CN109289222A - 一种精馏回收装置及精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法 - Google Patents

一种精馏回收装置及精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法 Download PDF

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    • C07C45/81—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C45/82—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation

Abstract

本发明涉及化工分离及回收领域，具体指一种精馏回收装置及使用该装置精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法，该装置的塔釜内部在气体分布器上方至最底层塔板之间为一高度为1m至2m的预留腔，所述预留腔内设有高度为0.3m至0.8m的填料层，所述填料层由金属规整填料构成。该精馏方法对丙酮质量浓度为4％至60％的丙酮水溶液进行精馏，馏出物的质量回流比为0.85至1.2。该装置利用了气体分布器与最底层塔板之间的有限的预留空间合理设置填料层，可弥补气体分布器在传质传热方面的缺陷，改善塔釜的气液接触情况，还能减少加热蒸汽的用量。

Description

一种精馏回收装置及精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法
技术领域
本发明涉及化工分离及回收领域，具体指一种精馏回收装置以及使用该装置精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法。
背景技术
丙酮作为一种良好的有机溶媒广泛应用化工、制药等行业，由于沸点较低且挥发性强，丙酮蒸汽大量存在于工业废气中，会对环境和人体健康产生极大的危害。目前，工业上通常以水吸收工业废气中的丙酮做无害化处理，得到稀丙酮水溶液再通过精馏法分离回收。其中的精馏环节通常采用蒸汽直接接触式换热，具有传热面积大、传热速率高、传热效果好、设备结构简单等优点。
进一步在精馏环节中引入减压汽提手段并采用适当的精馏参数还能有效消除精馏过程的恒浓区，提高分离效率，达到减少塔板数、降低精馏塔的建设费用和操作费用的目的。精馏塔塔釜内通常需要设置气体分布器来改善塔釜内的气液接触情况，但现有的气体分布器普遍存在气泡分布不均，气泡大小难以控制，气液接触时间短且不充分的缺陷，造成塔釜内气液接触不良，传热传质系数偏小、精馏塔能耗偏高等问题。
发明内容
在气体分布器上方引入一定高度的填料将有助于改善塔釜的气液接触状况，本发明的第一目的便是基于上述思路提供一种精馏回收装置。
本发明的第二目的是提供一种精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法。
为了实现上述第一目的，本发明提供的精馏回收装置包括冷凝器、储液罐、精馏塔、塔板和气体分布器，精馏塔包括塔顶、塔釜及设于塔顶和塔釜间的精馏段，精馏段设有进料口，精馏段内部间隔设置有多块塔板，冷凝器通过导出管与塔顶连通，并且冷凝器通过出料管与储液罐连通，储液罐通过回流管与塔顶连通，气体分布器设于塔釜内部，塔釜侧面设有与气体分布器连通的进气管，塔釜底部设有排液口，其中：
塔釜内部在气体分布器上方与最底层塔板之间为一预留腔，预留腔的高度为1m至2m，预留腔内设有高度为0.3m至0.8m的填料层，填料层由金属规整填料构成。
塔釜内在气体分布器与最底层塔板之间容易预留出一段高度为1m至2m的空间作为预留腔，通过实际测试和比较能够得出气体分布器在传热传质性能方面与设计值的差距，之后就能有针对性地通过在预留腔内布置填料来改善塔釜的气液接触状况，弥补气体分布器的相应缺陷。考虑到安装、检修方面的便捷性，塔釜填料的高度应控制在0.3m至0.8m。
金属规整填料具有比表面积大、压降小、流体分均匀、传质传热效率高等优点，且在较小的装填高度下就能明显改善塔釜的气液接触情况。
一个优选的方案是，填料层的高度为0.5m。
进一步的方案是，塔釜的体积换热系数为14.5MW/(m3·K)至29.2MW/(m3·K)。
进一步的方案是，构成填料层的孔板波纹规整填料的等板高度为0.23m至0.59m。
满足上述等板高度条件的金属规整填料具有较高的传质传热效率，在有限的布置空间内能够改善塔釜的传质传热情况。
进一步的方案是，金属规整填料为丝网波纹填料。
丝网波纹填料具有高效、压降低和通量大的优点，可用于难分离和热敏性物系的真空精馏。
一个优选的方案是，金属规整填料为BX500型丝网波纹填料。
进一步的方案是，金属规整填料为孔板波纹填料。
孔板波纹填料具有阻力小，气液分布均匀，效率高，通量大、放大效应不明显等特点，可应用载负压、常压和加压条件下。
一个优选的方案是，金属规整填料为Mellapak250X型孔板波纹填料或Mellapak250Y型孔板波纹填料。
为实现上述第二目的，本发明提供的精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法使用前述精馏回收装置回收丙酮水溶液中的丙酮，该方法包括：
通过进气管向塔釜内通入加热蒸汽，通过进料口向精馏塔内注入丙酮质量浓度为4％至60％的丙酮水溶液并进行精馏，塔顶内的蒸汽进入冷凝器冷凝后流入储液罐，储液罐内的部分馏出物作为丙酮产品采出，其余馏出物回流入精馏塔，馏出物的质量回流比为0.85至1.2。
