用于純化異丙醇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于純化異丙醇的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 異丙醇（IPA)被用于各種各樣的用途，例如，在電子工業(yè)中作為清潔劑W制造半導(dǎo) 體或液晶顯不器化CD)。
[0003] 可利用丙締或丙酬來(lái)制備IPA。在多數(shù)情況下，在制備IPA的過(guò)程中，會(huì)得到含有大 量水的IPA反應(yīng)產(chǎn)物，且所述反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)形成含水的共沸物。即常壓下具有約100°C的沸點(diǎn) 的水與具有82.5°C的沸點(diǎn)的IPA形成了80.4°C溫度下的87.9wt%的IPA的公比，因而必須通 過(guò)從進(jìn)料除水來(lái)有效制備高純IPA，并在簡(jiǎn)單蒸饋過(guò)程中消耗了大量的能量W去除水。作為 從共沸物中獲取高純IPA的方法，已知有添加共沸劑(其為用于形成饋出物或共沸物的材 料)的蒸饋方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] [技術(shù)問(wèn)題]
[0005] 本發(fā)明致力于提供用于純化IPA的方法和設(shè)備。
[0006] [技術(shù)方案]
[0007] -方面，提供了一種純化IPA的方法。如圖1所示，示例性的純化方法包括:通過(guò)將 進(jìn)料提供至脫水裝置(D)來(lái)去除水(下文中稱之為"脫水過(guò)程及在引入到純化裝置(P) 之后，純化已通過(guò)脫水裝置(D)去除了水的進(jìn)料(下文中稱之為"純化過(guò)程"）。根據(jù)本發(fā)明的 純化方法，在利用脫水裝置(D)和分隔壁塔(DWC)200純化IPA的過(guò)程中，可推導(dǎo)出供分隔壁 塔來(lái)最小化IPA產(chǎn)物中的含水量的最優(yōu)的運(yùn)行條件，從而純化IPA為高純度。另外，相比于采 用其中兩個(gè)常規(guī)塔相連接的純化裝置(P)的情況，可利用一個(gè)分隔壁塔來(lái)高效純化IPA。
[000引在運(yùn)里，術(shù)語(yǔ)"去除水"并非指的是100%除去進(jìn)料中包含的水，而指的是通過(guò)將進(jìn) 料提供至脫水裝置(D)來(lái)形成具有高的IPA含量的富集流體，并去除水或進(jìn)行純化過(guò)程。此 處所用的術(shù)語(yǔ)"富集流體"可指的是與包含于被提供至脫水裝置(D)之前的進(jìn)料中的IPA的 含量相比，具有更高的包含于經(jīng)過(guò)脫水裝置化)或純化裝置(P)的流體中的IPA含量的流體， 且例如，含有50wt%W上、80wt%W上、90wt%W上、95wt%W上或99wt% W上含量的包含 于經(jīng)過(guò)脫水裝置(D)或純化裝置(P)的流體中的IPA的流體。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，在脫水過(guò)程中被提供至脫水裝置(D)的進(jìn)料可包含IPA和水。所 述進(jìn)料的含水量，即所述進(jìn)料中的水的含量，可W是5，00化pm W下，例如，3，OOOppm W下、2， SOOppmW下或2,20化pmW下。另外，所述進(jìn)料中的含水量的下限可W是，例如，1，200ppm。所 述進(jìn)料中的含水量可充當(dāng)對(duì)于效率來(lái)說(shuō)非常重要的因素，因而所述進(jìn)料的含水量必須被調(diào) 節(jié)到上述范圍之內(nèi)。只要其包含IPA和水且含水量被調(diào)節(jié)到上述范圍之內(nèi)，所述進(jìn)料的具體 組成不作特別的限定。通常，取決于制備含有IPA的進(jìn)料的方法，所述進(jìn)料可包含多種類型 的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)可被上述方法有效去除。
