成配位化合物，可用作许多化合物合成时的硫酸化剂；2.用于医药、农药的提取，石油产品的脱蜡等；3.用作染料分散剂、木材着色剂的分散剂以及油溶性染料的溶剂；4.用作高纯度金属表面处理剂等。

1,4-二氧六环易溶于乙醇，常压和减压下，1,4-二氧六环和乙醇形成共沸物。101.3kPa共沸组成为1,4-二氧六环：乙醇＝5.1:94.9mole％，共沸点温度为78.13℃，为最低温度共沸物，因此，通过常压精馏只能得到1,4-二氧六环—乙醇二元共沸物，且该共沸物中含有大量的1,4-二氧六环，如何有效实现此共沸物的分离是面临的关键问题。

乙醇俗称酒精，分子式C2H6O，根据GB/T394.1-2008工业酒精国标，优级≥96％vol，一级≥95％vol；根据GB/T678-2002无水乙醇国标，化学纯≥99.5％wt，水含量≤0.5％wt；分析纯≥99.7％wt，水含量≤0.3％wt；优级纯≥99.8％wt，水含量≤0.2％wt；乙醇的用途很广，可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70％～75％的乙醇作消毒剂等，在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。

最近几年，由于石油价格的波动，燃料乙醇的消费增长也在提速。中国燃料乙醇产业起步较晚，但发展迅速，燃料乙醇在中国具有广阔前景。随着国内石油需求的进一步提高，以乙醇等替代能源为代表的能源供应多元化战略已成为中国能源政策的一个方向。中国已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。燃料乙醇走向了非粮乙醇发展的道路，并得到了快速发展。

燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点，可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放。未来我国燃料乙醇行业的重点是降低生产成本、减少政府补贴，为此，制定生物燃料乙醇生产过程的消耗控制规范，及产品质量技术标准，统一燃料乙醇生产消耗定额标准，包括物耗、水耗、能耗等，是降本增效的有力手段。

作为汽油添加剂，可提高汽油的辛烷值。通常车用汽油的辛烷值一般要求为90或93，乙醇的辛烷值可达到111，所以向汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值，且乙醇对烷烃类汽油组分(烷基化油、轻石脑油)辛烷值调和效应好于烯烃类汽油组分(催化裂化汽油)和芳烃类汽油组分(催化重整汽油)，添加乙醇还可以较为有效地提高汽油的抗爆性。