一种从二氯甲苯混合液中分离2,5-二氯甲苯的方法
技术领域
本发明属于有机化合物分离
技术领域
，具体涉及一种从二氯甲苯混合液中分离2,5-二氯甲苯的方法。背景技术
在由甲苯和氯气经催化或热氯化生产对氯甲苯、邻氯甲苯和2,6-二氯甲苯过程中，通常会产生含有2,4-二氯甲苯和2,5-二氯甲苯的混合二氯甲苯副产物，该部分混合二氯甲苯一般占生产主产品产量的17%左右。目前该部分混合二氯甲苯常作为溶剂油使用（利用价值低），这部分副产物的低价值利用显著提高了甲苯氯化生产装置的生产成本，造成了资源的极大浪费。
由于2,5-二氯甲苯和2,4-二氯甲苯的沸点分别为198.5℃和200.0℃，两者间仅相差1.5℃，故采用常规精馏方法进行分离，很难得到含量在99.5%以上的2,5-二氯甲苯。为此，有文献提出采用加氢技术，通过使混合二氯甲苯选择性加氢转化为氯甲苯的综合利用方案，如中国专利CN201810682893.0提出了一种制备邻氯甲苯的方法，该方法以条形的含Pd量为0.5%的Pd/SiC催化剂，采用管式固定床反应器，在反应压力0.01～0.10MPa、温度120～250℃，混合二氯甲苯的质量空速为0.2～1.5h-1，进料氢气与二氯甲苯摩尔比为0.2～2∶1时，邻氯甲苯的收率在50%以上，且催化剂使用寿命长达1000个小时。美国专利US4749817A以部分硫化的含钯或铂催化剂，采用气相加氢工艺，在温度为225～450℃，反应压力为常压，进料氢气与多氯苯摩尔比为1∶1，质量空速为0.5～5.0h-1的条件下，使多氯苯选择性转化为二氯苯和氯苯，且生成苯的量极少，加氢过程选择性好。美国专利US5545779A采用以钯或铂为活性组分的催化剂，在温度为100～250℃时，使氯代苯加氢脱氯。美国专利US6482996A开发了一种采用Pd/Al2O3-SiO2催化剂，由多氯甲苯加氢制备2,6-二氯甲苯的工艺。
虽然采用加氢技术方案可以解决混合二氯甲苯的综合利用问题，但仍然无法得到高纯度的2,5-二氯甲苯产品，且加氢过程产生的氯化氢处理及加氢催化剂的使用寿命和加氢所需温度过高都会提高混合二氯甲苯处理成本，因此，开发一种新的工艺路线，从混合二氯甲苯中分离获得高纯度的2,5-二氯甲苯产品是提高混合二氯甲苯综合利用价值极为有效且经济的方法。
发明内容
针对现有技术中存在的混合二氯甲苯副产物综合利用价值低、成本高且分离得到的2,5-二氯甲苯纯度低的问题，本发明提供了一种从二氯甲苯混合液中分离2,5-二氯甲苯的方法，该方法以N-正丁基吡咯烷酮为萃取剂，通过萃取精馏从混合二氯甲苯中分离出高纯度的2,5-二氯甲苯。
本发明通过以下技术方案实现：
一种从二氯甲苯混合液中分离2,5-二氯甲苯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）脱重：将混合二氯甲苯在精馏塔中进行脱重，脱除重组分2,3-二氯甲苯；
（2）萃取精馏：以N-正丁基吡咯烷酮为萃取剂，将步骤（1）中脱重后的混合二氯甲苯在萃取精馏塔中进行精馏萃取，塔顶采出2,5-二氯甲苯。
进一步地，步骤（1）中所述的精馏塔的理论塔板数为120~140，塔釜温度为140~155℃，塔顶温度为135~143℃，塔的压力为-0.90~-0.98bar，回流比为3~6。
进一步地，步骤（2）中所述的萃取精馏塔的理论塔板数为100，萃取剂和脱重后的混合二氯甲苯的进料位置分别为第3块和第36块，萃取剂的进料温度为80~100℃，脱重后的混合二氯甲苯与萃取剂的质量比为1.0：4.0~10.0，塔釜温度为130~145℃，塔顶温度为125~138℃，塔压力为-0.90～-0.98bar，回流比为5～20。
进一步地，步骤（2）所述的二氯甲苯混合物为2,3-二氯甲苯、2,4-二氯甲苯和2,5-二氯甲苯的混合物。
进一步地，步骤（2）所述的萃取精馏塔得塔釜成分为混合二氯甲苯（以2,4-二氯甲苯为主）和萃取剂的混合物。
由于混合二氯甲苯中主要含2,5-二氯甲苯和2,4-二氯甲苯两种成分，其沸点分别为198.5℃和200.0℃，仅相差1.5℃，如采用常规精馏方法进行分离，并得到含量在99.5%以上的2,4-二氯甲苯产品，所需精馏塔的理论板数过大，虽然理论上可行，但在实际工业生产时很难实现。本发明选用N-正丁基吡咯烷酮作为混合二氯甲苯萃取精馏的萃取剂，不但可以有效拉开2,5-二氯甲苯与2,4-二氯甲苯的相对挥发度(α)，而通常使用的萃取剂，如乙腈、DMF、N-甲基吡咯烷酮、乙二胺、正丁醇、环丁砜、邻苯二甲酸二丁酯和二苯胺则不能达到该分离技术效果，且N-正丁基吡咯烷酮和2,4-二氯甲苯两者间可以互溶，其沸点为243.8℃，与后者的沸点差为43.8℃，可通过精馏实现两者分离。通常采用精馏和萃取精馏来分离二氯甲苯，由于分离为物理过程，不会发生化学反应，收率可以达到95%以上，此外，N-正丁基吡咯烷酮热稳定性高、化学稳定性好，无毒性，不腐蚀设备，易于回收。
有益效果