[0010] 在所述方法中，引入了進(jìn)料的脫水裝置(D)可包括裝有吸附劑的塔（110,111)。例 如，當(dāng)引入具有3，0(K)ppm的含水量的進(jìn)料時(shí)，裝有吸附劑的塔（110，111)可被設(shè)定為:通過(guò) 脫水過(guò)程，在將所述進(jìn)料的含水量降至50化pmW下，例如，400ppmW下或30化pmW下而排出 所述進(jìn)料。因此，在所述方法中，可通過(guò)從脫水裝置(D)所提供的進(jìn)料中去除水而將所述進(jìn) 料的含水量調(diào)節(jié)至50化pmW下，例如，400ppmW下或30化pmW下。通過(guò)利用塔（110,111)將 所述含水量調(diào)節(jié)到上述范圍而可提高之后的純化過(guò)程的效率。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，可采用任何本領(lǐng)域已知的各種吸附劑，包括分子篩、氧化娃凝 膠、活性氧化侶、活性碳及離子交換樹脂作為吸附劑，但本發(fā)明并不僅限于此。
[0012] 例如，只要其被設(shè)定為具有如上所述的脫水能力，可不受特別的限定采用已知的 分子篩作為脫水裝置(D)的分子篩，。例如，可采用基于沸石的分子篩、基于氧化娃的分子 篩、基于氧化侶的分子篩、基于氧化娃-氧化侶的分子篩或基于娃酸鹽-氧化侶的分子篩作 為所述分子篩。
[0013] 例如，可采用具有約1.0 A至5.0 A或2.0 A至4.0 A的平均微孔尺寸的分子篩作 為所述分子篩。另外，所述分子篩的比表面積可為，例如，約lOOmVg至l，500m^g?？衫镁?有上述范圍內(nèi)的微孔尺寸和比表面積的分子篩來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)脫水裝置(D)的脫水能力。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，脫水裝置(D)可包括，例如，至少兩個(gè)如上所述的塔（110,111)。 圖2示例性地顯示了包括至少兩個(gè)裝有分子篩的塔（110,111)的脫水裝置。如圖2所示，當(dāng)至 少兩個(gè)塔（110,111)包括于脫水裝置(D)中，并采用向多個(gè)塔（110,111)交替提供進(jìn)料的方 法時(shí)，可進(jìn)一步提高過(guò)程的效率。
[0015] 所述方法可進(jìn)一步包括通過(guò)脫附在脫水期間的吸附至分子篩的水而再生所述分 子篩。分子篩的脫附過(guò)程可在所述脫水過(guò)程之后的純化過(guò)程中進(jìn)行，而當(dāng)采用多個(gè)塔(110， 111)時(shí)，在一個(gè)塔（110)中進(jìn)行所述脫水過(guò)程的同時(shí)，可在另一個(gè)塔（111)中形成所述分子 篩的脫附過(guò)程。
[0016] 可利用氣、二氧化碳或氮，或者低級(jí)燒控、如甲燒、乙燒、丙烷或下燒來(lái)進(jìn)行所述再 生。在一個(gè)實(shí)施例中，可利用氮?dú)鈦?lái)進(jìn)行再生過(guò)程。當(dāng)采用氮?dú)鈺r(shí)，可在約175°C至320°C或 180°C至310°C的溫度下進(jìn)行所述再生過(guò)程。另外，用于脫附而提供的氮?dú)獾牧靠杀徽{(diào)節(jié)為， 例如，約1，lOONm^hr至1，500NmVhr。在上述范圍內(nèi)，可有效進(jìn)行所述再生或分離過(guò)程。然 而，可根據(jù)所用分子篩的具體類型和用量來(lái)更改所述溫度和流速。
[0017] 示例性的脫水裝置(D)可進(jìn)一步包括膜系統(tǒng)，W及裝有吸附劑的塔（110,111)。例 如，當(dāng)通過(guò)W上所述的塔（110,111)引入具有調(diào)節(jié)至5(K)ppmW下的含水量的進(jìn)料時(shí)，可設(shè)設(shè) 置所述膜系統(tǒng)W通過(guò)二次脫水排出，其中通過(guò)W上所述的膜系統(tǒng)100而使含水量調(diào)節(jié)至 500ppm至 1200ppm的進(jìn)料，使其為50至500ppm，例如，lOOppm至500ppm或 150ppm至500ppm。當(dāng) 利用塔(110,111)調(diào)節(jié)所述含水量到上述范圍內(nèi)時(shí)，可提高之后的純化過(guò)程的效率。此處所 用的術(shù)語(yǔ)"膜系統(tǒng)"指的是利用分離膜分離流體的系統(tǒng)或設(shè)備。