一个优选的方案是，通入塔釜内的加热蒸汽的压力为0.15MPa。
附图说明
图1是实施例中使用的精馏回收装置的结构示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1，实施例采用的精馏回收装置包括冷凝器1、储液罐2、精馏塔3、塔板4和气体分布器5，精馏塔3包括塔顶6、塔釜7及设于塔顶6和塔釜7间的精馏段8，精馏段8设有进料口9，精馏段8内部间隔设置有21块塔板4，进料口9设在15#塔板处，冷凝器1通过导出管10与塔顶6连通，并且冷凝器1通过出料管11与储液罐2连通，储液罐2通过回流管12与塔顶6连通，储液罐2还通过管道与收集装置(图中未标出)相连。气体分布器5设于塔釜7内部，塔釜7侧面设有与气体分布器5连通的进气管13，塔釜7底部设有排液口14，塔釜7内部在气体分布器5上方与21#塔板4之间为一预留腔15，预留腔15的高度为1m至2m，预留腔15内设有高度为0.3m至0.8m的填料层16，填料层16由金属规整填料构成。
使用上述精馏装置精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法包括：通过进气管13向塔釜7内通入加热蒸汽，通过进料口9向精馏塔3内注入丙酮质量浓度为4％至60％的丙酮水溶液并进行精馏，塔顶6内的蒸汽进入冷凝器1冷凝后流入储液罐2，储液罐2内的部分馏出物作为丙酮产品采出，其余馏出物经回流管12流入精馏塔3，馏出物的质量回流比为0.85至1.2(馏出物的回流流量与采出流量之比，回流流量与采出流量均以质量流量计)。通入塔釜7内的加热蒸汽的压力为0.15MPa。
实施例1
将流量为7200kg/hr且丙酮质量浓度为60％的丙酮水溶液在温度为60℃，压力为0.12MPa的情况下通过进料口9送入精馏塔3中，塔釜7内在气体分布器5上方装填有高度为0.3m的苏尔寿BX型丝网波纹规整填料。塔顶蒸汽(丙酮98.5％wt、水1.5％wt)经过冷凝器1冷凝进入到储液罐2中，冷凝液中的一部分作为丙酮产品进行收集，另一部分作为回流液回流到精馏塔3中，塔顶的操作压力为0.1MPa。精馏塔3采用汽提式直接蒸汽加热，流量为3438kg/hr，温度为111.4℃，压强为0.15MPa的加热蒸汽通过进气管13通入塔釜7中，并控制塔底的操作压强为0.114MPa。规定塔顶6内丙酮质量浓度为98.5％，质量回收率为99％，优化精馏塔3的回流比、采出等操作条件，得到不同条件下体积换热系数和蒸汽耗量，具体工艺参数和效果见表1。
实施例2～8
实施例2～8的处理方法均与实施例1相同，其中实施例2和3采用与实施例1相同的苏尔寿BX500型丝网波纹填料，填料高度分别为0.5m和0.8m；实施例4～6均采用苏尔寿Mellapak 250Y型孔板波纹填料，填料高度分别取0.3m、0.5mm和0.8m；实施例7采用苏尔寿Mellapak 250X型孔板波纹填料，填料高度为0.5m；另外再引入一个不设置填料的实施例8作为实施例1～7的对比，实施例1～8的工艺参数见表1。
表1：实施例1～8的工艺参数
从表1可以看出，实施例1～3采用的苏尔寿BX500型丝网波纹填料的等板高度为0.23m，塔釜的体积换热系数随填料高度增大而增大。实施例4～6采用的苏尔寿Mellapak250Y型孔板波纹填料的等板高度为0.53m，塔釜的体积换热系数同样随填料高度增大而增大。实施例7为采用Mellapak 250X型孔板波纹填料，等板高度为0.59m，填料高度取0.5m时塔釜的体积换热系数为16.0MW/(m3·K)；将实施例1～7和实施例8进行比较，无填料时塔釜的体积换热系数为3.5MW/(m3·K)，引入填料后塔釜的体积换热系数是无填料时的4.1～5.3倍，可减少蒸汽用量0.9～6.7％，由此可见引入填料层后塔釜的传质传热效率得到了显著改善。
分别通过实施例1和4，实施例2和5，实施例3和6来比较BX类型和Mellapak类型填料的对塔釜传质传热性能的改善情况，相同填料高度下BX型填料的回流比和等板高度均较Mellapak类型填料低，说明其传质性能较Mellapak类型填料好，但在相同填料高度时其体积传热系数较Mellapak类型填料低，说明其传热性能较Mellapak类型填料稍差。通过比较实施例5和7可知Mellapak250X型填料和Mellapak250Y型填料的传质传热性能较为接近。
加入填料能够增加理论塔板数，提高分离效率，在满足相同设计塔板数的前提下能够降低精馏塔的建设费用。同时，加入填料还可减少蒸汽耗量，在满足相同分离要求的前提下，加入填料与不加填料相比，塔板数可相应减少1～3块(填料高度/填料等板高度)，节约蒸汽用量0.9～6.7％。另外通过比较实施例1～3以及实施例4～6还可以看出，增加填料高度还能降低蒸汽耗量。
实施例9～14
实施例9～14的处理方法同实施例1，实施例9、11、13选择传质性能较好的BX500型填料，填料高度均设置为0.5m，改变进料浓度后仍规定塔顶丙酮质量浓度为98.5％，质量回收率为99％，优化精馏塔的回流比、采出等操作条件，得到不同于实施例2的体积换热系数和蒸汽耗量。实施例10、12、14均不设填料，分别作为实施例9、11、13在相同进料浓度下的对比，实施例9～14的工艺参数见表2。
表2：实施例9～14的工艺参数
比较实施例9、11、13和实施例2，随着进料中丙酮浓度的增加，等板高度、体积换热系数和蒸汽耗量均减小，这是因为丙酮的沸点较低，水的潜热较大。因此，随着进料中丙酮浓度的增加，传质系数会增大，而体积传热系数和蒸汽耗量会降低，在实际生产中应先对丙酮水溶液进行预处理，尽可能提高进料的丙酮浓度，从而达到提高传热传质性能，降低设备和操作费用的目的。

