本發(fā)明公開了一種萃取共沸下側(cè)線出料精餾分離氯仿-乙醇-水混合液的方法，屬于多元組分分離的集成工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

氯仿和乙醇是有機(jī)合成原料和溶劑。氯仿主要用來生產(chǎn)氟里昂(F-21、F-22、F-23)、染料和藥物；在醫(yī)學(xué)上，常用作麻醉劑，可用作抗生素、香料、油脂、樹脂、橡膠的溶劑和萃取劑；氯仿與四氯化碳混合可制成不凍的防火液體，還用于煙霧劑的發(fā)射藥、谷物的熏蒸劑和校準(zhǔn)溫度的標(biāo)準(zhǔn)液；工業(yè)產(chǎn)品通常加有少量乙醇，使生成的光氣與乙醇作用生成無毒的碳酸二乙酯。乙醇的用途極其很廣，可用乙醇制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等，醫(yī)療上也常用體積分?jǐn)?shù)為70％-75％的乙醇作消毒劑等，在國防工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、有機(jī)合成、食品工業(yè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中均有廣泛的用途。

在醫(yī)藥中間體合成中，常加入氯仿作為兩種固體物反應(yīng)的溶劑，反應(yīng)后加入乙醇進(jìn)行洗滌，過濾后生成氯仿、乙醇和水的混合液。由于氯仿、乙醇和水相互之間存在復(fù)雜的二元和三元共沸物，組成及共沸點(diǎn)見圖1所示，其中氯仿與乙醇之間共沸點(diǎn)為59.3℃，氯仿與水之間共沸點(diǎn)56.1℃，乙醇與水之間共沸點(diǎn)為78.17℃，氯仿、乙醇和水三元組成之間共沸點(diǎn)為55.5℃，由于共沸和共沸點(diǎn)接近，很難采用常規(guī)精餾法分離氯仿、乙醇和水混合液。目前氯仿、乙醇和水混合溶液主要采用吸附法或萃取脫水，然后采用萃取或其它特種方法分離氯仿和乙醇，最后對(duì)含萃取劑溶液進(jìn)行再生，該方法工藝復(fù)雜、能耗大，造成分離過程生產(chǎn)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本發(fā)明的目的是提供一種萃取共沸下側(cè)線出料精餾分離氯仿、乙醇和水混合液的方法和工藝，與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明具有工藝步驟簡單，經(jīng)一次分離提取氯仿、乙醇和水混合溶液中的氯仿和乙醇，氯仿和乙醇的含量分別達(dá)到99.6％以上和99.7％以上、收率分別達(dá)到99.8％以上和99.4％以上，同時(shí)萃取劑可直接循環(huán)利用。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種萃取共沸下側(cè)線出料精餾分離氯仿-乙醇-水混合液的方法，采用萃取共沸下側(cè)線出料精餾塔，其結(jié)構(gòu)包括上部的萃取共沸段和下部的精餾段；

將原料氯仿-乙醇-水混合液從萃取共沸段的中下部加入塔中，復(fù)合萃取劑由萃取共沸段的中上部加入塔中，復(fù)合萃取劑為含20～40wt％N-甲基吡咯烷酮的鄰苯二甲酸二丁酯溶液，控制萃取共沸段頂部和精餾段底部溫度，萃取共沸段頂部采出氯仿和水的混合液汽體，冷凝后分離，并且部分水回流至塔頂，精餾段上端側(cè)線出料乙醇，底部復(fù)合萃取劑循環(huán)至萃取共沸段循環(huán)使用。

優(yōu)選，所述萃取共沸段的結(jié)構(gòu)從上至下依次包括精餾段、萃取段和提餾段，原料氯仿-乙醇-水混合液從萃取段和提餾段中間加入，復(fù)合萃取劑從精餾段和萃取段中間加入。

優(yōu)選，所述上部的萃取共沸段和下部的精餾段由降液管連接。

優(yōu)選，所述原料氯仿-乙醇-水混合液中，各組分的質(zhì)量百分組成為45～65％氯仿、30～40％乙醇及5～15％水。

優(yōu)選，所述控制萃取共沸段頂部和精餾段底溫度分別為56.2～56.5℃和134.4～137.8℃，精餾段上端側(cè)線出料溫度為78.1～78.6℃。

優(yōu)選，所述原料氯仿-乙醇-水混合液與復(fù)合萃取劑的質(zhì)量流量比為1：(1.1～1.5)。

優(yōu)選，所述冷凝后分離的水純度為98.8wt％以上，氯仿純度為99.6wt％以上；精餾段上端側(cè)線出料乙醇的純度為99.7wt％以上，底部流出的復(fù)合萃取劑純度為99.9wt％以上。

