CN106139643A - 一种丙酮脱水干燥装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丙酮脱水干燥装置,包括两组脱水塔、冷却装置、回收罐、气液分离器、氮气罐、加热器,第一级分子筛脱水塔Ⅰ和第二级分子筛脱水塔Ⅰ组成第一组脱水塔,第一级分子筛脱水塔Ⅱ和第二级分子筛脱水塔Ⅱ组成第二组脱水塔;各分子筛脱水塔的进气口均连接氮气进气管;各分子筛脱水塔的出气口均连接混合气出口管;氮气罐连接加热器,加热器的出气口再连接氮气进气管;混合气出口管通向冷却装置,冷却装置连接回收罐,回收罐再连接气液分离器。本发明采用氮气进行再生,使得分子筛活化,可以重复循环使用;采用两分子筛脱水塔串连进行吸附,有利于吸附。

Description

一种丙酮脱水干燥装置
技术领域
本发明属于化工设备技术领域,具体涉及一种丙酮脱水干燥装置。
背景技术
无水丙酮是一种重要的化工原料,传统的蒸馏方法得到的丙酮水分很难达到要求。由丙酮作为溶剂进行的回流反应时,由于反应时产生的水分和原料中所含的水分,若反应体系中含水量超过一定量时,将使反应难以进行,影响产物的收率和质量,因此 反应后的丙酮需要进行脱水处理,一般是采用分子筛脱水剂的方法进行脱水处理。用4A分子筛对丙酮进行脱水是一种常用的制造无水丙酮的方法。3A分子筛的再生利用既经济节约,又环境友好,因此对3A分子筛的再生条件进行研究,不断提高再生效率,并且在再生过程中保持分子筛的活性有着深远的意义。现有技术中3A分子筛的再生是在常温常压下进行的,在此条件下再生时间长,再生效率低。CN105854855A公开了一种用于丙酮脱水的4A分子筛的再生方法,包括步骤为:(1)称取已用于丙酮脱水的3A分子筛;(2)将所述4A分子筛在真空条件下加热,取出并冷却称重;(3)重复步骤(2),直至所述3A分子筛的质量不变。这种方法需要把3A分子筛从吸附塔中取出再生,无法实现丙酮脱水连续化运作。
发明内容
为了实现丙酮连续化脱水,并且提高脱水效率,本发明提供了一种丙酮脱水干燥装置,本发明采用分子筛吸附法,提纯丙酮溶液的纯度;采用氮气进行再生,使得分子筛活化,可以重复循环使用;采用两分子筛脱水塔串连进行吸附,有利于吸附。
本发明是通过下述技术方案来实现的。一种丙酮脱水干燥装置,包括两组脱水塔、冷却装置、回收罐、气液分离器、氮气罐、加热器,第一级分子筛脱水塔Ⅰ和第二级分子筛脱水塔Ⅰ组成第一组脱水塔,第一级分子筛脱水塔Ⅱ和第二级分子筛脱水塔Ⅱ组成第二组脱水塔,第一级分子筛脱水塔Ⅰ和第一级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮进液口连接丙酮进液管,第一级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮出液口连接第二级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮进液口;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮出液口连接丙酮成品出口管;第一级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮出液口连接第二级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮进液口;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮出液口连接丙酮成品出口管;第一级分子筛脱水塔Ⅰ、第二级分子筛脱水塔Ⅰ、第一级分子筛脱水塔Ⅱ和第二级分子筛脱水塔Ⅱ的进气口均连接氮气进气管;第一级分子筛脱水塔Ⅰ、第二级分子筛脱水塔Ⅰ、第一级分子筛脱水塔Ⅱ和第二级分子筛脱水塔Ⅱ的出气口均连接混合气出口管;氮气罐连接加热器,加热器的出气口再连接氮气进气管;混合气出口管通向冷却装置,冷却装置连接回收罐,回收罐再连接气液分离器。
进一步优选,所述加热器是电加热器,所述冷却装置是水冷却器。
进一步优选,第一级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮进液口安装有F1气动阀, 第一级分子筛脱水塔Ⅰ的出气口设有F2气动阀和F2闸阀;第一级分子筛脱水塔Ⅰ的进气口设有F9气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮进液口安装F3气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮出液口设有F10气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的进气口设有F11气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的出气口设有F4气动阀和F3闸阀。
