CN110734366B - 一种含水丁酮的分离提纯系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含水丁酮的分离提纯系统及方法，含水丁酮的分离提纯系统包括：蒸发釜，所述蒸发釜内设有含水丁酮，所述蒸发釜上设有第一进气口、第一出气口和进料口，正庚烷可通过进料口投入到蒸发釜内；精馏塔，所述精馏塔上设有第二进气口、第三进料口、第二出气口和第三出气口，所述第二进气口与第一出气口连通，所述第二出气口与第一进气口连通；冷凝器，所述冷凝器与第三出气口连通；回流罐，所述回流罐与冷凝器连接，所述回流罐还与第三进料口连通，分离提纯方法包括：采用正庚烷对含水丁酮进行提纯，将含水丁酮内面的水液排出。本发明大大提高了含水丁酮的脱水效率，并且使用非常方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种提纯系统，具体涉及一种含水丁酮的分离提纯系统及方法。
背景技术
医药及电子厂的有机废溶剂中产生的废丁酮溶剂，会含有较多的水分，因为丁酮与水共沸，共沸组成丁酮88.7％，水11.3％，目前还没有一个提纯系统能够将含水丁酮中的水分去除干净。
发明内容
本发明为了解决上述问题，从而提供一种一种含水丁酮的分离提纯系统及方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种含水丁酮的分离提纯系统，所述含水丁酮的分离提纯系统包括：
蒸发釜，所述蒸发釜内设有含水丁酮，所述蒸发釜上设有第一进气口、第一出气口和进料口，正庚烷可通过进料口投入到蒸发釜内；
精馏塔，所述精馏塔上设有第二进气口、第三进料口、第二出气口和第三出气口，所述第二进气口与第一出气口连通，所述第二出气口与第一进气口连通；
冷凝器，所述冷凝器与第三出气口连通；
回流罐，所述回流罐与冷凝器连接，所述回流罐还与第三进料口连通。
在本发明的一个优选实施例中，所述含水丁酮的分离提纯系统还包括一补集器，所述补集器与回流罐的顶端连通。
在本发明的一个优选实施例中，所述回流罐的顶部通过管路与冷凝器连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述回流罐一侧的上端通过管路与第三进料口连通。
在本发明的一个优选实施例中，所述含水丁酮的分离提纯系统还包括废水罐、中间罐和成品罐，所述废水罐、中间罐和成品罐分别通过管路与回流罐的底部连通，所述废水罐与回流罐之间的管路上设有第一阀门，所述中间罐与回流罐之间的管路上设有第二阀门，所述成品罐与回流罐之间的管路上设有第三阀门。
在本发明的一个优选实施例中，所述废水罐与回流罐之间的管路上还设有一流量计。
一种基于上述含水丁酮的分离提纯系统实施的分离提纯方法，其包括：
采用正庚烷对含水丁酮进行提纯，将含水丁酮内面的水液排出。
在本发明的一个优选实施例中，所述分离提纯方法包括如下步骤：
(1)将正庚烷和含水丁酮一起放入到蒸发釜内进行蒸发加热；
(2)加热一段时间后会产生含有正庚烷、丁酮和水液的混合汽体，该混合汽体会进入到精馏塔内；
(3)经过精馏塔精馏后的混合汽体中一部分会返回到蒸发釜内，另一部分会进入到冷凝器内进行冷凝形成混合液体；
(4)混合液体流入到回流罐内进行分层，这时，位于上层的混合液体中的正庚烷为75.7％、丁酮为23.4％、水为0.8％，而位于下层的混合液体中只有丁酮和水，其中丁酮为10％，水为90％；
(5)打开废液罐上的第一阀门，位于下层的混合液体直接排入到废液罐进行回收；
(6)而位于上层的混合液体再次排入到精馏塔内；
(7)然后蒸发釜继续工作，重复上述步骤(3)-步骤(6)进行循环；
(8)循环一段时间后，将废液罐上的第一阀门关闭，打开中间罐上的第二阀门，将分离出来的正庚烷进行回收；
(9)再次重复上述步骤(3)-步骤(6)进行循环；
(10)循环一段时间后，将中间罐上的第二阀门关闭，打开成品罐上的第三阀门，将分离出来的丁酮进行回收。