本發(fā)明所采用的萃取共沸下側(cè)線出料精餾塔，優(yōu)選采用以下結(jié)構(gòu)：

其包括上部的萃取共沸段和下部的精餾段2，所述萃取共沸段的結(jié)構(gòu)從上至下依次包括精餾段7、萃取段1和提餾段10，原料氯仿-乙醇-水混合液從萃取段1和提餾段10中間加入，復(fù)合萃取劑從精餾段7和萃取段1中間加入，萃取共沸段和下部的精餾段2由降液管5連接。塔頂6依次連接冷凝器3和液液分層罐4，并且液液分層罐4上端側(cè)部連接塔頂6，以便將部分水回流至塔頂。精餾段2上端設(shè)置內(nèi)回流側(cè)線出料口11，底部的塔釜13內(nèi)部設(shè)有加熱器12。

技術(shù)效果：本發(fā)明方法將傳統(tǒng)脫水、萃取精餾和再生過程有效集成在同一裝置中，專用復(fù)合萃取劑有效提高分離效果，原料液經(jīng)萃取共沸下側(cè)線出料精餾裝置一次處理完成混合溶液中氯仿、乙醇和水的分離和提取，將傳統(tǒng)三次加熱和冷凝簡化為一次加熱和一次冷凝，簡化了工藝過程、顯著降低分離所需能耗。采用本發(fā)明方法原料液經(jīng)萃取共沸下側(cè)線出料精餾裝置一次處理，可得純度99.6％以上的氯仿和純度99.7％以上的乙醇，收率分別達(dá)到99.8％以上和99.4％以上，分離后的復(fù)合萃取劑可直接循環(huán)至萃取共沸精餾段循環(huán)使用。

附圖說明

圖1為氯仿-乙醇-水三元組分相互之間的共沸體系。

圖2本發(fā)明優(yōu)選的萃取共沸下側(cè)線出料精餾裝置，以及分離氯仿、乙醇和水混合液的工藝流程示意圖。其中1為萃取共沸段的萃取段，2為精餾段，3為冷凝器，4為液液分層罐，5為降液管，6為塔頂，7為萃取共沸段的精餾段，8為萃取劑進(jìn)料口，9為原料進(jìn)料口，10為萃取共沸段的提餾段，11為內(nèi)回流側(cè)線出料口，12為加熱器，13為塔釜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，所述的實(shí)施例有助于對(duì)本發(fā)明的理解和實(shí)施，并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，實(shí)施本發(fā)明，除具體實(shí)施例中所涉及的物料和精餾操作條件外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)不同的分離目的對(duì)其進(jìn)行等同或等效變換。除非另有說明，本發(fā)明中的百分比均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

實(shí)施例1

采用某制藥公司的氯仿、乙醇和水混合溶液為原料，萃取共沸下側(cè)線精餾塔分離實(shí)驗(yàn)在常壓下進(jìn)行，塔內(nèi)徑為20mm，內(nèi)裝型不銹鋼填料，經(jīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系測定，該填料等板高度HETP＝27mm，塔釜用電熱套加熱，原料液、復(fù)合萃取劑進(jìn)料、側(cè)線出料及塔出料均用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量，萃取共沸下側(cè)線出料精餾塔采用外回流。

如附圖2所示，所采用的萃取共沸下側(cè)線出料精餾塔，結(jié)構(gòu)如下：

其包括上部的萃取共沸段和下部的精餾段2，所述萃取共沸段的結(jié)構(gòu)從上至下依次包括精餾段7、萃取段1和提餾段10，原料氯仿-乙醇-水混合液從萃取段1和提餾段10中間加入，復(fù)合萃取劑從精餾段7和萃取段1中間加入，萃取共沸段和下部的精餾段2由降液管5連接。塔頂6依次連接冷凝器3和液液分層罐4，并且液液分層罐4上端側(cè)部連接塔頂6，以便將部分水回流至塔頂。精餾段2上端設(shè)置內(nèi)回流側(cè)線出料口11，底部的塔釜13內(nèi)部設(shè)有加熱器12。

