1.一种热集成变压精馏分离正丁醇和辛烷共沸物的方法,其特征在于该方法所使用的装置主要包括以下部分:
加压塔(T1)、再沸器(R1)、回流罐(D1)、减压塔(T2)、再沸器(R2)、冷凝器(C2)、回流罐(D2)、加压泵(P1)、加压泵(P2)、加压泵(P3)、加压泵(P4);其中加压泵(P1)连接加压塔(T1)进料口,再沸器(R1)连接于加压塔(T1)塔底,加压塔(T1)塔顶连接于再沸器(R2),换热后和回流罐(D1)连接,回流罐(D1)、加压塔(T1)塔顶、减压塔(T2)进料口依次连接,再沸器(R2)连接于减压塔(T1)塔底,减压塔(T2)塔顶、冷凝器(C2)、回流罐(D2)、加压泵(P2)、加压塔(T1)循环液进料口依次连接;
该方法包括如下步骤:
(1)正丁醇和辛烷原料混合液由加压泵(P1)输送至加压塔(T1),塔底得到高纯度的辛烷,塔顶得到正丁醇和辛烷的共沸物蒸汽;加压塔(T1)塔底部分物料进入塔底再沸器(R1)加热,再沸后进入加压塔(T1),部分物料作为辛烷产品采出;
(2)加压塔(T1)塔顶的正丁醇和辛烷共沸物蒸汽进入再沸器(R2)中,与减压塔(T2)塔底高纯度辛烷液体在再沸器(R2)内进行换热,实现完全热集成;正丁醇和辛烷共沸物蒸汽得以冷凝,高纯度辛烷液体得以汽化;冷凝后的正丁醇和辛烷共沸物输送至回流罐(D1)收集,由泵(P3)将一部分物料输送至加压塔(T1)塔顶进行回流,另一部分物料输送至减压塔(T2)分离;
(3)减压塔(T2)塔顶蒸汽物流为减压下正丁醇和辛烷的共沸物,经冷凝器(C2)冷凝、回流罐(D2)收集后,由泵(P4)将一部分物料输送至减压塔(T2)塔顶进行回流,另一部分物料则由泵(P2)加压后输送至加压塔(T1)循环精馏;减压塔(T2)塔底得到高纯度的正丁醇,部分物料进入塔底再沸器(R2)加热,完成前述热集成后进入减压塔(T2),部分物料作为正丁醇产品采出。
2.根据权利要求1所述的热集成变压精馏分离正丁醇和辛烷共沸物的方法,其特征在于:分离的正丁醇与辛烷体系中正丁醇的质量分数为20%~70%。
3.根据权利要求1所述的热集成变压精馏分离正丁醇和辛烷共沸物的方法,其特征在于:加压塔(T1)操作压力为4~10atm绝压,回流比1.0~1.6,塔底产品辛烷的质量分数大于
99.95%,收率大于99.5%。
4.根据权利要求1所述的热集成变压精馏分离正丁醇和辛烷共沸物的方法,其特征在于:减压塔(T2)操作压力为0.2~0.8atm绝压,回流比2.0~2.8,塔底产品正丁醇的质量分数大于99.93%,收率大于99.94%。
5.根据权利要求1所述的热集成变压精馏分离正丁醇和辛烷共沸物的方法,其特征在于:加压塔(T1)理论板数20-30块,进料板位置6~10,循环物流进料板位置13~16;减压塔(T2)理论板数12-20块,进料板位置5~9。
6.根据权利要求1所述的热集成变压精馏分离正丁醇和辛烷共沸物的方法,其特征在于:加压塔(T1)塔顶温度151~174℃,塔底温度186~207℃;减压塔(T2)塔顶温度68~101℃,塔底温度87~115℃。