CN104844404B - 连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法 - Google Patents

连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法 Download PDF

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Abstract

连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法：(1)原料加入连续侧线精馏塔，经精馏预处理，同时得到沸程为102.1～103.4℃的塔顶馏分②、146.7～147.9℃的侧线馏分③和186.2～187.5℃的塔底馏分④，其中侧线馏分③十二烷94.8％以上；(2)侧线馏分③进入萃取精馏塔，采用甘油为萃取剂，塔顶得到沸程为121.0～122.1℃的塔顶馏分⑤，十二烷含量99.2％以上，塔底馏分⑥主要含有萃取剂；(3)塔底馏分⑥经溶剂回收塔处理，塔釜为萃取剂循环使用。本发明采用连续侧线精馏耦合萃取精馏分离工艺，不仅工艺简单、分离效率高，同时提高了十二烷的含量和收率，工业化生产的潜力巨大。

Description

连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的 方法
技术领域
本发明涉及一种化工分离方法，特别是涉及一种连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法。
背景技术
在大豆油生产中产生大量的前馏分和重质油，其中前馏分约占总量的12％左右，前馏分中含有23％左右的十一烷、56％左右十二烷及21％左右正十醇，十二烷等单体是重要的化工及制药原料，用于生产十二碳二元酸、直链醇和卤代烷，用作日化产品主要原料等。以往在大豆油生产中将前馏分作为工业溶剂或燃料油处理，不仅浪费了重要的原材料，同时对环境产生一定影响。
十二烷主要来源于提取200号溶剂油后的重馏分(沸点≥200℃)，经异构化和精馏结合方法制备，由于该方法难度大、成本高，目前国内只有小规模生产，产量仅为约35吨/年，产品的含量达98％。十二烷在国内尚未形成规模生产，基本依赖进口。
鉴于目前国内大豆油生产中前馏分的使用状况，本发明提供一种连续侧线精馏耦合萃取精馏分离大豆油前馏分中十一烷、十二烷和正十醇的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，首先采用连续侧线精馏的方法预处理十一烷、十二烷及正十醇混合物，初分得到不同沸程的三个馏分；然后采用萃取精馏方法处理主要包含十二烷的馏分，分离十二烷和正十醇，得到99.2％以上十二烷，该过程选择甘油为萃取剂，分离效果明显提高；并采用溶剂回收塔回收甘油，溶剂循环使用。该工艺简单、分离效率高、生产成本低，工业化生产的潜力巨大。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，步骤如下：
(1)原料十一烷、十二烷和正十醇混合液加入连续侧线精馏塔，塔底加热，控制塔顶、塔底和侧线温度，经精馏预处理，同时得到沸程为102.1℃～103.4℃的塔顶馏分②、沸程为146.7℃～147.9℃的侧线馏分③和沸程为186.2℃～187.5℃的塔底馏分④；其中，侧线馏分③中十二烷的含量为94.8wt％以上；
(2)侧线馏分③进入萃取精馏塔，采用甘油为萃取剂，控制塔顶、塔底温度，萃取精馏塔塔顶得到沸程为121.0℃～122.1℃的塔顶馏分⑤，十二烷含量为99.2wt％以上；塔底得到沸程为199.1℃～201.7℃的塔底馏分⑥，主要含有萃取剂和少量十二烷、正十醇；
(3)萃取精馏塔塔底馏分⑥经溶剂回收塔精馏处理，溶剂回收塔塔顶采出十二烷和正十醇馏分⑦，塔釜采出萃取剂⑧，再流入萃取精馏塔循环使用。
以上方案中，所述第(2)步骤中的萃取剂为甘油，萃取剂与萃取精馏塔原料进料量的质量比为1：0.8-1.2。
所述的原料十一烷、十二烷和正十醇混合液按重量百分比计，其组成为十一烷22～25％、十二烷55～58％和正十醇20～22％。
所述的方法中，第(2)步骤中萃取精馏塔的压力控制为0.05～1.0atm。
所述的方法中，第(3)步骤中溶剂回收塔塔顶温度为127.5～128.6℃，塔釜温度为211.4～213.3℃，回流比为2～3。
上述方法首先采用连续侧线精馏的方法预处理十一烷、十二烷及正十醇混合物，控制不同沸程得到十一烷、十二烷及正十醇馏分，传统工艺需要两个精馏塔才能完成此任务；二是对初分得到的主要包含十二烷、含有少量正十醇的馏分，采用萃取精馏方法分离十二烷和正十醇，该过程选择甘油为萃取剂，分离效果明显提高，可以得到99.2％以上十二烷。最后，采用溶剂回收塔回收甘油，溶剂循环使用。所述方法工艺简单、分离效率高。
