【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于化工行業(yè)的分離純化領(lǐng)域，具體涉及一種單塔非均相共沸精餾分離苯胺與乙二醇共沸物的方法。

背景技術(shù)：

苯胺，是苯分子中的一個(gè)氫原子被氨基取代而生成的化合物，其物理性質(zhì)為無(wú)色或微黃色油狀液體，有強(qiáng)烈氣味，化學(xué)性質(zhì)方面有堿性，能與鹽酸化合生成鹽酸鹽，與硫酸化合成硫酸鹽。苯胺是染料工業(yè)中最重要的中間體之一，在印染工業(yè)中用于染料苯胺黑；在農(nóng)藥工業(yè)中用于生產(chǎn)許多殺蟲(chóng)劑、殺菌劑，如ddv、除草醚、毒草胺等；苯胺是橡膠助劑的重要原料，用于制造防老劑等；也可作為醫(yī)藥磺胺藥的原料，同時(shí)也是生產(chǎn)香料、塑料、清漆、膠片等的中間體等。乙二醇俗稱甘醇，在常溫下是無(wú)色透明的粘稠狀液體，作為重要的基礎(chǔ)有機(jī)原料之一，主要用于生產(chǎn)聚酯纖維、不飽和聚酯樹(shù)脂、防凍劑、化妝品的潤(rùn)滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑以及炸藥等，此外還可用于涂料、照像顯影液、剎車液以及油墨等行業(yè)，用途十分廣泛。

以苯胺為原料合成的吲哚，又名苯并吡咯，常用于醫(yī)藥和農(nóng)藥的中間體，可以制造解熱鎮(zhèn)痛劑，興奮劑，降血壓和血管擴(kuò)張劑等藥品，農(nóng)藥中可制植物成長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，殺菌劑等，還廣泛用于香料業(yè)。在以苯胺為原料合成吲哚時(shí)，還需加入大量乙二醇，故在后處理過(guò)程中會(huì)大量的苯胺和乙二醇的混合物，而常壓下苯胺與乙二醇形成共沸物，普通精餾方法難以分離，為降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，需對(duì)苯胺與乙二醇進(jìn)行有效分離。

專利(cn103396290a)公開(kāi)了一種分離乙二醇和1,2-丁二醇的工藝，該工藝是以甲苯、乙苯、二甲苯等為共沸劑，利用精餾塔單塔實(shí)現(xiàn)乙二醇和1,2-丁二醇的分離，該工藝能耗高，產(chǎn)品純度只有98％，且未實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。

專利(cn105130755a)公開(kāi)了一種分離新戊二醇和乙二醇混合物的方法，該方法是以二甲苯為共沸劑，利用精餾塔和溶劑回收塔實(shí)現(xiàn)新戊二醇和乙二醇的分離，該工藝分離方式復(fù)雜，能耗高，且產(chǎn)品純度不高。

專利(cn106349107a)公開(kāi)了一種分離乙腈與三乙胺混合物的方法以及適用于該方法的裝置，該工藝以正己烷為共沸劑，利用共沸精餾塔和汽提塔實(shí)現(xiàn)乙腈與三乙胺的分離，該工藝分離方式復(fù)雜，能耗高。

文獻(xiàn)(共沸精餾分離乙醇-異丙醇，張鸞等，化工進(jìn)展，第31卷，第10期，第2187-2190頁(yè)，公開(kāi)日為2012年12月19日)公開(kāi)了一種分離乙醇與異丙醇的工藝，該工藝是以1-己烯為共沸劑，雖然采用單塔進(jìn)行乙醇與異丙醇的分離，但該工藝只分離出異丙醇，未能實(shí)現(xiàn)乙醇的分離，且產(chǎn)品純度不高。

有關(guān)共沸精餾方面的文章和專利很多，尚未見(jiàn)公開(kāi)發(fā)表的共沸精餾分離苯胺與乙二醇共沸物方面的資料。本發(fā)明以環(huán)己烷為共沸劑，利用共沸精餾塔、分相器實(shí)現(xiàn)兩組分的分離以及共沸劑的循環(huán)利用。本發(fā)明的方法適合苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)占60％-80％的苯胺-乙二醇共沸物系。本發(fā)明為單塔分離，節(jié)約成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)共沸物的高純度分離；通過(guò)熱集成的方式，實(shí)現(xiàn)了工藝中熱量的回收，節(jié)省了能耗；工藝簡(jiǎn)單，操作方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[要解決的技術(shù)問(wèn)題]