[0018] 可不受特別限定的采用任何利用了分離膜的系統(tǒng)，例如，滲透蒸發(fā)系統(tǒng)或蒸汽滲 透系統(tǒng)作為所述膜系統(tǒng)。
[0019] 此處所用的術(shù)語(yǔ)"滲透蒸發(fā)"是指向滲透蒸發(fā)膜提供液態(tài)進(jìn)料并選擇性透過(guò)與所 述膜具有親和性的材料W提高所述進(jìn)料的純度的方法，且經(jīng)過(guò)所述滲透蒸發(fā)膜的材料在恒 定真空狀態(tài)下通過(guò)蒸發(fā)被排出，并在冷卻器中通過(guò)冷卻而被捕獲。當(dāng)進(jìn)料為液體時(shí)，所述滲 透蒸發(fā)系統(tǒng)可適用于本發(fā)明的純化方法。當(dāng)利用所述滲透蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行所述脫水過(guò)程時(shí)， 在進(jìn)料裝入分隔壁塔(200)之前，在所述脫水過(guò)程中選擇性去除水，因而相比于通過(guò)簡(jiǎn)單蒸 饋過(guò)程去除水的情況，可經(jīng)濟(jì)地出產(chǎn)高純IPA。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)脫水裝置(D)包括滲透蒸發(fā)系統(tǒng)時(shí)，在所述脫水過(guò)程中，在所 述脫水過(guò)程期間液態(tài)進(jìn)料向所述滲透蒸發(fā)系統(tǒng)的引入可在，例如，0至120°C、70至110°C或 80至100°C的溫度下進(jìn)行，但本發(fā)明并不僅限于此。另外，所述液態(tài)進(jìn)料向所述滲透蒸發(fā)系 統(tǒng)的引入可在，例如，1. 〇Kg/cm2至 10.0Kg/cm2、2.0Kg/cm2至8.0Kg/cm2、2.5Kg/cm2至6. OKg/ cm2或3.0Kg/cm2至5.0Kg/cm2的壓力下進(jìn)行。在W上所述的溫度和/或壓力的范圍內(nèi)，可有效 進(jìn)行所述液態(tài)進(jìn)料的脫水過(guò)程。然而，考慮到所需的脫水量和所用的分離膜，可適當(dāng)?shù)馗?所述溫度和/或壓力的范圍。例如，一般而言，隨著溫度和壓力的上升，可提高分離膜的滲透 性，但可根據(jù)所述分離膜的類型和過(guò)程條件來(lái)更改所述溫度和壓力的上限。另外，隨著溫度 和壓力的上升，可提高透過(guò)率和透過(guò)量，但可根據(jù)所用分離膜的材料的類型和所述分離膜 的耐久性而將所述上限調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
[0021] 術(shù)語(yǔ)"蒸汽滲透"指的是憑借分離膜通過(guò)蒸發(fā)進(jìn)料W使氣體接觸所述分離膜而分 離所需氣體的膜分離方法。在所述純化方法中，當(dāng)進(jìn)料為氣態(tài)時(shí)，可優(yōu)選采用所述蒸汽滲 透。當(dāng)利用所述蒸汽滲透系統(tǒng)進(jìn)行脫水過(guò)程時(shí)，不會(huì)生成共沸點(diǎn)，因而相比于通過(guò)蒸饋進(jìn)行 所述脫水過(guò)程的情況時(shí)，可更有效地去除水，由此可經(jīng)濟(jì)地獲得高純IPA。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述蒸汽滲透系統(tǒng)可裝入進(jìn)料，其中脫水裝置(D)的蒸汽滲透系 統(tǒng)是在水與IPA的混合物的沸點(diǎn)W上的溫度下裝入所述進(jìn)料。脫水過(guò)程中氣相進(jìn)料向所述 蒸汽滲透系統(tǒng)的引入可在，例如，90°CW上、100°CW上、110°CW上、120°CW上或150°CW上 進(jìn)行，并可根據(jù)所用分離膜的熱或化學(xué)特性來(lái)更改引入所述氣相進(jìn)料時(shí)的溫度的上限，且 其可W是，但并不僅限于，例如，約180°C。另外，所述氣相進(jìn)料向所述蒸汽滲透系統(tǒng)的引入 可在，例如，1. OKg/cm2至 10.0