更具体和更优化地说，以大豆油生产中前馏分为例，其组成中十一烷、十二烷和正十醇约为十一烷22～23％、十二烷56～57％和正十醇20～21％，采用连续侧线精馏耦合萃取精馏进行分离，本发明的具体操作步骤是：
(1)原料十一烷、十二烷和正十醇混合液加入连续侧线精馏塔，控制进料量为10Kg/h，塔顶、侧线和塔底出料量D2、D3和D4分别为2.5Kg/h、4.5Kg/h和3.0Kg/h，塔顶温度在102.1℃～103.4℃，塔釜温度在186.2℃～187.5℃，侧线温度在146.7℃～147.9℃，回流比4～5，理论塔板数为50，原料进料位置在第25块塔板处，侧线出料位置在第30块塔板处，经连续侧线精馏塔预处理，可同时得到沸程为102.1℃～103.4℃的馏塔顶分②、沸程为146.7℃～147.9℃的侧线馏分③和沸程为186.2℃～187.5℃的塔底馏分④，塔顶馏分②十一烷馏分的含量为≥91.40％，侧线馏分③中十二烷的含量为≥94.8％、塔底馏分④主要含有十二烷和正十醇。
(2)连续侧线精馏塔的侧线馏分③进入萃取精馏塔，原料进料量为4.0Kg/h，塔顶和塔底出料量D5和D6分别为3.8Kg/h和4.2Kg/h，控制塔顶温度在121.0～122.1℃，塔釜温度在199.1～201.7℃，回流比在2～3，理论塔板数为30，侧线馏分③进入萃取精馏塔位置在第15块板，萃取剂进料位置在第3块板，萃取精馏塔塔顶馏分⑤得到十二烷的含量≥99.20％，塔釜为含有大量萃取剂、少量十二烷和正十醇的塔底馏分⑥。
所述的萃取溶剂为甘油，萃取剂与萃取精馏塔原料进料量的最佳质量比为1∶1。
(3)上述萃取精馏塔塔底馏分⑥经溶剂回收塔处理，控制进料量为4.2Kg/h，塔顶和塔底出料量D7和D8分别为0.19Kg/h、4.01Kg/h，塔顶温度在127.5～128.6℃，塔釜温度在211.4～213.3℃，进料位置在第12块板，回流比在2～3，溶剂回收塔塔顶为十二烷和正十醇馏分⑦，塔釜为萃取剂⑧，含量99.70％以上，再流入萃取精馏塔循环使用。
上述分离工艺条件和结果如表1和表2所示。
表1分离过程的工艺条件
表2分离过程各个馏分的组成及含量
本发明的连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，采用连续侧线精馏进行预处理，混合烷烃经预处理之后，富含十二烷馏分的含量提高到94.80％以上，收率为75％以上；再采用萃取精馏方法分离十二烷和正十醇，在萃取精馏中采用甘油作为萃取剂，提高了分离效率，十二烷组分的含量提高到99.2％以上，收率为94.5％以上。本发明方法工艺简单、分离效率高，显著降低生产成本，工业化生产的潜力巨大。
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。
附图说明
图1为连续侧线精馏和萃取精馏集成分离十一烷、十二烷和正十醇的工艺流程图；
图中，1、连续侧线精馏塔，2、萃取精馏塔，3、溶剂回收塔。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对发明内容的描述，并不构成对本发明保护范围的限制。
实施例1，连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的混合物，各塔内径均为57cm，采用φ3×3θ型不锈钢填料，经用标准体系测定，该填料等板高度HETP＝27mm，塔釜采用调压器控制电加热，通过气-质联用色谱仪进行定量和定性分析。所述方法包括以下步骤：
(1)原料十一烷、十二烷和正十醇混合液①加入连续侧线精馏塔1，塔釜通过调压器控制电加热，原料进料量及操作参数及结果见表3所示，塔顶馏分②为十一烷含量为91.40％，侧线馏分③中十二烷的含量为94.8％、塔底馏分④含有十二烷和正十醇；
(2)连续侧线精馏塔1的侧线馏分③进入萃取精馏塔2，原料进料量及操作参数及结果见表4所示，萃取精馏塔2塔顶馏分⑤得到十二烷馏分的含量为99.60％，塔釜为含有大量萃取剂、十二烷和正十醇的馏分⑥；
(3)上述含有大量萃取溶剂、十二烷和正十醇的馏分⑥经溶剂回收塔3处理，控制进料量为4.2Kg/h，出料量D7和D8分别为0.19Kg/h、4.01Kg/h，塔顶温度在128.1℃，塔釜温度在212.3℃，进料位置在第12块板，回流比在2～3，溶剂回收塔3塔顶为十二烷和正十醇馏分⑦，塔釜馏分⑧为含99.7％萃取剂，再流入萃取精馏塔2循环使用。
表3侧线精馏塔操作条件及分离结果
表4萃取精馏塔操作条件及分离结果
实施例2，与实施例1基本相同，但是所述第(2)步骤中，萃取精馏塔2的压力控制为0.05atm，萃取精馏实验结果见表5所示。
表5萃取精馏塔操作条件及分离结果
实施例3，与实施例1基本相同，但是所述第(2)步骤中，萃取精馏塔的压力控制为1.0atm，萃取精馏实验结果见表6所示。
表6萃取精馏塔操作条件及分离结果

