[发明专利]一种利用隔壁精馏塔对费托合成水进行初步分离的方法

说明书

本发明为一种利用隔壁精馏塔对费托合成水进行初步分离的方法，该方法包括以费托合成法生产液体燃料所产的合成水为原料，采用隔壁精馏塔对合成水原料进行分离操作，合成水原料从隔壁精馏塔的预分馏侧进料口加入，塔顶得到含有微量水的低沸点含氧有机物的混合物，塔底得到高沸点有机酸为主的稀酸水溶液，隔壁塔主塔侧侧线采出得到含有少量水的混醇为主的含氧有机混合物；所述隔壁精馏塔的操作条件为：塔顶30～80℃，塔底70～160℃，侧线50～130℃，回流比5～35，气相分配比0.5～20，液相分配比0.1～2。该方法在费托合成水的初步分离处理阶段充分利用隔壁塔精馏技术的节能性，大大降低费托合成水处理的过程能耗。

技术领域

本发明涉及一种将醛类、酮类、酯类、醇类和酸类等含氧有机物从水中分离的方法，尤其涉及一种利用隔壁精馏塔对费托合成水进行初步分离的方法。

背景技术

随着石油等液体燃料需求量的大幅度增加以及石油资源可用储备量的不断减少，由煤、天然气、生物质等原料生产短缺的液体燃料的方法越来越受到人们的高度重视。煤、天然气、生物质等燃料的间接液化方法最具代表性的就是费托合成法。该方法是在铁基、钴基或铁钴基催化剂存在的条件下，将由煤等原料所产生的以一氧化碳(CO)和氢气(H₂)为主的合成气，在一定温度和压力的条件下催化合成烃类燃料的工艺。间接液化技术对原料质量的适用性较强，所产油品质量高并且产品种类众多。

费托合成法制油工艺以一氧化碳(CO)和氢气(H₂)为主的合成气为原料，在铁基、钴基或铁钴基催化剂作用下生成烃类油品，同时生成醇类、醛类、酮类、酯类、酸类等含氧有机物与大量的水。反应生成的水相和生成的主产物烃类油品可以很简便的分离，但是由于醇类、有机酸类等含氧有机物在水相中具有一定的溶解度，所以水相中具有一定量的醇类、醛类、酮类、酯类、酸类等含氧有机物，而得到的水相通常称为费托合成水。由于费托法制油过程中会产生大量的合成水，年产百万吨级油产品，就会产生百万吨级合成水，而合成水中就会携带万吨级含氧有机物，如果将其直接排放，显然是一种不经济的做法，同时直接排放将对环境造成污染，严重不符合环保要求。

由于费托合成法制油过程中产生的费托合成水(包括高温、中温、低温费托合成水)中将溶解几十种醛类、酮类、酯类、醇类和酸类等含氧有机物，这部分有机物使费托合成水成为一种非常复杂的体系，因为这个体系物质种类复杂、沸程宽、浓度低，并且存在多种组分之间的共沸、缔合现象，(合成水中有近几十种含氧有机物，它们的沸点从20℃到206℃均有分布且连接紧密，它们在合成水中总浓度约1％-15％，并且多种物质之间存在共沸和缔合现象，这使它们很难分离)故采用一般的含有机物的废水处理方法及其水中含氧有机物的分离回收方法处理工业费托合成水，将存在费用高、难以达到环保要求、回收的有机物产品收率低等问题。因此，找到一种经济有效的提取方法对费托合成水进行分离回收是非常有必要的。

由于费托合成水体系物质种类复杂、浓度低等特点，采用常规精馏塔技术对费托合成水进行分离回收存在热力学效率低、组分返混现象严重、能耗高、设备投资大等问题。就初步回收费托水中含氧有机物和甲醇、乙醇分割的目的而言，采用常规精馏塔技术将需要两个常规精馏塔及相关附属设配，例如公开号为CN 101244983A的中国专利公开了一种低温费托合成反应水中有机物的分离回收方法，该方法是将费托合成水精馏脱除有机酸后进行甲醇、乙醇分割的常规两塔精馏处理费托合成水的工艺，该工艺的设备投资大、能耗高。另外，针对费托合成水分离回收，专利号为ZL 2008100329263和ZL2008100432527的中国专利分别公开了一种分离回收费托合成水的方法流程，二者皆用到了隔壁塔精馏技术。但二者都是首先将费托合成水经过一个常规精馏塔进行预处理，然后将沸程为50～120℃的馏分通过隔壁塔进行精馏分离。由于费托合成水量一般是非常巨大的，采用精馏技术对费托合成水进行分离回收，其过程能耗将主要集中在含氧有机物与水的初步分离阶段(初步分离阶段指：初步将合成水中含氧有机物进行回收，实现有机物与水的尽可能分离，并可将这些有机物进行一次分割，为后续有机物产品细分打下基础)，因此寻找更先进的精馏技术来降低此阶段的能耗是非常有意义的。