1. 項(xiàng)目背景
含水共沸物的分離存在于各個(gè)化工和醫(yī)藥行業(yè)，如何低能耗、低成本的對這些含水共沸物進(jìn)行高效分離一直是研究的熱點(diǎn)。
環(huán)氧丙烷（PO）是石油化工的重要中間體，是丙烯的第二大下游，廣泛用于聚醚多元醇的生產(chǎn)，終端涉及家具、汽車、冰箱和冷柜等行業(yè)。
目前，制備環(huán)氧丙烷的主要工藝有氯醇法、共氧化法（PO/SM和PO/TBA）和過氧化氫直接氧化工藝（HPPO），2022年全球1600多萬噸/年的產(chǎn)能中，這幾種工藝的占比分別為28%、42%和28%。氯醇法制備環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝最早實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，但對環(huán)境污染嚴(yán)重，屬于落后產(chǎn)能，正處于逐步淘汰中。共氧化法主要的缺點(diǎn)是：聯(lián)產(chǎn)叔丁醇或苯乙烯會(huì)受市場行情制約，同時(shí)設(shè)備造價(jià)高、施工周期長、工藝流程復(fù)雜、丙烯純度要求高。
隨著環(huán)保力度不斷加大，氯醇法將逐漸退出歷史舞臺(tái)，而供給缺口將由更為綠色的HPPO工藝替代，預(yù)計(jì)未來幾年中國HPPO法環(huán)氧丙烷增量近200萬噸/年。
HPPO法環(huán)氧丙烷會(huì)副產(chǎn)低濃度有機(jī)廢水，20萬噸/年HPPO副產(chǎn)廢水約為20t/h。這部分廢水中含有約2～5%丙二醇單甲醚、1～5%丙二醇和其它輕重組分。
丙二醇單甲醚是一種性能優(yōu)良的通用性溶劑，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于丙二醇單甲醚與水共沸，所以無法通過直接精餾的方法從醇醚水溶液中回收得到丙二醇單甲醚產(chǎn)品。
現(xiàn)有技術(shù)均采用萃取精餾或者共沸精餾的方法來分離丙二醇單甲醚水溶液，存在工藝流程復(fù)雜、投資高、能耗高等缺點(diǎn)，部分工藝還采用極度危害的芳香族共沸物，如苯或甲苯等，不夠安全環(huán)保。
2. 一種沸石膜脫水與精餾深度耦合分離含水共沸物的系統(tǒng)
為降低含水共沸物的分離能耗，特別是現(xiàn)有HPPO副產(chǎn)丙二醇單甲醚分離精制的能耗，提出一種沸石膜脫水與精餾深度耦合分離含水共沸物的系統(tǒng)，將沸石膜脫水系統(tǒng)與精餾進(jìn)行深度耦合，以最大程度的降低蒸汽和循環(huán)水消耗，從而達(dá)到降本增效的效果。
采用的技術(shù)方案如下：
一種沸石膜脫水與精餾深度耦合分離含水共沸物的系統(tǒng)，其特征在于：采用沸石膜脫水和精餾進(jìn)行深度耦合的系統(tǒng)，來對丙二醇單甲醚水溶液進(jìn)行分離，具體步驟如下：
（1）來自上游濃縮后的丙二醇單甲醚水溶液共沸物，首先與下游脫輕塔濃縮后的丙二醇單甲醚水溶液進(jìn)行混合，再進(jìn)入一級沸石膜脫水系統(tǒng)中，將丙二醇單甲醚含水率從70wt%左右脫至5wt%左右。經(jīng)過一級沸石膜脫水系統(tǒng)脫水后的
丙二醇單甲醚水溶液送至脫輕塔分離，含微量丙二醇單甲醚的滲透水再送至上游進(jìn)一步回收丙二醇單甲醚等有機(jī)物。
（2）在脫輕塔中，丙二醇單甲醚水溶液共沸物和其它輕組分進(jìn)行分離，塔頂為丙二醇單甲醚水溶液共沸物和其它輕組分，塔釜為含微量水的丙二醇單甲醚。
（3）在脫輕塔中，為了降低塔頂物料含水率，脫輕塔塔頂汽相首先進(jìn)二級沸石膜脫水系統(tǒng)，脫水后的丙二醇單醚和輕組分去脫輕塔冷凝器進(jìn)行冷凝，含微量丙二醇單甲醚的滲透水再送至上游進(jìn)一步回收丙二醇單甲醚等有機(jī)物。脫輕塔冷凝器冷凝后的物料去脫輕塔回流罐進(jìn)行緩沖，再通過脫輕塔回流泵加壓，一部分送脫輕塔回流，另外一部分物料循環(huán)送一級沸石膜脫水系統(tǒng)，還有一部分作為輕組分送界外。脫輕塔塔釜設(shè)有脫輕塔再沸器，采用低壓蒸汽作為熱源，塔釜物料通過脫輕塔塔釜泵加壓后送精制塔進(jìn)行分離。
（4）在精制塔中，丙二醇單甲醚與異構(gòu)丙二醇單甲醚進(jìn)行清晰分離，塔頂為丙二醇單甲醚，塔釜為異構(gòu)丙二醇單甲醚。
本技術(shù)方案的有益效果是：
（1）本精制系統(tǒng)中不引入其它組分作為萃取劑或共沸劑，不采用萃取精餾或者共沸精餾工藝，工藝和系統(tǒng)更簡單，投資更低。不采用極度危害的芳香族共沸物，如苯和甲苯等，更加安全環(huán)保；
（2）將沸石膜脫水系統(tǒng)與精餾進(jìn)行深度耦合，可以最大程度降低丙二醇單甲醚和水分離消耗的蒸汽和循環(huán)水，更加節(jié)能。
圖2-1 在HPPO副產(chǎn)丙二醇單甲醚脫水方面的應(yīng)用
專利號：ZL202420227996.9 專利名稱：一種沸石膜脫水與精餾深度耦合分離含水共沸物的系統(tǒng)(實(shí)用新型)