Claims (10)

1.一种精馏回收装置，包括冷凝器、储液罐、精馏塔、塔板和气体分布器，所述精馏塔包括塔顶、塔釜及设于所述塔顶和塔釜间的精馏段，所述精馏段设有进料口，所述精馏段内部间隔设置有多块所述塔板，所述冷凝器通过导出管与所述塔顶连通，并且所述冷凝器通过出料管与所述储液罐连通，所述储液罐通过回流管与所述塔顶连通，所述气体分布器设于所述塔釜内部，所述塔釜侧面设有与所述气体分布器连通的进气管，所述塔釜底部设有排液口，其特征在于：
所述塔釜内部在所述气体分布器上方与最底层塔板之间为一预留腔，所述预留腔的高度为1m至2m，所述预留腔内设有高度为0.3m至0.8m的填料层，所述填料层由金属规整填料构成。
2.如权利要求1所述的精馏回收装置，其特征在于：
所述填料层的高度为0.5m。
3.如权利要求1所述的精馏回收装置，其特征在于：
所述塔釜的体积换热系数为14.5MW/(m3·K)至29.2MW/(m3·K)。
4.如权利要求1所述的精馏回收装置，其特征在于：
所述金属规整填料的等板高度为0.23m至0.59m。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的精馏回收装置，其特征在于：
所述金属规整填料为丝网波纹填料。
6.如权利要求5所述的精馏回收装置，其特征在于：
所述金属规整填料为BX500型丝网波纹填料。
7.如权利要求1至4中任意一项所述的精馏回收装置，其特征在于：
所述金属规整填料为孔板波纹填料。
8.如权利要求7所述的精馏回收装置，其特征在于：
所述金属规整填料为Mellapak250X型孔板波纹填料或Mellapak250Y型孔板波纹填料。
9.一种精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法，其特征在于：
使用如权利要求1至8中任意一项所述的精馏回收装置回收丙酮水溶液中的丙酮，所述方法包括：
通过所述进气管向所述塔釜内通入加热蒸汽，通过所述进料口向所述精馏塔内注入丙酮质量浓度为4％至60％的丙酮水溶液并进行精馏，所述塔顶内的蒸汽进入所述冷凝器冷凝后流入所述储液罐，所述储液罐内的部分馏出物作为丙酮产品采出，其余馏出物回流入所述精馏塔，馏出物的质量回流比为0.85至1.2。
10.如权利要求9所述的精馏回收丙酮水溶液中丙酮的方法，其特征在于：
通入所述塔釜内的加热蒸汽的压力为0.15MPa。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110327646A (zh) * 2019-07-15 2019-10-15 淮南聚生化工科技有限公司 一种甲醛精馏塔
CN111870997A (zh) * 2020-08-05 2020-11-03 张亚飞 一种能够回收利用蒸馏塔顶水的芳烃油抽提装置
CN115155093A (zh) * 2022-08-09 2022-10-11 山东蓝湾新材料有限公司 一种丙烯酸二甲胺基乙酯生产用蒸馏塔

