1万吨/年合成气制异丁醇分离工艺安全设计文献综述
2020-05-01 08:48:29
文 献 综 述 一、研究意义 在我国石油资源匮乏,煤炭资源相对丰富的现状下,如何实现煤炭资源高效清洁利用成为了日益重要的研究领域[1]。
国家能源局发布的《煤炭深加工产业示范”十三五”规划》以及国家发展改革委印发的《现代煤化工产业创新发展布局方案》[2]的通知把煤的深加工作为推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措,更加突出了煤炭在中国能源中的地位。
煤基合成气直接制取低碳醇是煤炭深加工中比较有前景的方向,首先低碳醇作为燃料应用有着传统化石燃料无法比拟的清洁优势,其次如果将其有效分离,得到的低碳单醇又是大宗化工原料。
2016年,神华集团建成了年产千吨级别的合成气制低碳混合醇装置并成功分离,实现了合成气制低碳醇的工业化,其工艺路线如下:先用合成气制取C2-C5低碳混合醇,然后分离得到C1-C3的单醇以及混丁醇,具有成本低(催化剂成本低;装置不复杂),原子转化率高(醇类选择性高)等优点,证明了合成气制低碳醇的应用潜力[3]。
虽然合成气制低碳醇在技术层面已经走向成熟,但在低碳醇的选择性上还有很大的提高空间,合成气制取的低碳醇一般是C1-C5醇,从目前中国总的化学品生产来说,甲醇的产能已经严重过剩,并且将甲醇直接添加作为燃料其性能有着严重缺陷,而异丁醇恰恰相反,异丁醇不仅需求量高而且是非常好的助溶剂,作为燃料性能也非常出色。
因此人们更希望该反应能获得较高的异丁醇选择性以及降低其组分中同分异构体的含量,对此许多学者进行了相关研究。
二、研究现状 费托合成水相中的醇、醛、酮、酸等有机含氧化合物达数十种,因工艺不同,其总含量在1.0%~12.0%之间,含量相对较高的组分有各种醇类、乙醛、乙酸、丙酸、丙酮、丁酮,且以醇、酸为主;醇类主要是低碳混合醇,酸类主要是乙酸、丙酸,由于有机含氧化合物的种类多,含量低,整个费托合成水相的性质多样复杂[4]。
在分割完含氧有机物[5]后,剩余混合物就简化为低碳混合醇和水,接下来所要解决的就是混合醇的分离,而它的问题在于: 1、低碳混合醇除甲醇外均能与水形成共沸物,若采用普通精馏的方法,很难获得较高纯度的混合醇产品[6]。
2、混合醇分离产物纯度不高。
3、混合醇分离技术能耗太大,使得产品无法在市场上竞争。