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专利号: 2021104984705
申请人: 青岛科技大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种两塔变压间歇精馏分离己烷‑乙醇‑丁酮物系的方法,其特征在于实现该方法的装置主要包括以下部分:原料液储罐V1、丁酮产品储罐V2、过渡组分储罐V3、乙醇产品储罐V4、己烷产品储罐V5、精馏塔T1、精馏塔T2、再沸器H1、再沸器H2、冷凝器C1、冷凝器C2、输送泵P1、输送泵P2、输送泵P3、输送泵P4、输送泵P5、输送泵P6、阀门F1、阀门F2、阀门F3、阀门F4、阀门F5、阀门F6、阀门F7、阀门F8、阀门F9、阀门F10、阀门F11、阀门F12、阀门F13和阀门F14;原料液储罐V1有两条出料管路,一条出料管路先后经过输送泵P1、阀门F1与精馏塔T1连接,精馏塔T1塔顶气相出口管路依次与冷凝器C1、输送泵P5、阀门F11连接,阀门F11分别与阀门F14和阀门F13连接,阀门F14与原料液储罐V1连接,阀门F13与精馏塔T2连接,冷凝器C1热物流出口与精馏塔T1塔顶连接;原料液储罐V1的另一条出料管路先后经过输送泵P2、阀门F2与精馏塔T2连接,精馏塔T2塔顶气相出口管路依次与冷凝器C2、输送泵P6、阀门F12连接,进而与原料液储罐V1连接,冷凝器C2热物流出口与精馏塔T2塔顶连接;精馏塔T1塔底采出管路包括两条支路,一条与再沸器H1冷物流入口连接,另一条与输送泵P3、阀门F3依次连接,再沸器H1冷物流出口与精馏塔T1气相入口连接;精馏塔T2塔底采出管路包括两条支路,一条与再沸器H2冷物流入口连接,另一条与输送泵P4、阀门F4依次连接,再沸器H2冷物流出口与精馏塔T2气相入口连接;在阀门F3后管路分为三条支路,一条与阀门F5、丁酮产品储罐V2依次连接,一条与阀门F7、过渡组分储罐V3依次连接,一条与阀门F10、乙醇产品储罐V4依次连接;在阀门F4后管路分为三条支路,一条与阀门F6、丁酮产品储罐V2依次连接,一条与阀门F8、过渡组分储罐V3依次连接,一条与阀门F9、己烷产品储罐V5依次连接;

采用上述装置进行一种两塔变压间歇精馏分离己烷‑乙醇‑丁酮物系的方法,包括以下步骤:

(1)己烷‑乙醇‑丁酮混合原料液加入至原料液储罐V1中,分为两股,一股混合液经过输送泵P1、阀门F1进入精馏塔T1,另一股混合液经过输送泵P2、阀门F2进入精馏塔T2;精馏塔T1和T2的运行过程分为三个阶段,首先是采丁酮阶段,其次是采过渡组分阶段,最后是采乙醇和己烷阶段;

(2)在采丁酮阶段,阀门F1、阀门F2、阀门F3、阀门F4、阀门F5、阀门F6、阀门F11、阀门F12和阀门F14处于打开状态,阀门F7、F8、阀门F9、阀门F10和阀门F13处于关闭状态;在精馏塔T1内,己烷‑乙醇‑丁酮以气相混合物形式从塔顶离开精馏塔T1,并进入冷凝器C1进行冷凝,根据设置的回流比,一部分冷凝后的混合物由输送泵P5经阀门F11和阀门F14输送至原料液储罐V1中,另一部分冷凝后的混合物输送回精馏塔T1塔顶,精馏塔T1塔底液相出口流出高纯度丁酮,一部分经输送泵P3、阀门F3、阀门F5输送至丁酮产品储罐V2,另一部分进入再沸器H1汽化后进入精馏塔T1中;在精馏塔T2内,己烷‑乙醇‑丁酮以气相混合物形式从塔顶离开精馏塔T2,并进入冷凝器C2进行冷凝,根据设置的回流比,一部分冷凝后的混合物由输送泵P6经阀门F12输送至原料液储罐V1中,另一部分冷凝后的混合物输送回精馏塔T2塔顶,精馏塔T2塔底液相出口流出高纯度丁酮,一部分经输送泵P4、阀门F4、阀门F6输送至丁酮产品储罐V2,另一部分进入再沸器H2汽化后进入精馏塔T2中;

