1.一种热集成变压精馏分离硝甲烷-甲醇-环己烷共沸物的方法,其特征在于用于分离该三元共沸物的装置主要包含以下部分:
加压塔(T1)、减压塔(T2)、加压塔(T3)、再沸器(R1)、再沸器(R2)、再沸器(R3)、换热器(H)、冷凝器(C1)、冷凝器(C2)、冷凝器(C3)、回流罐(D1)、回流罐(D2)、回流罐(D3)、减压阀(V1)、减压阀(V2)、加压泵(P1)、加压泵(P2);其中再沸器(R1)连接在加压塔(T1)塔底,冷凝器(C2)和回流罐(D2)连接在减压塔(T2)塔顶,回流罐(D2)出口依次与加压泵(P2)、加压塔(T3)相连,冷凝器(C3)和回流罐(D3)连接在加压塔(T3)塔顶,再沸器(R3)连接在加压塔(T3)塔底,加压塔(T1)气相出口物流3与换热器(H)的热物流进口相连,加压塔(T1)气相出口物流4与再沸器(R2)的热物流进口相连,再沸器(R2)的热物流出口与加压泵(P1)相连,回流罐(D1)连接在加压塔(T1)塔顶,减压塔(T2)塔底与再沸器(R2)冷物流进口相连,再沸器(R2)冷物流出口与减压塔(T2)相连;
该方法主要包括以下步骤:
(1)将硝甲烷-甲醇-环己烷混合物经换热器(H)预热后进入加压塔(T1),加压塔(T1)塔底一部分物料进入塔底再沸器(R1),再沸后进入加压塔(T1),另一部分物料则作为高纯度硝甲烷产品直接采出;塔顶蒸汽一部分经管路3进入换热器(H),换热后经管路5进入冷凝器(C1)进一步冷凝,另一部分蒸汽经管路4进入再沸器(R2),换热后两股物流合并经加压泵(P1)送入回流罐(D1),部分物流经管路8回流入加压塔(T1),部分物流经管路9经减压阀(V1)输送至减压塔(T2);
(2)减压塔(T2)塔底一部分物料作为高纯度甲醇产品直接采出,另一部分物料进入再沸器(R2),经换热汽化后进入减压塔(T2);塔顶蒸汽经冷凝器(C2)冷凝,部分物流经管路10回流入减压塔(T2),部分物流经管路11经加压泵(P2)输送至加压塔(T3);
(3)加压塔(T3)塔底一部分物料进入塔底再沸器(R3),再沸后进入加压塔(T3),另一部分物料则作为高纯度产品环己烷直接采出;塔顶蒸汽经冷凝器(C3)冷凝,部分物流经管路
12回流入加压塔(T3),部分物流经管路13经减压阀(V2)返回加压塔(T1)循环利用;
(4)在换热器(H)中实现热集成,来自加压塔(T1)塔顶部分蒸汽经管路3作为换热器(H)的热物流,给原料硝甲烷-甲醇-环己烷进行预热;在再沸器(R2)内实现热集成,来自加压塔(T1)塔顶部分蒸汽经管路4与来自减压塔(T2)塔底的高纯度甲醇液体进行换热,蒸汽得以冷凝,高纯度甲醇液体得以汽化。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,加压塔(T1)操作压力为4atm,理论塔板数为50~55块,进料板位置为40~45块,循环物流进料板位置为40~45块,回流比为3.0~
3.3,加压塔(T1)塔顶温度为94.0~96.0℃,塔底温度为148.0~152.0℃;减压塔(T2)操作压力为0.5atm,理论板数为30~35块,进料板位置为15~20块,回流比为0.1~0.3,减压塔(T2)塔顶温度为37.0~39.0℃,塔底温度为48.0~52.0℃;加压塔(T3)操作压力为4atm,理论板数为30~35块,进料板位置为20~25块,回流比为1.0~1.3,加压塔(T3)塔顶温度为
94.0~96.0℃,塔底温度为133.0~137.0℃。
3.根据权利要求1所述的硝甲烷-甲醇-环己烷共沸物,其特征在于所述共沸物存在两两共沸现象,即包含三个二元共沸,且三组分之间会形成三元共沸物。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:进料组成硝甲烷质量分数45~55%、甲醇质量分数25~35%、环己烷质量分数20%。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:分离后硝甲烷的质量分数为99.50%~
99.90%,硝甲烷的回收率为99.50%~99.90%,甲醇的质量分数为99.50%~99.90%,甲醇的回收率为99.50%~99.90%,环己烷的质量分数为99.95%~99.99%,环己烷的回收率为99.95%~99.99%。