本發(fā)明的目的是提供一種單塔非均相共沸精餾分離苯胺與乙二醇共沸物的方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種單塔非均相共沸精餾分離苯胺與乙二醇共沸物的裝置。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供所述方法在單塔非均相共沸精餾分離苯胺與乙二醇共沸物中的應(yīng)用。

[技術(shù)方案]

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種單塔非均相共沸精餾分離苯胺與乙二醇共沸物的方法，其特征在于用于分離苯胺與乙二醇共沸物的裝置主要包含以下部分：

共沸精餾塔(t1)、再沸器(r1)、換熱器(h1)、輔助冷凝器(c1)、分相器(dec)、泵(p1)、泵(p2)；其中再沸器(r1)連接在共沸精餾塔(t1)塔底、換熱器(h1)連接在共沸精餾塔(t1)塔頂，輔助冷凝器(c1)與換熱器(h1)相連，分相器(dec)與輔助冷凝器(c1)相連。

采用單塔非均相共沸精餾分離苯胺與乙二醇混合物的方法分離該共沸體系主要包括以下步驟：

(1)將苯胺和乙二醇混合物經(jīng)換熱器(h1)預(yù)熱后進(jìn)入共沸精餾塔(t1)內(nèi)，進(jìn)行苯胺和乙二醇的分離，高純度的苯胺產(chǎn)品直接從塔釜采出，乙二醇和環(huán)己烷共沸物以氣相的形式從塔頂蒸出經(jīng)管路4進(jìn)入換熱器(h1)，換熱后通過(guò)管路5，進(jìn)入輔助冷凝器(c1)進(jìn)一步冷凝，最后進(jìn)入分相器(dec)分相；

(2)在分相器(dec)中，乙二醇與環(huán)己烷分層，上層環(huán)己烷通過(guò)管路7經(jīng)泵(p2)回到共沸精餾塔(t1)中循環(huán)利用，下層產(chǎn)品乙二醇直接從分相器(dec)采出；

(3)在換熱器(h1)中實(shí)現(xiàn)熱集成，塔頂蒸出的氣相共沸物乙二醇和環(huán)己烷作為換熱器(h1)的熱物流，給作為冷物流的苯胺和乙二醇混合物進(jìn)行預(yù)熱；

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于：本發(fā)明采用的共沸精餾塔(t1)操作壓力為1atm，理論塔板數(shù)為15～25塊，進(jìn)料位置為第5～8塊塔板，循環(huán)物流進(jìn)料位置為第1塊塔板。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于：待分離的苯胺與乙二醇體系中苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％～80％。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于：所述的共沸精餾塔在常壓下工作，共沸精餾塔塔頂溫度為78.0℃～83.0℃，塔釜溫度為180.0℃～185.0℃。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于：分離后苯胺的純度為99.95％～99.99％，苯胺的收率為99.95％～99.99％，乙二醇的純度為99.95％～99.99％，乙二醇的收率為99.90％～99.99％。

本發(fā)明中單塔非均相共沸精餾分離苯胺-乙二醇混合物的方法具體描述如下：

將苯胺和乙二醇共沸物通過(guò)管路1進(jìn)入換熱器(h1)，換熱后通過(guò)管路2經(jīng)泵(p1)輸送至共沸精餾塔(t1)；在共沸精餾塔(t1)內(nèi)，高純度產(chǎn)品苯胺從塔釜采出，乙二醇和環(huán)己烷共沸物以氣相的形式從塔頂蒸出經(jīng)管路4進(jìn)入換熱器(h1)，換熱后通過(guò)管路5，進(jìn)入輔助冷凝器(c1)進(jìn)一步冷凝，最后進(jìn)入分相器(dec)；在分相器(dec)中，共沸物乙二醇與環(huán)己烷分層，其中上層環(huán)己烷通過(guò)管路7回到共沸精餾塔(t1)中循環(huán)利用，下層產(chǎn)品乙二醇直接從分相器(dec)采出。

本發(fā)明采用的共沸精餾塔(t1)操作壓力為1atm，理論塔板數(shù)為15～25塊，進(jìn)料位置為第5～8塊塔板，循環(huán)物流進(jìn)料位置為第1塊塔板。共沸精餾塔的塔頂溫度為78.0℃～83.0℃，塔釜溫度為180.0℃～185.0℃。

