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专利号: 2019113631993
申请人: 山东科技大学
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:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种热泵辅助变压精馏分离苯和异丁醇混合物的方法,其特征在于实现该方法的装置包括如下组成部分:

低压提馏塔(1)、高压精馏塔(2)、再沸器(3)、换热器Ⅲ(4)、压缩机(5)、阀门(6)、换热器Ⅰ(7)、换热器Ⅱ(8)、分配器Ⅰ(9)、分配器Ⅱ(10)、混合器Ⅰ(11)、混合器Ⅱ(12);其中,进料管(S101)直接连接分配器Ⅱ(10);换热器Ⅰ(7)和换热器Ⅱ(8)分别通过两路管路(S102和S103)与分配器Ⅱ(10)连接,且亦分别通过两路管路(S104和105)与混合器Ⅰ(11)连接;混合器Ⅰ(11)通过一路管路(S106)与混合器Ⅱ(12)连接;混合器Ⅱ(12)通过一路管路(S107)与低压提馏塔(1)顶部连接;低压提馏塔(1)底部通过一路管路与再沸器壳程连接,并设有出料管(S109);出料管(S109)连接另一侧连接换热器Ⅱ(8),换热器Ⅱ(8)出口设置管路(S110);低压提馏塔(1)顶部通过一路管路(S108)与换热器Ⅲ(4)连接;换热器Ⅲ(4)通过一路管路(S111)与压缩机(5)连接;压缩机(5)通过一路管路(S112)与高压精馏塔(2)底部连接;塔顶通过一路管路(S113)与再沸器(3)管程连接;再沸器(3)通过一路管路(S114)与分配器Ⅰ(9)连接;分配器Ⅰ(9)通过一路管路(S116)与高压精馏塔(2)顶部连接,另一路作为出料管(S115);出料管(S115)连接另一侧连接换热器Ⅰ(7),换热器Ⅰ(7)出口设置管路(S117);

高压精馏塔(2)塔底通过一路管路(S118)与节流阀(6)连接,节流阀(6)通过一路管路(S119)与混合器Ⅱ(12)连接;

该方法主要包括以下步骤:

(1)将苯和异丁醇原料液经分配器Ⅱ分配后,分别进入换热器Ⅰ和Ⅱ与苯和异丁醇产品预热,然后与高压精馏塔塔底物流混合后从低压提馏塔顶部进入塔内;

(2)低压提馏塔塔底采出高纯度异丁醇产品,塔顶汽相经过换热器Ⅲ加热至过热状态、又经过压缩机压缩,自塔底进入高压精馏塔;

(3)高压精馏塔塔顶高纯度的苯蒸汽进入低压提馏塔塔釜再沸器管程,与异丁醇产品换热,实现完全热集成,苯蒸汽得以冷凝,高纯度的异丁醇得以气化,冷凝后的苯蒸汽经分配器Ⅰ分配后,部分作为塔顶液体回流,其余作为苯产品采出,高压精馏塔液体经过阀门节流降压后,与原料同时进入低压提馏塔塔顶;

低压提馏塔理论塔板数为18~20,操作压力为1atm~4atm,塔顶温度为88℃~134℃,塔底温度为110℃~148℃;

高压精馏塔理论塔板数为20~28,操作压力为7atm~8atm,塔顶温度为160℃~168℃,塔底温度为180℃~187℃;

分配器Ⅰ分配比为0.560~0.724;分配器Ⅱ分配比为0.257~0.600。

2.根据权利要求1所述的一种热泵辅助变压精馏分离苯和异丁醇混合物的方法,其特征在于:原料液中苯的摩尔含量为0.3~0.7。

3.根据权利要求1所述的一种热泵辅助变压精馏分离苯和异丁醇混合物的方法,其特征在于:压缩机前置换热器Ⅲ出口温度为140℃~147℃,压缩机压缩比为2.0~8.2。

4.根据权利要求1所述的一种热泵辅助变压精馏分离苯和异丁醇混合物的方法,其特征在于:分离后的苯的纯度为99.5%以上,苯的回收率为98.84%~99.77%;异丁醇的纯度为99.5 %以上,异丁醇的回收率为98.81%~99.78%。