本发明以N-正丁基吡咯烷酮为萃取剂，通过萃取精馏工艺处理混合二氯甲苯原料，分离获得含量在99.5%以上的2,5-二氯甲苯，实现了该产品的廉价生产，使得作为溶剂的混合二氯甲苯附加值显著提高，而且生产工艺简单，生产成本具有明显优势，适用于工业装置的连续化生产。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1
（1）脱重：将混合二氯甲苯送入一个理论塔板数为140的精馏塔内脱重，塔釜温度为140℃，塔顶温度为135℃，塔压力为-0.98bar，回流比为3，对原料、精馏后塔顶和塔釜组分的含量采用GC分析，结果如表1所示；
表1脱重前后混合二氯甲苯组分分析表
（2）萃取精馏：以N-正丁基吡咯烷酮为萃取剂，将步骤（1）中的塔釜液（脱重后的混合二氯甲苯）送入萃取精馏塔中进行萃取精馏，从塔顶采出2,5-二氯甲苯（2,5-二氯甲苯纯度为99.58%），塔釜采出二氯甲苯和萃取剂的混合物；上述萃取精馏塔的理论塔板数为100，萃取剂和脱重后的混合二氯甲苯的进料位置分别为第3块及36块，萃取剂的进料温度为80℃，脱重后的混合二氯甲苯与萃取剂的质量比为1.0∶4.0，塔釜温度为130℃，塔顶温度为125℃，塔压力为-0.98bar，回流比为5；
（3）解吸：将步骤（2）中的塔釜液（二氯甲苯和萃取剂的混合物）送入解吸塔解吸，从解吸塔塔顶采出混合二氯甲苯（2,4-二氯甲苯含量为98.48%），塔釜采出的萃取剂循环使用；上述解吸塔的理论塔板数为50，塔釜温度为150℃，塔顶温度为136℃，塔压力为-0.98bar，回流比为3；
对步骤（2）萃取精馏前样品组分、萃取精馏后塔顶馏分、及步骤（3）解吸塔顶馏分采用GC分析，分析结果如表2所示：
表2萃取精馏、解吸前后混合二氯甲苯组分分析表
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实施例2
（1）脱重：将混合二氯甲苯送入一个理论塔板数为120的精馏塔内脱重，塔釜温度为155℃，塔顶温度为143℃，塔压力为-0.90bar，回流比为6；对精馏前的混合二氯甲苯、精馏后塔顶和塔釜组分的含量采用GC分析，结果如表3所示；
表3脱重前后混合二氯甲苯组分分析表
（2）萃取精馏：以N-正丁基吡咯烷酮为萃取剂，将步骤（1）中的塔釜液（脱重后的混合二氯甲苯）送入萃取精馏塔中进行萃取精馏，从塔顶采出2,5-二氯甲苯（2,5-二氯甲苯纯度为99.78%），塔釜采出二氯甲苯和萃取剂的混合物；萃取精馏塔的理论塔板数为100，萃取剂和脱重后的混合二氯甲苯的进料位置分别为第3块及36块，萃取剂的进料温度为100℃，脱重后的混合二氯甲苯与萃取剂的质量比为1.0∶10.0，塔釜温度为145℃，塔顶温度为138℃，塔压力为-0.90bar，回流比为20；
（3）解吸：将步骤（2）中的塔釜液（二氯甲苯和萃取剂的混合物）送入解吸塔解吸，从解吸塔塔顶采出混合二氯甲苯（2,4-二氯甲苯含量为98.68%），塔釜采出的萃取剂循环使用；上述解吸塔的理论塔板数为50，塔釜温度为165℃，塔顶温度为140℃，塔压力为-0.90bar，回流比为6；
对步骤（2）萃取精馏前样品组分、萃取精馏后塔顶馏分、及步骤（3）解吸塔顶馏分采用GC分析，分析结果如下表4所示：
表4萃取精馏、解吸前后混合二氯甲苯组分分析表
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实施例3
（1）脱重：将混合二氯甲苯送入一个理论塔板数为130的精馏塔内脱重，塔釜温度为145℃，塔顶温度为140℃，塔压力为-0.95bar，回流比为5；对原料、塔顶和塔釜组分的含量采用GC分析，结果如下表5所示；
表5脱重前后混合二氯甲苯组分分析表
（2）萃取精馏：以N-正丁基吡咯烷酮为萃取剂，将步骤（1）中的塔釜液（脱重后的混合二氯甲苯）送入萃取精馏塔中进行萃取精馏，从塔顶采出2,5-二氯甲苯（2,5-二氯甲苯纯度为99.88%），塔釜采出二氯甲苯和萃取剂的混合物；萃取精馏塔的理论塔板数为100，萃取剂和脱重后的混合二氯甲苯的进料位置分别为第3块及36块，萃取剂的进料温度为90℃，脱重后的混合二氯甲苯与萃取剂的质量比为1.0∶7.0，塔釜温度为135℃，塔顶温度为132℃，塔压力为-0.95bar，回流比为12；
（3）解吸：将步骤（2）中的塔釜液（二氯甲苯和萃取剂的混合物）送入解吸塔解吸，从解吸塔塔顶采出混合二氯甲苯（2,4-二氯甲苯含量为98.78%），塔釜采出的萃取剂循环使用；上述解吸塔的理论塔板数为50，塔釜温度为158℃，塔顶温度为138℃，塔压力为-0.95bar，回流比为4；
对步骤（2）萃取精馏前样品组分、萃取精馏后塔顶馏分、及步骤（3）解吸塔顶馏分采用GC分析，分析结果如下表6所示：
表6萃取精馏、解吸前后混合二氯甲苯组分分析表
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