本發(fā)明分離后苯胺的純度為99.95％～99.99％，苯胺的收率為99.95％～99.99％，乙二醇的純度為99.95％～99.99％，乙二醇的收率為99.90％～99.99％。

[有益效果]

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，主要有以下有益效果：

(1)成功分離苯胺與乙二醇二元體系，得到兩種高純度產(chǎn)品，苯胺和乙二醇收率高。

(2)工藝實(shí)現(xiàn)熱集成，降低能耗。

(3)與傳統(tǒng)共沸精餾工藝相比，本發(fā)明單塔操作，工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備投資費(fèi)用低。

【附圖說(shuō)明】

附圖1為單塔非均相共沸精餾分離苯胺與乙二醇共沸物的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，t1共沸精餾塔；r1再沸器；c1冷凝器；h1換熱器；p1泵；p2泵；數(shù)字表示各物流管路。

【具體實(shí)施方式】

實(shí)施例1：

在操作壓力為1atm(絕壓)，塔板數(shù)為15塊板的共沸精餾塔內(nèi)，將1000kg苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)占60％的苯胺-乙二醇混合物經(jīng)過(guò)預(yù)熱后在第5塊塔板進(jìn)入該塔，共沸劑環(huán)己烷從第1塊塔板循環(huán)進(jìn)入該塔，塔頂溫度為78.2℃，塔釜溫度為180.0℃；經(jīng)過(guò)換熱器換熱后，乙二醇部分冷凝，再經(jīng)輔助冷凝器進(jìn)一步冷凝溫度為30℃。分離后的苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.98％，收率為99.95％；分離后的乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.97％，收率為99.93％。

實(shí)施例2：

在操作壓力為1atm(絕壓)，塔板數(shù)為18塊板的共沸精餾塔內(nèi)，將1000kg苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)占65％的苯胺-乙二醇混合液經(jīng)過(guò)預(yù)熱后在第6塊塔板進(jìn)入該塔，共沸劑環(huán)己烷從第1塊塔板循環(huán)進(jìn)入該塔，塔頂溫度為79.5℃，塔釜溫度為181.0℃；經(jīng)過(guò)換熱器換熱后，乙二醇部分冷凝，再經(jīng)輔助冷凝器進(jìn)一步冷凝溫度為30℃。分離后的苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.96％，收率為99.95％；分離后的乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.97％，收率為99.95％。

實(shí)施例3：

在操作壓力為1atm(絕壓)，塔板數(shù)為20塊板的共沸精餾塔內(nèi)，將1000kg苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)占70％的苯胺-乙二醇混合液經(jīng)過(guò)預(yù)熱后在第7塊塔板進(jìn)入該塔，共沸劑環(huán)己烷從第1塊塔板循環(huán)進(jìn)入該塔，塔頂溫度為81.0℃，塔釜溫度為182.0℃；經(jīng)過(guò)換熱器換熱后，乙二醇部分冷凝，再經(jīng)輔助冷凝器進(jìn)一步冷凝溫度為30℃。分離后的苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.98％，收率為99.98％；分離后的乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.97％，收率為99.98％。

實(shí)施例4：

在操作壓力為1atm(絕壓)，塔板數(shù)為22塊板的共沸精餾塔內(nèi)，將1000kg苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)占75％的苯胺-乙二醇混合液經(jīng)過(guò)預(yù)熱后在第6塊塔板進(jìn)入該塔，共沸劑環(huán)己烷從第1塊塔板循環(huán)進(jìn)入該塔，塔頂溫度為81.0℃，塔釜溫度為183.0℃；經(jīng)過(guò)換熱器換熱后，乙二醇部分冷凝，再經(jīng)輔助冷凝器進(jìn)一步冷凝溫度為30℃。分離后的苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.95％，收率為99.98％；分離后的乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.97％，收率為99.98％。

實(shí)施例5：

在操作壓力為1atm(絕壓)，塔板數(shù)為25塊板的共沸精餾塔內(nèi)，將1000kg苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)占80％的苯胺-乙二醇混合液經(jīng)過(guò)預(yù)熱后在第8塊塔板進(jìn)入該塔，共沸劑環(huán)己烷從第1塊塔板循環(huán)進(jìn)入該塔，塔頂溫度為82.0℃，塔釜溫度為184.0℃；經(jīng)過(guò)換熱器換熱后，乙二醇部分冷凝，再經(jīng)輔助冷凝器進(jìn)一步冷凝溫度為30℃。分離后的苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.98％，收率為99.97％；分離后的乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.97％，收率為99.97％。