乙腈回收新工藝

徐仁萍

（天津普萊化工技術有限公司，天津30000）

乙腈回收新工藝

徐仁萍

（天津普萊化工技術有限公司，天津30000）

采用二氯甲烷作萃取劑，將乙腈從廢水中萃取出來，再進行精餾分離，回收乙腈；利用萃取和精餾相結合的方法，優化乙腈回收工藝，減少設備投資，降低蒸汽消耗，同時大幅提高乙腈收率。

萃??；精餾；乙腈回收

1 概述

乙腈是制藥生產過程中重要的溶劑，在生產過程中，不可避免地使乙腈與水及其它雜質混在一起，產生乙腈廢水。在實際生產過程中，經常需要將乙腈從乙腈廢水中分離出來重新使用，然而乙腈和水在常壓下形成共沸物，用普通的精餾方法很難將它們完全分開。目前，將乙腈－水混合物進行分離的常規方法有以下幾種：

變壓精餾法：第一步將乙腈－水混合物粗蒸得到乙腈含量85%的共沸物；第二步采用一個塔加壓精餾，另一個塔減壓精餾，通過不同的壓力變化來改變乙腈－水的共沸組成，最終得到高含量的乙腈；

恒沸精餾法：第一步將乙腈－水混合物粗蒸得到乙腈含量85%的共沸物；第二步通過往塔頂加入恒沸劑以改變組分間相對揮發度來達到分離目的，得到高含量的乙腈。

鹽析方法：第一步將乙腈－水混合物粗蒸得到乙腈含量85%的共沸物，通過鹽析分層,脫水后的乙腈再進入乙腈塔,從塔釜采出成品乙腈。

脫水劑脫水：先將乙腈－水混合物粗蒸得到乙腈含量85%的共沸物，再加入氯化鈣或片固體堿等脫水劑脫水，再精餾得到合格乙腈。

這幾種方法均使用粗蒸及精餾兩個步驟，使用特殊的精餾方法進行分離處理，存在處理方法復雜、設備成本高以及分離效率低，能耗高、乙腈收率低等問題。采用萃取和精餾相結合分離乙腈廢水的工藝方法，改變了以往的工藝方法。

2 新工藝流程

我們在2008年研究開發了乙腈回收新工藝，并且《萃取和精餾相結合分離乙腈廢水的工藝方法》獲取了專利。這一新工藝流程是將乙腈廢液放入萃取罐中，制藥廠的乙腈廢液是酸性溶液，先加入適量堿液并攪拌，調pH值到中性；然后加入一定比例的萃取劑，充分攪拌后靜置，混合液分層：上層萃余相主要為水，含少量乙腈和二氯甲烷；下層萃取相主要為二氯甲烷、乙腈和少量水，萃取相和萃余相分別放入不同的存貯罐待處理。

將乙腈萃取相放入精餾系統間歇處理，先采出含水二氯甲烷，再采出部分二氯甲烷和乙腈混合物，最后采出合格乙腈，乙腈含量能達到99.5%，水分含量0.08%以下。

采出的含水二氯甲烷以及二氯甲烷和乙腈的混合物，返回萃取罐作為萃取劑重復使用。

萃余相因為含少量乙腈和二氯甲烷，也需要放入精餾系統處理，將少量的乙腈及二氯甲烷蒸出來；這部分料液同樣返回萃取罐，和下一批物料一同處理。

圖1

流程見圖1。

3 萃取分離乙腈

3.1 萃取劑的選擇

萃取劑的選擇主要考慮以下幾方面：（1）選擇性好：萃取劑和乙腈的締合性好；（2）化學穩定性好：不會產生分解或水解；（3）易與原料液分層；（4）易分離：和水及乙腈都容易分離；（5）毒性低和操作安全；（6）經濟性好；

通過比較分析，二氯甲烷是制藥行業常用的溶劑之一，毒性小，穩定性好，水中溶解度低，又易于和乙腈分離；通過實驗方法確定，選擇二氯甲烷作為乙腈的萃取劑。

3.2 從廢水中萃取乙腈

制藥企業廢水中乙腈的含量從20%～50%不等，需要處理的乙腈廢液量又不盡相同，如果處理量大可以采用連續萃取裝置處理方法；而處理量不大，則采用萃取罐間歇萃取乙腈方法處理。

（1）、將乙腈廢水加入到萃取罐內，將二氯甲烷也加入到萃取罐中，二氯甲烷的量依據廢水中乙腈的含量適當調整，萃取劑的體積比例從1.2～0.8，如果乙腈含量高，萃取劑用量適當加大，乙腈含量低，則萃取劑用量適當減少；兩種溶劑混合后進行充分攪拌，攪拌時間約2h，然后靜置至混合液分層。

（2）、將混合液下層的萃取相放入萃取相罐，萃取相乙腈的含量和廢水中乙腈含量相對應，大致含量在15%～35%；萃取相中還溶解少量水，水含量約1.5～2.5%，萃取劑量少，萃余相中乙腈的含量則略高。