原料液氯仿、乙醇和水混合溶液①從萃取共沸下側(cè)線出料精餾塔的萃取共沸段中下部(萃取段1和提餾段10中間)加入，復(fù)合萃取劑在萃取共沸精餾段的中上部位(精餾段7和萃取段1中間)進(jìn)料，萃取共沸段頂和精餾段底溫度分別控制為56.2～56.5℃和134.4～137.8℃，萃取共沸段頂部流出經(jīng)冷凝器3冷凝，在液液分層罐4中分為水層和氯仿層，水層部分回流⑤，另一部分流出④為98.89wt％水，氯仿層③為99.64wt％氯仿，萃取共沸段底部含復(fù)合萃取劑混合液經(jīng)降液管5流至精餾段2；含復(fù)合萃取劑混合液流至精餾段2處理，精餾段2頂、低部溫度分別為78.1～78.6℃和134.4～137.8℃，精餾段2頂部由內(nèi)回流側(cè)線出料⑥為99.77wt％乙醇，底部流出液⑦為99.9wt％以上的復(fù)合萃取劑，循環(huán)至萃取共沸段循環(huán)使用。

所述復(fù)合萃取劑為含30wt％N-甲基吡咯烷酮的鄰苯二甲酸二丁酯溶液。

分離過程的工藝條件：分離過程中各塔釜溫度控制、回流比、進(jìn)料位置、溶劑比及塔板數(shù)等見表1所示。經(jīng)HP色譜儀分析，原料和各餾分組成詳細(xì)結(jié)果見表2所示。

表1萃取共沸下側(cè)線出料精餾分離氯仿、乙醇和水混合液的工藝條件

表2萃取共沸下側(cè)線出料精餾分離氯仿、乙醇和水混合液的分離結(jié)果

實(shí)施例2

同實(shí)施例1，不同之處如下：

所述復(fù)合萃取劑為含20wt％N-甲基吡咯烷酮的鄰苯二甲酸二丁酯溶液，原料氯仿-乙醇-水混合液與復(fù)合萃取劑的質(zhì)量流量比為1：1.5。

原料氯仿-乙醇-水混合液中，各組分的質(zhì)量百分組成為45.8％氯仿、39.5％乙醇及5～14.7％水；

結(jié)果：冷凝后分離的水純度為98.84wt％，氯仿純度為99.69wt％；精餾段上端側(cè)線出料乙醇的純度為99.72wt％，底部流出的復(fù)合萃取劑純度為99.91wt％；

氯仿和乙醇收率分別達(dá)到99.84％和99.43％。

實(shí)施例3

同實(shí)施例1，不同之處如下：

所述復(fù)合萃取劑為含40wt％N-甲基吡咯烷酮的鄰苯二甲酸二丁酯溶液，原料氯仿-乙醇-水混合液與復(fù)合萃取劑的質(zhì)量流量比為1：1.1。

原料氯仿-乙醇-水混合液中，各組分的質(zhì)量百分組成為63.5％氯仿、30.9％乙醇及5.6％水；

結(jié)果：冷凝后分離的水純度為98.83wt％，氯仿純度為99.65wt％；精餾段上端側(cè)線出料乙醇的純度為99.76wt％，底部流出的復(fù)合萃取劑純度為99.95wt％；

氯仿和乙醇收率分別達(dá)到99.88％和99.47％。

實(shí)施例4

同實(shí)施例1，不同之處如下：

所述復(fù)合萃取劑為含25wt％N-甲基吡咯烷酮的鄰苯二甲酸二丁酯溶液，原料氯仿-乙醇-水混合液與復(fù)合萃取劑的質(zhì)量流量比為1：1.2。

原料氯仿-乙醇-水混合液中，各組分的質(zhì)量百分組成為55.3％氯仿、35.4％乙醇及9.3％水；

結(jié)果：冷凝后分離的水純度為98.86wt％，氯仿純度為99.64wt％；精餾段上端側(cè)線出料乙醇的純度為99.75wt％，底部流出的復(fù)合萃取劑純度為99.92wt％；

氯仿和乙醇收率分別達(dá)到99.82％和99.43％。

實(shí)施例5

同實(shí)施例1，不同之處如下：

所述復(fù)合萃取劑為含35wt％N-甲基吡咯烷酮的鄰苯二甲酸二丁酯溶液，原料氯仿-乙醇-水混合液與復(fù)合萃取劑的質(zhì)量流量比為1：1.3。

原料氯仿-乙醇-水混合液中，各組分的質(zhì)量百分組成為60.2％氯仿、32.3％乙醇及7.5％水；

結(jié)果：冷凝后分離的水純度為98.85wt％，氯仿純度為99.63wt％；精餾段上端側(cè)線出料乙醇的純度為99.74wt％，底部流出的復(fù)合萃取劑純度為99.98wt％；

氯仿和乙醇收率分別達(dá)到99.86％和99.47％。