第一级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮进液口安装有F5气动阀, 第一级分子筛脱水塔Ⅱ的进气口设有F12气动阀;第一级分子筛脱水塔ⅡC的出气口设有F6气动阀和F4闸阀;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮进液口安装F7气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮出液口设有F13气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的进气口设有F14气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的出气口设有F8气动阀和F5闸阀。
所述丙酮进料管上安装输送泵和F1闸阀。所述丙酮成品出口管上安装流量计和F8闸阀。
氮气罐设有压力表和安全阀,氮气罐通过管路连接电加热器,并在此管路上安装F18气动阀、F6闸阀;并此管路上安装回流管,回流管上安装F19气动阀和F7闸阀。电加热器的出气口在连接各分子筛脱水塔的氮气进气管。并在氮气进气管安装温度传感器Ⅱ以监控温度。
混合气出气管连接水冷却器的进气口,水冷却器的进气口设有F16气动阀;气液分离器设有丙酮回收液出口和放散口,放散口排放氮气,丙酮回收液出口连接丙酮回收管,丙酮回收管设有F15气动阀和F17气动阀,丙酮回收管连接至丙酮原料罐。
进一步优选,F1气动阀、 F2气动阀、 F3气动阀、 F4气动阀、 F5气动阀、F6气动阀、F7气动阀、 F8气动阀、 F9气动阀、 F10气动阀、 F11气动阀、 F12气动阀、 F13气动阀、 F14气动阀、 F15气动阀、 F16气动阀、 F17气动阀、 F18气动阀、F19气动阀通过控制集中控制器控制,所述集中控制器设有对应各气动阀的F1电磁阀、 F2电磁阀、 F3电磁阀、 F4电磁阀、 F5电磁阀、 F6电磁阀、 F7电磁阀、 F8电磁阀、 F9电磁阀、 F10电磁阀、 F11电磁阀、F12电磁阀、 F13电磁阀、 F14电磁阀、 F15电磁阀、 F16电磁阀、 F17电磁阀、 F18电磁阀、F19电磁阀;各电磁阀连接PC控制器7。
本发明采用氮气进行再生,使得分子筛活化,可以重复循环使用;采用两分子筛脱水塔串连进行吸附,有利于吸附。
本发明的丙酮脱水干燥装置可达到以下效率:
原母液丙酮含水量 3%(VOL)
脱水后丙酮含水量 ≤0.2%(VOL)
每吨吸附剂处理量 18m³
每吨吸附剂再生气消耗量 120Nm³/h
再生所需时间 3—4天
防暴等级 ExdIICT6
本发明的丙酮脱水干燥装置脱水效率大大提升。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图中:A.第一级分子筛脱水塔Ⅰ,B.第二级分子筛脱水塔Ⅰ,C. 第一级分子筛脱水塔Ⅱ,D.第二级分子筛脱水塔Ⅱ;1.输送泵;2.水冷却器;3.回收罐;4.气液分离器;5.氮气罐;6.电加热器;7.PLC控制器;8.流量计;
CV01-F1气动阀;CV02-F2气动阀;CV03-F3气动阀;CV04-F4气动阀;CV05-F5气动阀;CV06-F6气动阀;CV07-F7气动阀;CV08-F8气动阀;CV09-F9气动阀;CV10-F10气动阀;CV11-F11气动阀;CV12-F12气动阀;CV13-F13气动阀;CV14-F14气动阀;CV15-F15气动阀;CV16-F16气动阀;CV17-F17气动阀;CV18-F18气动阀;CV19-F19气动阀;
SV01- F1电磁阀;SV02-F2电磁阀;SV03-F3电磁阀;SV04-F4电磁阀;SV05-F5电磁阀;SV06-F6电磁阀;SV07-F7电磁阀;SV08-F8电磁阀;SV09-F9电磁阀;SV10-F10电磁阀;SV11-F11电磁阀;SV12-F12电磁阀;SV13-F13电磁阀;SV14-F14电磁阀;SV15-F15电磁阀;SV16-F16电磁阀;SV17-F17电磁阀;SV18-F18电磁阀;SV19-F19电磁阀;
ZV01- F1闸阀;ZV02- F2闸阀;ZV03- F3闸阀;ZV04- F4闸阀;ZV05- F5闸阀;ZV06- F6闸阀;ZV07- F7闸阀;ZV08- F8闸阀;
PI01、PI02、PI03-压力表;
TE-1:温度传感器Ⅰ;TE-2:温度传感器Ⅱ。
具体实施方式
为了便于理解,下面结合附图进一步详细阐明本发明。