（3）、將混合液上層的萃余相放入萃余相罐，萃余相含乙腈約1.5%～3%，含水約1.5%～2.5%。

工業運用上，萃取相和萃余相中的溶媒都需要回收，并且精餾回收的二氯甲烷、二氯甲烷和乙腈及水的混合物都返回重復使用，溶媒并不損失，廢液只需一級萃取就能達到回收乙腈的目標。

工業生產中，乙腈在水中含量不高，又是酸性條件，乙腈很容易水解；因此，廢液中和及萃取過程應該及時進行，這樣可以提高乙腈的收率。

4 精餾回收乙腈

萃取相中乙腈含量在15%～35%范圍內，水含量約1.5%～2.5%，其余為二氯甲烷，精餾過程更為簡單，二氯甲烷和水的共沸物沸點為38.1℃，乙腈和水的共沸物沸點為76℃，乙腈和二氯甲烷不共沸，少量水被二氯甲烷帶出，乙腈和水不會形成共沸物，精餾塔的作用是分離二氯甲烷和乙腈。

（1）、將萃取相罐中的萃取相加入精餾塔釜中，經過精餾塔、冷凝冷卻器精餾作用，先分離出含水的二氯甲烷放入萃取劑罐。塔頂采二氯甲烷時，頂溫為38～40℃；這部分二氯甲烷作為下一過程的萃取劑重復使用，并不影響萃取的結果。

（2）、當系統內二氯甲烷和水逐漸減少時，塔頂溫度逐步升高，此時采出的二氯甲烷含有少量乙腈，這部分中間餾分同樣加入下一過程的萃取混合液中，因此乙腈在回收過程中并不損失。

（3）、當精餾塔的塔頂溫度達到81～82℃時，塔頂冷凝液中基本不含二氯甲烷，開始采出合格的乙腈，乙腈含量可以達到99.5%以上，水分含量小于0.08%。

（4）、萃余相中含有少量乙腈和二氯甲烷，也需要回收。將萃余相罐中的萃余相加入到精餾塔釜，經過精餾塔、冷凝冷卻器精餾作用，分離出萃余相中的二氯甲烷-乙腈，并加入到萃取罐中和下一批乙腈廢液一起處理。

分離萃余相過程時，精餾塔的塔頂溫度為70～75℃，精餾塔的塔釜溫度為100～102℃。

5 新工藝方法分析比較

5.1 工藝過程比較

上文描述的幾種常規乙腈回收工藝，廢液都需要粗蒸，將乙腈蒸到含量85%的共沸物，再進行后續處理。

采用變壓精餾工藝，一個塔加壓精餾，另一個塔減壓精餾，通過不同的壓力變化來改變乙腈－水的共沸組成，最終得到高含量的乙腈。變壓精餾需要二個塔聯動調節，開車穩定時間長，操作難度大，精餾過程需要連續操作，不適合處理小批量廢液。

采用共沸精餾工藝，需要加入共沸劑，先共沸精餾分水，分完水后，再采出共沸劑和乙腈共沸物，最后采出合格乙腈，全回流分水時間長，操作過程復雜，產品質量難控制。

采用鹽析工藝和脫水劑脫水方法，在乙腈溶液中加入其它鹽類進行脫水，將乙腈和其它鹽類分離后，需要進一步精餾才能得到合格乙腈；此方法會產生大量需處理的鹽類，并且溶劑損失較大。

先萃取后精餾回收乙腈的工藝方法，乙腈廢液不經粗蒸，萃取后只是常規精餾，就能回收高質量乙腈；工藝工程簡單，操作也簡單，可間歇或連續生產，適合不同規模的生產過程。

5.2 設備投資和經濟性比較

常規的乙腈回收工藝，都有粗蒸和精餾二部過程，精餾設備粗蒸塔系統和精餾塔系統，變壓精餾的精餾塔系統有加壓和減壓二套塔系統；本工藝方法只需一套精餾塔系統。工業使用上，設備的投資可以減少30%～50%以上。

采用先萃取后精餾回收乙腈工藝，能比較容易做到含量99.5%以上，水分含量小于0.08%的高質量乙腈，并且沒有粗蒸過程，乙腈不宜水解，大幅提高了乙腈的收率，乙腈的收率能達到90%以上；而常規的方法乙腈的總體收率只有50%～60%。

在蒸汽消耗方面，新工藝方法，回收1t成品乙腈的蒸汽消耗約為1.5t～2t；其它方法回收乙腈的蒸汽單耗為 4～5t。

6 結論

先萃取后精餾回收乙腈的工藝方法，改變了傳統的工藝方法，優化了回收工藝，減少設備投資，降低回收成本；并且操作簡單方便，回收的產品質量好收率高。該工藝方法已經在國內多個制藥企業得到推廣運用，取得了良好的經濟和社會效益。

10.3969/j.issn.1008-1267.2010.05.012

TQ226.61

B

1008-1267（2010）05-035-03

2010-04-02