(3)在采过渡组分阶段,关闭阀门F14、阀门F5和阀门F6,打开阀门F13、阀门F7和阀门F8,其他阀门状态保持不变;精馏塔T1中,乙醇和己烷以气相共沸物的形式从塔顶离开精馏塔T1,并进入冷凝器C1进行冷凝,根据设置的回流比,一部分冷凝后的共沸物由输送泵P5经阀门F11和阀门F13输送至精馏塔T2中,另一部分冷凝后的共沸物输送回精馏塔T1塔顶,精馏塔T1塔底液相出口流出丁酮和乙醇混合物,经输送泵P3、阀门F3、阀门F7输送至过渡组分储罐V3,另一部分进入再沸器H1汽化后进入精馏塔T1中;精馏塔T2中,乙醇和己烷以气相共沸物的形式从塔顶离开精馏塔T2,并进入冷凝器C2进行冷凝,根据设置的回流比,一部分冷凝后的共沸物由输送泵P6经阀门F12输送至原料液储罐V1中,另一部分冷凝后的共沸物输送回精馏塔T2塔顶,精馏塔T2塔底液相出口流出丁酮和己烷混合物,经输送泵P4、阀门F4、阀门F8输送至过渡组分储罐V3,另一部分进入再沸器H2汽化后进入精馏塔T2中;

(4)在采乙醇和己烷阶段,关闭阀门F7和阀门F8,打开阀门F9和阀门F10,其他阀门状态维持不变;在精馏塔T1内,乙醇‑己烷以共沸物的形式从塔顶气相出口离开精馏塔T1,并进入冷凝器C1进行冷凝,然后根据设置的回流比,一部分冷凝后的共沸物由输送泵P5经阀门F11和阀门F13输送至精馏塔T2中,另一部分冷凝后的共沸物输送回精馏塔T1塔顶,精馏塔T1塔底液相出口流出乙醇产品,经输送泵P3、阀门F3和阀门F10输送至乙醇产品储罐V4,另一部分进入再沸器H1汽化后进入精馏塔T1中;在精馏塔T2内,乙醇‑己烷以共沸物的形式从塔顶气相出口离开精馏塔T2,并进入冷凝器C2进行冷凝,然后根据设置的回流比,一部分冷凝后的共沸物由输送泵P6经阀门F12输送至原料液储罐V1中,另一部分冷凝后的共沸物输送回精馏塔T2塔顶,精馏塔T2塔底液相出口流出己烷产品,经输送泵P4、阀门F4和阀门F9输送至己烷产品储罐V5,另一部分进入再沸器H2汽化后进入精馏塔T2中;

采丁酮阶段,精馏塔T1和精馏塔T2的操作压力均为3atm;采过渡组分阶段,精馏塔T1和精馏塔T2的操作压力分别为1atm和11atm;采乙醇和己烷阶段,精馏塔T1和精馏塔T2的操作压力分别为1atm和11atm;

精馏塔T1理论板数为21块板,进料位置为第2块板;

精馏塔T2理论板数为21块板,进料位置为第2块板。

2.如权利要求1所述的一种两塔变压间歇精馏分离己烷‑乙醇‑丁酮物系的方法,其特征在于:添加至原料液储罐V1的己烷‑乙醇‑丁酮原料混合液量为9500‑10500kg。

3.如权利要求1所述的一种两塔变压间歇精馏分离己烷‑乙醇‑丁酮物系的方法,其特征在于:精馏塔T1和精馏塔T2的回流比为0.7‑1。

4.如权利要求1所述的一种两塔变压间歇精馏分离己烷‑乙醇‑丁酮物系的方法,其特征在于:总运行时长为8.5‑9.19小时,其中采丁酮阶段的时长为4.6‑4.8小时,采过渡组分阶段的时长为0.1‑0.19小时,采乙醇和己烷阶段的时长为3.8‑4.2小时。

5.如权利要求1所述的一种两塔变压间歇精馏分离己烷‑乙醇‑丁酮物系的方法,其特征在于:分离后的乙醇液体质量分数大于99.9%,乙醇液体收率大于99%;己烷液体质量分数大于99.9%,己烷液体收率大于99%;丁酮液体质量分数大于99.9%,丁酮液体收率大于

99%。