参照1,本发明的丙酮脱水干燥装置包括两组脱水塔、水冷却器2、回收罐3、气液分离器4、氮气罐5、电加热器6、PLC控制器7等,第一级分子筛脱水塔ⅠA和第二级分子筛脱水塔ⅠB组成第一组脱水塔,第一级分子筛脱水塔ⅡC和第二级分子筛脱水塔ⅡD组成第二组脱水塔,第一级分子筛脱水塔ⅠA的丙酮进液口连接丙酮进料管并安装有F1气动阀CV01, 第一级分子筛脱水塔ⅠA的丙酮出液口连接第二级分子筛脱水塔ⅠB的丙酮进液口,在第二级分子筛脱水塔ⅠB的丙酮进液口安装F3气动阀CV03;第二级分子筛脱水塔ⅠB的丙酮出液口设有F10气动阀CV10并连接丙酮成品出口管;第一级分子筛脱水塔ⅠA的进气口设有F9气动阀CV09并连接氮气进气管;第一级分子筛脱水塔ⅠA的出气口设有F2气动阀CV02和F2闸阀ZV02并连接混合气出气管;第二级分子筛脱水塔ⅠB的进气口设有F11气动阀CV11并连接氮气进气管;第二级分子筛脱水塔ⅠB的出气口设有F4气动阀CV04和F3闸阀ZV03并连接混合气出气管。
第一级分子筛脱水塔ⅡC的丙酮进液口连接丙酮进料管并安装有F5气动阀CV05,第一级分子筛脱水塔ⅡC的丙酮出液口连接第二级分子筛脱水塔ⅡD的丙酮进液口,在第二级分子筛脱水塔ⅡD的丙酮进液口安装F7气动阀CV07;第二级分子筛脱水塔ⅡD的丙酮出液口设有F13气动阀CV13并连接丙酮成品出口管;第一级分子筛脱水塔ⅡC的进气口设有F12气动阀CV12并连接氮气进气管;第一级分子筛脱水塔ⅡC的出气口设有F6气动阀CV06和F4闸阀ZV04并连接混合气出气管;第二级分子筛脱水塔ⅡD的进气口设有F14气动阀CV14并连接氮气进气管;第二级分子筛脱水塔ⅡD的出气口设有F8气动阀CV08和F5闸阀ZV05并连接混合气出气管。
所述第一级分子筛脱水塔ⅠA、第二级分子筛脱水塔ⅠB、第一级分子筛脱水塔ⅡC和第二级分子筛脱水塔ⅡD分别设有安全阀和压力表PI01。
所述丙酮进料管上安装输送泵1和F1闸阀ZV01。所述丙酮成品出口管上安装流量计8和F8闸阀ZV08。
氮气罐5设有压力表PI02和安全阀,氮气罐5通过管路连接电加热器6,并在此管路上安装F18气动阀CV18、F6闸阀ZV06;并此管路上安装回流管,回流管上安装F19气动阀CV19和F7闸阀ZV07。电加热器6的出气口在连接各分子筛脱水塔的氮气进气管。并在氮气进气管安装温度传感器ⅡTE-2以监控温度。
混合气出气管连接水冷却器2的进气口,水冷却器2的进气口设有F16气动阀CV16;水冷却器2再连接回收罐3,回收罐3连接气液分离器4,气液分离器4设有丙酮回收液出口和放散口,放散口排放氮气,丙酮回收液出口连接丙酮回收管,丙酮回收管设有F15气动阀CV15和F17气动阀CV17,丙酮回收管连接至丙酮原料罐。混合气出气管上安装温度传感器ⅠTE-1。
更进一步的,为了方便控制,CV01-F1气动阀;CV02-F2气动阀;CV03-F3气动阀;CV04-F4气动阀;CV05-F5气动阀;CV06-F6气动阀;CV07-F7气动阀;CV08-F8气动阀;CV09-F9气动阀;CV10-F10气动阀;CV11-F11气动阀;CV12-F12气动阀;CV13-F13气动阀;CV14-F14气动阀;CV15-F15气动阀;CV16-F16气动阀;CV17-F17气动阀;CV18-F18气动阀;CV19-F19气动阀通过控制集中控制器控制,所述集中控制器设有对应各气动阀的SV01- F1电磁阀;SV02-F2电磁阀;SV03-F3电磁阀;SV04-F4电磁阀;SV05-F5电磁阀;SV06-F6电磁阀;SV07-F7电磁阀;SV08-F8电磁阀;SV09-F9电磁阀;SV10-F10电磁阀;SV11-F11电磁阀;SV12-F12电磁阀;SV13-F13电磁阀;SV14-F14电磁阀;SV15-F15电磁阀;SV16-F16电磁阀;SV17-F17电磁阀;SV18-F18电磁阀;SV19-F19电磁阀。各电磁阀连接PC控制器7。
本发明采用两塔串联吸附,两塔并联再生;再生时,一定量的氮气在<0.3MPA的压力下,首先进入加热器,将氮气加热至170℃以上,氮气从再生塔的顶部向下吹扫及传热,因水和丙酮溶液在重力的作用下向下流,和氮气的吹扫的方向一致,更有利于将水和丙酮的吹排出,可以节省加热再生的时间,排出的混合气,经冷却系统将它冷却至30℃以下,混合气在排出再生塔时温度低于60℃时,经冷却系统分离出的液体以丙酮为主,可以进行回收利用,随着再生温度的提高和再生时间的延长,排出的丙酮将越少,排出的水分会增多,直至将吸附剂加热到120℃,基本将吸附剂吸附的水和丙酮排尽,加热再生结束;进入冷吹再生阶段,加热器停止工作,用氮气吹扫再生塔,直至将再生塔内的吸附剂温度降至30℃以下,完成再生,进入切换前的等待。

Claims (6)