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0872468A1 (en) * 1997-04-15 1998-10-21 Central Glass Company, Limited Method for producing 3,3-dichloro-1,1,1-trifluoroacetone
CN101085995A (zh) * 2007-06-08 2007-12-12 清华大学 一种基于甜高粱秆固态发酵料分离乙醇的方法及系统
CN101157606A (zh) * 2007-11-09 2008-04-09 中国石化仪征化纤股份有限公司 一种生产芳香酸用分区式鼓泡塔氧化反应器
CN102115436A (zh) * 2011-01-13 2011-07-06 华南理工大学 减压汽提式精馏回收稀丙酮水溶液中丙酮的方法
CN202876409U (zh) * 2012-09-29 2013-04-17 山东金岭化学有限公司 粗单体组合精馏装置
CN103611328A (zh) * 2013-12-03 2014-03-05 天津市创举科技有限公司 一种连续精馏重苯提萘工艺
CN104338339A (zh) * 2013-07-30 2015-02-11 常州市松盛香料有限公司 一种分离提纯己酸乙酯的精馏塔
CN207532821U (zh) * 2017-10-11 2018-06-26 山西榆社化工股份有限公司 一种高效浆料汽提塔

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0872468A1 (en) * 1997-04-15 1998-10-21 Central Glass Company, Limited Method for producing 3,3-dichloro-1,1,1-trifluoroacetone
CN101085995A (zh) * 2007-06-08 2007-12-12 清华大学 一种基于甜高粱秆固态发酵料分离乙醇的方法及系统
CN101157606A (zh) * 2007-11-09 2008-04-09 中国石化仪征化纤股份有限公司 一种生产芳香酸用分区式鼓泡塔氧化反应器
CN102115436A (zh) * 2011-01-13 2011-07-06 华南理工大学 减压汽提式精馏回收稀丙酮水溶液中丙酮的方法
CN202876409U (zh) * 2012-09-29 2013-04-17 山东金岭化学有限公司 粗单体组合精馏装置
CN104338339A (zh) * 2013-07-30 2015-02-11 常州市松盛香料有限公司 一种分离提纯己酸乙酯的精馏塔
CN103611328A (zh) * 2013-12-03 2014-03-05 天津市创举科技有限公司 一种连续精馏重苯提萘工艺
CN207532821U (zh) * 2017-10-11 2018-06-26 山西榆社化工股份有限公司 一种高效浆料汽提塔

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110327646A (zh) * 2019-07-15 2019-10-15 淮南聚生化工科技有限公司 一种甲醛精馏塔
CN110327646B (zh) * 2019-07-15 2021-09-07 广东利而安化工集团有限公司 一种甲醛精馏塔
CN111870997A (zh) * 2020-08-05 2020-11-03 张亚飞 一种能够回收利用蒸馏塔顶水的芳烃油抽提装置
CN115155093A (zh) * 2022-08-09 2022-10-11 山东蓝湾新材料有限公司 一种丙烯酸二甲胺基乙酯生产用蒸馏塔

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