本发明是一种二甘醇单叔丁基醚(MBE)的精制方法。 二甘醇(DEG)和C4馏份丁二烯抽余液(SBB)为原料合成二甘醇单叔丁基醚(MBE)过程中,从反应器出来的醚化产物混合物,除含目的产物MBE外,还包括副产物二甘醇双叔丁基醚(DBE)和未反应的DEG,SBB。液相醚化组成见表1。
为了将醚化产物中的MBE,DBE,SBB和DEG逐个分离回收,根据各组分存在的沸点差,可采用一般蒸馏方法分离。但是,当采用一般蒸馏方法分离时,MBE和DBE能形成共沸物。而且MBE-DBE共沸物与MBE的沸点相当接近,难以得到高纯度的MBE。
根据在绝对压力8.0KPa下对MBE-DBE,MBE-DEG二元物系的汽液平衡数据测定结果如表2,表3所示,从测得的汽液平衡数据可知MBE和DBE能形成最低共沸物,在绝对压力8.0KPa下该共沸物的沸点为133.9℃,因此MBE和DBE不能用一般蒸馏方法分离,而MBE-DBE共沸物和MBE沸点相当接近,在绝对压力8.0KPa下两者沸点仅差1.6℃,很难将少量MBE-DBE共沸物从MBE中分离出来。若两者能轻易分离,则除得到高纯度的MBE产品外,将共沸物返回醚化体系中,能起到抑制DBE生成反应的作用,在醚化反应温度50℃时,当DBE含量为原料异廿烯摩尔数8%时,DBE生成反应几乎中止。但不能采用该分离流程的另一原因是共沸物中MBE含量较高,返回醚化反应体系,同样也要抑制形成MBE的主反应。
MBE与DEG相对挥发度很大,从测得数据在绝压8.0KPa下,MBE与DEG的沸点差为33.1℃,而且不能形成共沸物,因此减压精馏很易将两者分离。
本发明的目的在于选用一个能与DBE与MBE形成三元共沸的共沸剂,而该共沸剂应具有能与MBE互溶而难难溶DBE的特性。这样就能做到MBE和DBE的有效分离。
在共沸精馏中,测得到水,DBE和MBE共沸物的组成如表3所示。共沸物分层后水相和油相组成列于表4。
由于水-DBE-MBE三元共沸温度(99℃)大大低于MBE(212℃),因此以水作为共沸剂,采用共沸精馏方法分离DBE是有效地。
本发明提供的添加共沸剂的共沸精馏工艺可对照图1醚化产物分离流程示意图加以说明。反应器出来的醚化产物加少量水,与醚化产物比为0.018~0.03∶1(加水可以降低塔釜温)。
在加压蒸馏塔(1)内脱除未反应的SBB,然后导入常压蒸馏塔(2)内进行共沸蒸馏,脱出DBE。塔顶蒸出物为水,DBE和MBE组成的共沸混合物,经冷凝器(7)冷却液化后,在液-液分离罐(6)内分离为油层和水层两相,水相全回流。富DBE的油相送入简单蒸馏塔(4)蒸馏,馏出物为水及少量DBE和MBE组成的混合物,返回液-液分离罐(6);塔釜则得到高纯度的DBE副产品。塔(2)釜液主要是MBE和DEG,将其引入塔(3)减压蒸馏,塔顶产物为高纯度的MBE成品。塔底残余物系回收DEG,其在简单蒸馏塔(5)内经汽化成为不含铁质的馏份后,返回醚化反应系统循环使用。
由于醚化反应产物中DBE含量小于2.5%(重),因此当用户不要求98%以上纯度的MBE时可将脱除SBB的塔1釜液不经塔2,由旁路直接进入塔3减压蒸馏,由塔顶得到MBE和DBE混合物作为产品,MBE纯度>95%。
采用上述流程,可得纯度>98%或>95%(重)的MBE,DBE也可作为副产品得到,其纯度可达98%(重),SBB作为液化气回收;DEG回收后作为进料。因此,该流程是可以灵活调整,能够有效地得到不同纯度的MBE的。
另外,间歇精馏分离醚化产物,采用添加水做共沸剂也可以得到纯度98%以上的MBE的。
下面的实例将进一步说明本发明的实施方法。
实例1
通过图1的实验装置测得脱DBE塔(2)和脱MBE塔(3)分离结果如下:
脱DBE塔 P=1.013×106
操作条件:tD=98℃,tW=108~115℃
加H2O295g(300ml)
进料 F=9917g
组成:杂质 6.8217
DBE 1.3041
MBE 41.4132
DEG 50.4607
塔顶 D=309.5g
组成:H2O 97.6546
DBE 1.5691
MBE 0.573
DEG 0.2031
塔釜
组成:杂质 1.1763
DBE 0.1479
MBE 44.871
DEG 53.8043
脱MBE塔 P=2.27×108~2.67×103Pa
