[发明专利]一种蒸汽渗透分离MEOH-DMC的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离甲醇-碳酸二甲酯的方法，属于甲醇-碳酸二甲酯分离技术领域。

背景技术

目前碳酸二甲酯的工业生产方法中，最初的产品只能是低浓度MEOH-DMC（甲醇-碳酸二甲酯）的混合物，在常压下，比较容易得到MEOH-DMC形成的二元共沸物，其质量百分比浓度约为 MeOH 70%，DMC30%。目前工业化生产较为普遍的DMC精制的方法是采用加压精馏方法以达到分离产品的要求，但加压精馏方法能耗高直接影响着整个工厂的经济效益，因此对低成本DMC和MeOH分离方法的研究和开发尤为重要。

现有技术中MEOH-DMC的分离工艺有：萃取精馏法、恒沸精馏法、加压精馏法、冷冻结晶分离法等。这些方法过程复杂、能耗高、引入其它化学试剂造成二次污染；膜分离技术不仅比传统方法节能，而且可以避免产品和环境受污染，随着膜技术的进步，此过程在经济上已极具竞争力，逐渐成为一种成熟的分离单元过程。

蒸汽渗透（Vapor Permeation，简称VP）是一种新型膜分离技术，它是利用致密分子筛膜为分离载体，通过分子筛膜对混合物中组分的扩散性能不同来实现其分离的一种膜过程。该技术的优点是能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难于完成的分离任务。它特别适于传统精馏方法难于分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物以及同分异构体的分离，因此具有明显的技术上和经济上的优势；该过程还可以同生物及化学反应耦合，将反应生成物不断脱除，使反应转化率明显提高。所以，蒸汽渗透技术实现MEOH-DMC的分离具有广阔的应用前景及市场。

目前现有文献报道的用膜法分离MEOH-DMC的工艺有：

美国专利申请US4960519A公开了一种渗透汽化技术，利用MEOH优先通过膜的特点使二者分离。该专利所采用渗透汽化技术，是液相进料，过程中有相变，渗透过程中相变热靠料液的显热供给，因此渗透汽化过程中温度不断下降，从而导致渗透通量的下降，通常采用级间加热的方式维持料液的温度，因此工艺比较复杂需要膜面积大，造成工业实际应用成本增加。

中国专利申请200710121912.4公开了一种分离MEOH-DMC共沸物的方法，其膜分离器中膜采用优先透过DMC膜，膜材料为有机膜。膜分离器进口饱和蒸汽为64-120℃，膜分离器的渗透侧用抽真空维持真空度在4-200mmHg，真空度比较高，需要把透过汽体冷凝冷却到35℃以下，从而增加了透过汽体的冷却成本。

中国专利申请200810145291.8公开了一种分离MEOH-DMC共沸混合物的方法，该方法的分离膜为液相进料，进料温度为25-75℃，进料温度比较低渗透通量较低，用膜面积比较大，投资较高，不利于工业化；此外，该方法的分子筛膜下游侧的真空度为200-400Pa，该方法要求真空度太高，透过的MeOH汽体必须用冷冻水或冰水作为冷媒冷却，冷媒消耗大量，工业化运行不经济。

上述已有文献报道的膜材料多为有机合成膜材质，有机膜对于DMC的溶胀性能较强，往往膜使用寿命较短。受有机膜材料本身的局限，对于进料温度及压力的要求普遍不高，但对于渗透侧的真空度要求比较高，进料温度低渗透通量就不会太大，主要报道都在1Kg/㎡.h以内，这样要求有足够的分离膜面积，意味着分离膜的投资比较高目前尚不足于进行工业化推广。此外，为了相对提高渗透通量，往往要尽量使渗透侧的真空度尽量高，高真空度工业需要冷却温度更低，真空运行成本高，真空和冷凝都比较耗能，限制了工业化推广。

发明内容

针对现有技术中存在的渗透通量小、投资高，有机膜耐碳酸二甲酯溶胀性能较差，膜使用寿命短，透膜侧要求真空度高，导致透过汽体冷凝困难，消耗大量的冷媒等缺点，本发明提供了一种新的蒸汽渗透分离MEOH-DMC的方法，其能有效提高MEOH-DMC的分离性能，相对现有技术具有投资小、分子筛膜使用寿命长、运行费用低、易于工业化等优点。