1. 项目背景

含水共沸物的分离存在于各个化工和医药行业，如何低能耗、低成本的对这些含水共沸物进行高效分离一直是研究的热点。

环氧丙烷（PO）是石油化工的重要中间体，是丙烯的第二大下游，广泛用于聚醚多元醇的生产，终端涉及家具、汽车、冰箱和冷柜等行业。

目前，制备环氧丙烷的主要工艺有氯醇法、共氧化法（PO/SM和PO/TBA）和过氧化氢直接氧化工艺（HPPO），2022年全球1600多万吨/年的产能中，这几种工艺的占比分别为28%、42%和28%。氯醇法制备环氧丙烷生产工艺最早实现了工业化，但对环境污染严重，属于落后产能，正处于逐步淘汰中。共氧化法主要的缺点是：联产叔丁醇或苯乙烯会受市场行情制约，同时设备造价高、施工周期长、工艺流程复杂、丙烯纯度要求高。

随着环保力度不断加大，氯醇法将逐渐退出历史舞台，而供给缺口将由更为绿色的HPPO工艺替代，预计未来几年中国HPPO法环氧丙烷增量近200万吨/年。

HPPO法环氧丙烷会副产低浓度有机废水，20万吨/年HPPO副产废水约为20t/h。这部分废水中含有约2～5%丙二醇单甲醚、1～5%丙二醇和其它轻重组分。

丙二醇单甲醚是一种性能优良的通用性溶剂，具有很高的经济价值。由于丙二醇单甲醚与水共沸，所以无法通过直接精馏的方法从醇醚水溶液中回收得到丙二醇单甲醚产品。

现有技术均采用萃取精馏或者共沸精馏的方法来分离丙二醇单甲醚水溶液，存在工艺流程复杂、投资高、能耗高等缺点，部分工艺还采用极度危害的芳香族共沸物，如苯或甲苯等，不够安全环保。

为降低含水共沸物的分离能耗，特别是现有HPPO副产丙二醇单甲醚分离精制的能耗，本实用新型提出一种沸石膜脱水与精馏深度耦合分离含水共沸物的系统，将沸石膜脱水系统与精馏进行深度耦合，以最大程度的降低蒸汽和循环水消耗，从而达到降本增效的效果。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种沸石膜脱水与精馏深度耦合分离含水共沸物的系统，其特征在于：采用沸石膜脱水和精馏进行深度耦合的系统，来对丙二醇单甲醚水溶液进行分离，具体步骤如下：

（1）来自上游浓缩后的丙二醇单甲醚水溶液共沸物，首先与下游脱轻塔浓缩后的丙二醇单甲醚水溶液进行混合，再进入一级沸石膜脱水系统中，将丙二醇单甲醚含水率从70wt%左右脱至5wt%左右。经过一级沸石膜脱水系统脱水后的丙二醇单甲醚水溶液送至脱轻塔分离，含微量丙二醇单甲醚的渗透水再送至上游进一步回收丙二醇单甲醚等有机物。

（2）在脱轻塔中，丙二醇单甲醚水溶液共沸物和其它轻组分进行分离，塔顶为丙二醇单甲醚水溶液共沸物和其它轻组分，塔釜为含微量水的丙二醇单甲醚。

（3）在脱轻塔中，为了降低塔顶物料含水率，脱轻塔塔顶汽相首先进二级沸石膜脱水系统，脱水后的丙二醇单醚和轻组分去脱轻塔冷凝器进行冷凝，含微量丙二醇单甲醚的渗透水再送至上游进一步回收丙二醇单甲醚等有机物。脱轻塔冷凝器冷凝后的物料去脱轻塔回流罐进行缓冲，再通过脱轻塔回流泵加压，一部分送脱轻塔回流，另外一部分物料循环送一级沸石膜脱水系统，还有一部分作为轻组分送界外。脱轻塔塔釜设有脱轻塔再沸器，采用低压蒸汽作为热源，塔釜物料通过脱轻塔塔釜泵加压后送精制塔进行分离。

（4）在精制塔中，丙二醇单甲醚与异构丙二醇单甲醚进行清晰分离，塔顶为丙二醇单甲醚，塔釜为异构丙二醇单甲醚。

本实用新型的有益效果是：

（1）本精制系统中不引入其它组分作为萃取剂或共沸剂，不采用萃取精馏或者共沸精馏工艺，工艺和系统更简单，投资更低。不采用极度危害的芳香族共沸物，如苯和甲苯等，更加安全环保；

（2）将沸石膜脱水系统与精馏进行深度耦合，可以最大程度降低丙二醇单甲醚和水分离消耗的蒸汽和循环水，更加节能。