操作条件:tD=86~87℃,tW=152~156℃
进料 F=967g
组成:杂质 0.2570
DBE 0.1063
MBE 45.8395
DEG 53.6880
塔顶 D=437.4g
组成:杂质 0.2570
DBE 0.1063
MBE 99.6365
塔釜 W=521g
组成:杂质 0.4741
DBE 0.09
MBE 0.1746
DEG 98.7612
实例2
通过图1的试验装置测得脱DBE塔(2)和脱MBE塔(3)分离结果如下:
脱DBE塔 常压
操作条件:tD=98℃,tW=109~112℃
加H2O235g(240ml)
进料 F=1010g
组成:杂质 6.8217
DBE 1.3041
MBE 41.4132
DEG 50.4607
塔顶 D=254.1g
组成:H2O 97.7433
DBE 1.7026
MBE 0.4377
DEG 0.1162
塔釜 W=985.9g
组成:杂质 1.5969
DBE 0.1456
MBE 44.7279
DEG 53.5294
脱MBE塔 P=1.33×103~2.0×108Pa
操作条件:tD=82~84℃,tW=152~154℃
进料 F=995g
组成:杂质 0.3941
DBE 0.2274
MBE 45.3395
DEG 54.0389
塔顶 D=450.4g
组成:杂质 0.5176
DBE 0.2636
MBE 99.2186
塔釜 W=538g
组成:杂质 0.2908
DBE 0.1971
MBE 0.2331
DEG 99.2789
注:以上和以后组成均为峰面积百分数
实例3
连续共沸精馏脱DBE,各物料量分布如下表
操作条件:压力,MPa 0.101
塔顶温度,℃ 99.9
塔底温度,℃ 219.5
回流量,Kg/hr 36.22
实例4
真空连续精馏分离MBE产品,各物料量分布如下表
塔顶温度,℃ 118
塔底温度,℃ 178
回流量,Kg/hr 10.52
回流比 4.2
表1 液相醚化产物的组成
组份 沸点,℃ 含量,%(重)
碳四 -6.5 1~2
未知物 ~0.25
杂质(DEG带入) ~1
DBE 223 1~2.5
MBE 212 45.0~50.0
DEG 246 47.0~50.0
表2 MBE和DBE的温度-组成(T-X-Y)试验编号溶液沸点T,℃液相中MBE摩尔分率X气相中MBE摩尔分率YD-29D-28D-39D-26D-25D-24D-23D-22D-21D-20D-19D-18D-16D-14D-13D-34D-31D-32D-30D-1143.5143.1142.4141.9141.5141.0140.5139.4138.7137.6137.0136.6135.6135.0134.6134.2134.7134.8134.9135.50.0000.0350.0800.1200.1400.1700.1850.2300.2600.3050.3600.3950.5050.6050.6700.8450.9120.9250.9431.0000.0000.0400.0980.1550.1800.2300.2600.3250.3650.4200.4520.4950.5800.6550.7120.8200.8800.8900.9101.000
压力:8.0KPa(绝)
表3 MBE和DEG的温度-组成(T-X-Y)试验编号溶液沸点T,℃液相中MBE摩尔分率X气相中MBE摩尔分率YE-1E-14E-13E-12E-11E-8E-7E-16E-17E-15D-1168.6168.3167.9164.4162.0155.3148.3143.3141.7136.6135.50.0000.0080.0100.0300.0650.1420.2700.4900.5600.9551.0000.0000.0720.1150.5150.6250.7480.8350.8800.8950.9851.000
压力:8.0KPa(绝)
表4 水、DBE和MBE三元共沸组成
共沸组分 组成,%(重量)
水 97.9
DBE 1.7
MBE 0.4
*常压,共沸温度99℃
表5 三元共沸物的水、油两相组成
组分 组成,%(重)
水相 油相
水 99 25.7
DBE 0.2 73.7
MBE 0.3 0.6
*室温下分层