Claims (7)

1.一种连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，步骤如下：
(1)原料十一烷、十二烷和正十醇混合液加入连续侧线精馏塔，塔底加热，控制塔顶、塔底和侧线温度，经精馏预处理，同时得到沸程为102.1℃～103.4℃的塔顶馏分②、沸程为146.7℃～147.9℃的侧线馏分③和沸程为186.2℃～187.5℃的塔底馏分④；其中，侧线馏分③中十二烷的含量为94.8wt％以上；
(2)侧线馏分③进入萃取精馏塔，采用甘油为萃取剂，控制塔顶、塔底温度，萃取精馏塔塔顶得到沸程为121.0℃～122.1℃的塔顶馏分⑤，其中十二烷的含量为99.2wt％以上，塔底得到沸程为199.1℃～201.7℃的塔底馏分⑥，主要含有萃取剂和少量十二烷、正十醇；
(3)萃取精馏塔塔底馏分⑥经溶剂回收塔精馏处理，溶剂回收塔塔顶采出十二烷和正十醇馏分⑦，塔釜采出萃取剂⑧，再流入萃取精馏塔循环使用。
2.根据权利要求1所述的连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，其特征在于：所述第(2)步骤中，萃取剂甘油与萃取精馏塔原料进料量的质量比为1∶0.8～1.2。
3.根据权利要求1或2所述的连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，其特征在于，所述的原料十一烷、十二烷和正十醇混合液按重量百分比计，其组成为，十一烷22～25％、十二烷55～58％和正十醇20～22％。
4.根据权利要求3所述的连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，其特征在于，所述的原料十一烷、十二烷和正十醇混合液按重量百分比计，其组成为，十一烷22～23％、十二烷56～57％和正十醇20～21％。
5.根据权利要求4所述的连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，其特征在于，所述方法中，第(1)步骤控制回流比4～5，侧线精馏塔理论塔板数为50，原料进料位置在第25块塔板处，侧线出料位置在第30块塔板处；第(2)步骤控制回流比在2～3，萃取精馏塔理论塔板数为30，侧线馏分③进入萃取精馏塔位置在第15块板，萃取剂进料位置在第3块板。
6.根据权利要求1或2所述的连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，其特征在于，所述的方法中，第(2)步骤中萃取精馏塔的压力控制为0.05～1.0atm。
7.根据权利要求1或2所述的连续侧线精馏耦合萃取精馏分离十一烷、十二烷和正十醇的方法，其特征在于，所述的方法中，第(3)步骤中溶剂回收塔塔顶温度为127.5～128.6℃，塔釜温度为211.4～213.3℃，回流比为2～3。
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