[发明专利]使用填料塔精馏分离四氢呋喃-甲醇-水废溶剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于废溶剂回收领域，具体涉及一种使用填料塔精馏分离四氢呋喃-甲醇-水废溶剂的方法。

背景技术

众多手性药物在合成生产过程中，大量使用四氢呋喃、甲醇等溶剂，会产生许多主要为溶剂的混合废液。然而在常温常压下，四氢呋喃和甲醇的沸点非常接近（四氢呋喃为65.4℃，甲醇为64.8℃），故采用一般的精馏操作难以将其分离。此外，四氢呋喃和甲醇具有较好的互溶性，且与大多数有机或无机溶剂均能较好地相溶，故采用萃取操作也不可能将其分离。溶剂废液中四氢呋喃和甲醇的总含量较高，约占50%以上，故采用共沸精馏的方式将其分离所需操作成本过高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以填料塔为核心分离设备，对生产所产生的含四氢呋喃-甲醇-水体系的溶剂进行回收再利用的工艺，以及使用该工艺进行分离回收得到高纯度四氢呋喃的操作方法。本工艺使用填料精馏塔进行操作，同时结合萃取剂循环利用。该分离工艺能耗低，流程简单，可以提高溶剂四氢呋喃的重复利用率，在减少企业生产成本的同时，也可减少对环境的污染和破坏。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种使用填料塔精馏分离四氢呋喃-甲醇-水废溶剂的方法，其为：将含有四氢呋喃-甲醇-水的混合溶剂从填料塔中部加入填料塔中，同时将多元醇类萃取剂从中上部加入填料塔内，控制塔内操作压力为1～1.5atm、塔内回流比为1～3.0、塔顶温度60～70℃、塔釜温度130～160℃下进行精馏操作，在塔顶回流并得到纯度在98.0%以上的四氢呋喃。

在混合溶剂废液中四氢呋喃和甲醇的总含量较高，约占50%以上，一般需先将含有四氢呋喃、甲醇和水的混合废液进行预处理，得到四氢呋喃、甲醇和水的总含量在99%以上的含有四氢呋喃-甲醇-水的混合溶剂，再进入填料塔中进行精馏处理。

其中混合废液中四氢呋喃的含量为35%～85%（wt），水的含量为3%～5%（wt），其余大部分组成为甲醇，还有微量杂质可以在预处理中加以去除。所发明的工艺流程前段设置预处理系统，对溶剂进行预处理。预处理过程为加入碱进行反应并进行蒸发操作。通过加入碱和蒸发操作，转化脱除溶剂中的酯类、酸类以及一些其他的醇类物质和重组分，同时提浓四氢呋喃-甲醇混合溶液。预处理后得到的四氢呋喃、甲醇和水的总含量超过99%（wt）。

本工艺以以填料塔为核心分离设备，对药物合成过程所产生的含四氢呋喃-甲醇-水体系的溶剂进行回收再利用。

其中填料塔进一步可以为填料精馏塔。其可使用工业级波纹规整填料，装填块数为10～25，在每两块填料之间还进一步设置分布器，收集并重新分布从上段塔体流下来的液体。

精馏处理过程中，填料精馏塔操作压力优选为1-1.3atm，塔釜加热蒸汽压力为0.6-1.0MPa。塔内回流比优选为1-1.5，塔顶温度优选为63-68℃，进一步优选为65℃，塔釜温度130-160℃，优选140-150℃。回流位置设置在塔顶部。

废溶剂经过预处理后，从填料精馏塔的中部进料，其中混合溶剂的进料位置优选为填料塔的第四塔节或第五塔节位置，最优选在第四塔节与第五塔节之间；所述多元醇类萃取剂的进料位置优选为填料塔的第一塔节或第二塔节位置，最优选在第一塔节或第二塔节之间。

本发明采用的多元醇类萃取剂为乙二醇、丙三醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇或三甘醇。多元醇类萃取剂与混合溶剂的填料塔进料质量比为0.3-1.5：1。本发明的萃取剂，其沸点较高，在进行精馏时不易随上升蒸汽进入塔顶产品中，不影响塔顶产品质量，对于纯度和杂质含量要求严格的制药溶剂方面具有较大的优势。同时，在进行萃取剂后处理时，只需考虑脱除其中的轻组分成分，操作简捷。萃取剂无毒无腐蚀性，同时因其较高的沸点所以较其他的溶剂相比，可燃性、爆炸性大大降低，对于安全生产有着极大的帮助。

预处理得到的四氢呋喃-甲醇-水混合溶剂进入本发明之填料精馏塔中，进料位置为塔的中下部，通过分布器均匀淋洒在规整填料上，同时在塔的中上部加入萃取剂，控制回流比和塔釜加热量，即可在塔顶得到纯度在98.0%以上，进一步纯度在99.5%以上的四氢呋喃产品。塔顶四氢呋喃的采出率为0.1～0.4（相对于进料），优选为0.2～0.3。本工艺对四氢呋喃的回收率在90%以上。

精馏操作时得到的塔釜物流中主要含有甲醇、水和萃取剂，经过后处理可分离出萃取剂进行重新利用。具体操作是