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专利号: 2017105874299
申请人: 青岛三瑞节能环保技术有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机化学〔2〕
更新日期:2023-08-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法,其特征在于用于分离丙酮-异丙醇-水三元体系的装置主要包含以下部分:丙酮塔T1,异丙醇塔T2,溶剂回收塔T3,换热器H1,预热器H2;其中丙酮塔T1、异丙醇塔T2、溶剂回收塔T3三塔的塔顶分别设有冷凝器和回流罐,塔底分别设有再沸器;丙酮塔T1塔底物流经管路3与换热器H1的冷物流进口相连,冷物流出口经管路4 与异丙醇塔T2相连,溶剂回收塔T3塔底物流经管路8与换热器H1的热物流入口相连,热物流出口经管路9与预热器H2相连;

采用一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法,其特征在于分离该三元体系主要包括以下步骤:

(1)丙酮-异丙醇-水三元混合物由预热器H2预热后,经管路1进入丙酮塔T1,塔顶物流经冷凝器C1冷凝回流罐D1收集后,一部分返回精馏塔,一部分作为高纯度的丙酮产品采出;

塔底得到异丙醇-水混合物物流一部分经再沸器R1再沸后返回丙酮塔T1,一部分进入换热器H1,换热后进入异丙醇塔T2进一步分离;

(2)在异丙醇塔T2内,实现异丙醇-水的分离,萃取剂乙二醇自异丙醇塔T2上部进入塔内,来自丙酮塔T1塔底的物流经换热器H1换热后,完全被汽化,自丙醇塔T2下部以气体方式进料;异丙醇塔T2塔顶物流经冷凝器C2冷凝回流罐D2收集后,一部分返回精馏塔,一部分作为高纯度的异丙醇产品采出;塔底物流一部分经再沸器R2再沸后返回异丙醇塔T2,一部分经管路7进入溶剂回收塔T3 进行萃取剂的回收;

(3)在溶剂回收塔T3内,对萃取剂乙二醇进行回收,塔顶物流经冷凝器C3冷凝回流罐D3收集后,一部分返回精馏塔,一部分采出;塔底物流一部分经再沸器R3再沸后返回溶剂回收塔T3,一部分进入换热器H1,作为换热器H1的热源,经预热器H2换热后与补充萃取剂物流5混合后返回异丙醇塔T2循环利用;

(4)在换热器H1内实现热量集成,来自溶剂回收塔T3塔底的高纯度萃取剂物流与来自丙酮塔T1塔底的异丙醇-水的混合物流进行换热,达到节约能源的目的;

所述萃取剂乙二醇的溶剂比为5:1,所述溶剂比为萃取剂与丙酮塔T1塔底采出物料的质量比;

丙酮塔T1操作压力为1atm,理论塔板数为20~30块,进料板位置为8~13块塔板,回流比为1.8~4;异丙醇塔T2操作压力为1atm,理论塔板数为26~35块,异丙醇-水混合物进料位置为第18~25块塔板,萃取剂的进料位置为第4~8块塔板,回流比为1.5~3;溶剂回收塔T3操作压力为1atm,理论板数为12~17块,进料板位置为5~10块,回流比为1~3。

2.根据权利要求1所述的一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法,其特征在于:丙酮塔T1塔顶温度为55.8~56.8℃,塔底温度为79.8~80.5℃,异丙醇塔T2塔顶温度为81.7~82.6℃,塔底温度为145.8~146.8℃,溶剂回收塔T3塔顶温度为99.8~100.1℃,塔底温度为196.5~197.2℃。

3.根据权利要求1所述的一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法,其特征在于:以溶剂回收塔T3的塔釜采出物作为热源,为丙酮塔T1和异丙醇塔T2的进料物流加热;经过换热器H1热集成后,物料完全汽化,在异丙醇塔T2实现气体进料,异丙醇-水混合物物流的进料温度为89.9℃;经换热器H1换热、预热器H2冷却后萃取剂的温度为45℃。

4.根据权利要求1所述的一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法,其特征在于:待分离的丙酮-异丙醇-水体系中丙酮的质量分数为90%以上。

5.根据权利要求1所述的一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法,其特征在于:分离后丙酮的质量分数为99.85%以上,丙酮的回收率为99.98%以上,异丙醇的质量分数为99.98%以上,异丙醇的回收率为99.80%以上。