1.一种丙酮脱水干燥装置,包括两组脱水塔、冷却装置、回收罐、气液分离器、氮气罐、加热器,其特征在于:第一级分子筛脱水塔Ⅰ和第二级分子筛脱水塔Ⅰ组成第一组脱水塔,第一级分子筛脱水塔Ⅱ和第二级分子筛脱水塔Ⅱ组成第二组脱水塔,第一级分子筛脱水塔Ⅰ和第一级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮进液口连接丙酮进液管,第一级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮出液口连接第二级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮进液口;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮出液口连接丙酮成品出口管;第一级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮出液口连接第二级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮进液口;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮出液口连接丙酮成品出口管;第一级分子筛脱水塔Ⅰ、第二级分子筛脱水塔Ⅰ、第一级分子筛脱水塔Ⅱ和第二级分子筛脱水塔Ⅱ的进气口均连接氮气进气管;第一级分子筛脱水塔Ⅰ、第二级分子筛脱水塔Ⅰ、第一级分子筛脱水塔Ⅱ和第二级分子筛脱水塔Ⅱ的出气口均连接混合气出口管;氮气罐连接加热器,加热器的出气口再连接氮气进气管;混合气出口管通向冷却装置,冷却装置连接回收罐,回收罐再连接气液分离器。
2.根据权利要求1所述的丙酮脱水干燥装置,其特征在于:所述加热器是电加热器,所述冷却装置是水冷却器。
3.根据权利要求2所述的丙酮脱水干燥装置,其特征在于:
第一级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮进液口安装有F1气动阀, 第一级分子筛脱水塔Ⅰ的出气口设有F2气动阀和F2闸阀;第一级分子筛脱水塔Ⅰ的进气口设有F9气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮进液口安装F3气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的丙酮出液口设有F10气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的进气口设有F11气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅰ的出气口设有F4气动阀和F3闸阀;
第一级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮进液口安装有F5气动阀, 第一级分子筛脱水塔Ⅱ的进气口设有F12气动阀;第一级分子筛脱水塔ⅡC的出气口设有F6气动阀和F4闸阀;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮进液口安装F7气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的丙酮出液口设有F13气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的进气口设有F14气动阀;第二级分子筛脱水塔Ⅱ的出气口设有F8气动阀和F5闸阀;
氮气罐设有压力表和安全阀,氮气罐通过管路连接电加热器,并在此管路上安装F18气动阀、F6闸阀;并此管路上安装回流管,回流管上安装F19气动阀和F7闸阀,电加热器的出气口在连接各分子筛脱水塔的氮气进气管;
混合气出气管连接水冷却器的进气口,水冷却器的进气口设有F16气动阀;气液分离器设有丙酮回收液出口和放散口,放散口排放氮气,丙酮回收液出口连接丙酮回收管,丙酮回收管设有F15气动阀和F17气动阀,丙酮回收管连接至丙酮原料罐。
4.根据权利要求2所述的丙酮脱水干燥装置,其特征在于:F1气动阀、 F2气动阀、 F3气动阀、 F4气动阀、 F5气动阀、F6气动阀、 F7气动阀、 F8气动阀、 F9气动阀、 F10气动阀、F11气动阀、 F12气动阀、 F13气动阀、 F14气动阀、 F15气动阀、 F16气动阀、 F17气动阀、F18气动阀、F19气动阀通过控制集中控制器控制,所述集中控制器设有对应各气动阀的F1电磁阀、 F2电磁阀、 F3电磁阀、 F4电磁阀、 F5电磁阀、 F6电磁阀、 F7电磁阀、 F8电磁阀、F9电磁阀、 F10电磁阀、 F11电磁阀、 F12电磁阀、 F13电磁阀、 F14电磁阀、 F15电磁阀、F16电磁阀、 F17电磁阀、 F18电磁阀、 F19电磁阀;各电磁阀连接PC控制器7。
5.根据权利要求1所述的丙酮脱水干燥装置,其特征在于:所述丙酮进料管上安装输送泵和F1闸阀;所述丙酮成品出口管上安装流量计和F8闸阀。
6.根据权利要求1所述的丙酮脱水干燥装置,其特征在于:氮气进气管安装温度传感器Ⅱ,混合气出气管上安装温度传感器Ⅰ。
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