[发明专利]乙腈的加盐分相精制工艺

说明书

本发明为加盐分相制取乙腈产品的精制工艺，属于乙腈精制领域。

乙腈和水是含有恒沸点的混合液。在恒沸点，乙腈重量组成为84%，水重量组成为16%。当混合液中乙腈组成低于恒沸组成时，用普通精馏方法只能得到具有恒沸组成的乙腈水混合物。为了解决乙腈和水的分离问题，工业生产中采用变压精馏、恒沸精馏等特殊分离方法，通过破坏乙腈水的恒沸点，分离提纯乙腈。这些分离技术操作复杂，能量消耗大，致使产品成本提高。罗马尼亚专利RO68241采用两步加盐分相法，将固体盐NaCl和CaCl₂加入待分离的乙腈水溶液，通过分相逐步浓缩乙腈水混合液，提高乙腈浓度，使有机相中乙腈组成高于恒沸组成，然后通过精馏精制提纯乙腈。该专利所提出的方法尽管达到了分离乙腈和水的目的，但固体盐的加入以及回收循环使用比较困难，限制了其工业应用。

本发明的目的在于：利用盐析效应，将盐溶于水中，用盐水作为分离剂，通过分相浓缩乙腈水溶液，使有机相中的乙腈组成跳过恒沸点，然后应用精馏精制提纯乙腈，制取乙腈产品。

现将本发明工艺的要点叙述如下：将氟化钾（KF）溶于水中配制浓度为30%（重量百分数）到饱和浓度的盐水或将碳酸钾（K₂CO₃）溶于水制成饱和浓度的盐水，将该盐水加入含乙腈40%～84%（重量百分数）的乙腈水溶液中进行分相浓缩，盐水与乙腈水溶液的重量比为0.5～3.0。分相后的盐水用蒸发设备回收供循环使用，而提浓了的有机相用精馏获得精制的乙腈。

现在结合附图对本发明工艺进行详细说明。附图为本发明的工艺流程图。3为乙腈回收塔，9为单级或多级液液接触设备，11为盐水回收设备，13为产品精馏塔。乙腈重量组成低于30%的稀乙腈水溶液由1进入3，精馏回收乙腈，废水自3塔釜从4排出，回收的乙腈含量为40%～84%（重量百分数）的乙腈水混合物由5通过6进入液液接触设备9，和由7进入的盐水分离剂接触传质，由于分相乙腈水溶液得到浓缩，乙腈组成93%～98%（重量百分数）。该提浓了的有机相由8引出，进入产品精馏塔13，精馏提纯乙腈，乙腈产品从接近13塔釜位置通过15气相采出，冷凝得99.6%～99.9%（重量百分数）的乙腈产品。塔顶采出含水10%～15%（重量百分数）的乙腈水混合物，经冷凝从14通过6进入9，进行分相浓缩。塔釜残液通过12定期排放回收。分相后含0.1%～1.0%（重量百分数）乙腈的盐水，由10进入蒸发设备11，通过蒸发回收盐水，回收的合格盐水由7进入9循环使用。蒸发的气相通过2进入3，作为乙腈回收塔的直接蒸汽加热，以回收其热量。

加盐分相的效果如何，取决于盐水浓度及盐水用量。盐浓度愈大，分相提浓效果愈好，提浓的有机相乙腈含量则愈高。为了降低能耗，提高产品质量，盐水浓度取为30%（重量百分数）至饱和浓度。盐水用量与进料中乙腈含量有关，乙腈含量低则增大盐水用量，乙腈含量高则减小盐水用量。为了确保分相后盐水溶液中乙腈重量含量低于1.0%，最佳盐水用量应为盐水与乙腈水溶液的重量比为0.5～3.0。

本发明选用氟化钾和碳酸钾盐，由于这两种盐和水具有较强的吸引作用，能够破坏乙腈和水之间所形成的氢键，故盐析作用较强，分相提浓乙腈水溶液的效果显著;采用液体盐水作为分离剂，盐水的加入及回收循环使用易于实现;加盐分相提浓的有机相乙腈含量高，避免了大量乙腈在精馏过程中重复汽化，能够降低能耗。本发明与其它乙腈分离方法相比，流程简单，操作方便，能耗降低，工业应用易于实现，而且产品质量高，乙腈的纯度可达99.8%以上。

现列举第一类实施例如下：将氟化钾盐溶于水中配制成盐水溶液，将该盐水与待分离的乙腈水溶液混合-分相，分相过程在很短时间内完成，经分相有机相中乙腈含量提高，其浓度高于恒沸组成。将提浓的有机相用精馏进行精制。精馏塔内径φ30mm，精馏段约5～7块理论板，提馏段约10-12理论板。塔釜采出气相乙腈产品。实验结果列于表1。

表1^＊

X_SX_OXF 塔顶 塔釜

R    组成%wt    组成%wt

%wt    %wt    %wt    T℃    T℃

乙腈    水    乙腈    水

42    84    3.0    93.3    76.9    89.07    10.93    83.6    99.65    0.35