在本发明的一个优选实施例中，步骤(1)中，正庚烷为70.8％，丁酮为22.6％，水为6.6％。
本发明的有益效果是：
本发明大大提高了含水丁酮的脱水效率，并且使用非常方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明提供的含水丁酮的分离提纯系统，其包括蒸发釜100、精馏塔200、冷凝器300和回流罐400。
蒸发釜100，其内部放置有含水丁酮，在其上面设有进料口，外部的正庚烷或环正庚烷或其他材料可通过进料口投入到蒸发釜100内，与含水丁酮混合。
在其上面还设有第一进气口和第一出气口。
蒸发釜100是用于对放置在其内部的物料进行加热。
精馏塔200，在其上面设有第二进气口和第二出气口，第二进气口与第一出气口连通，第二出气口与第一进气口连通，这样实现精馏塔200与蒸发釜100之间的双向连通。
蒸发釜100加热后，其内部的汽体可通过第二进气口进入到精馏塔200内，而精馏塔200对进入其内部的汽体精馏后产生的物料也可通过第二出气口回落到蒸发釜100内。
第二出气口具体位于精馏塔200的底侧，第二出气口具体位于精馏塔200的一侧，而第一出气口具体位于蒸发釜100的顶部，而第一进气口具体位于蒸发釜100的一侧，这样既能实现精馏塔200与蒸发釜100之间的双向连通，又不影响各自的工作。
另外，也可在精馏塔200与蒸发釜100之间的管道上可分别设有阀门，可通过阀门来控制，这样可进一步提高精馏塔200与蒸发釜100之间的传输效率。
在精馏塔200的顶部设有第三出气口，冷凝器300通过管路与第三出气口连通，经过精馏塔200精馏后的汽体可通过第三出气口进入到冷凝器300。
冷凝器300用于对进入其内部的汽体进行冷凝，将汽体变成液体。
回流罐400，其顶端通过管路与冷凝器300连通，经过冷凝器300冷凝后的液体可进入到回流罐400内，回流罐400用于对液体进行分层。
由于密度的不同，这时，位于上层的液体中的正庚烷为75.7％、丁酮为23.4％、水为0.8％，而位于下层的液体中只有丁酮和水，其中丁酮为10％，水为90％。
另外，在回流罐400的顶部还连接一补集器500，补集器500采用冷冻水冷却，用于保证加入的脱水剂尽量少挥发出系统外，一直循环利用。
再者，在精馏塔200的一侧还设有第三进料口，回流罐400一侧的上端可通过管路与第三进料口连通，在该管路上设有泵体，这样在回流罐400内位于上层的液体可通过管路返回到精馏塔200内，而精馏塔200可对进入到其内部的液体进行再次精馏，然后再重复上述步骤，从而实现循环，直至位于回流罐400内液体不分层，蒸发釜100的水分含量小于0.1％(国标要求)，从而可将含水丁酮的水分离出去。
回流罐400的底部可通过管路分别连接废水罐600、中间罐700和成品罐800，并且，在废水罐600与回流罐400之间的管路上设有第一阀门610，在中间罐700与回流罐400之间的管路上设有第二阀门710，在成品罐800与回流罐400之间的管路上设有第三阀门810。
通过第一阀门610、第二阀门710和第三阀门810可分别控制回流罐400与废水罐600、中间罐700和成品罐800之间的连通。
回流罐400在分层时，首先会打开第一阀门610，而关闭第二阀门710和第三阀门810，由于回流罐400内位于其最底部的液体为水，这时通过管路排入到废水罐600内进行收集。
另外，为了在废水罐600与回流罐400之间的管路上还设有流量计620，通过流量计620可控制进入废水罐600内的水的流速，从而保证本申请的脱水速度与共沸剂带水速度相等，不影响本申请工作时的自动循环。
当回流罐400的水液分层干净后，可关闭第一阀门610，然后打开第二阀门710，这时回流罐400内的正庚烷可通过管路排入到中间罐700内，中间罐700将正庚烷进行回收。
最后，再关闭第二阀门710，打开第三阀门810，回流罐400内剩余的丁酮会通过管路排入到成品罐800内进行回收。
另外，中间罐700还可通过管路与蒸发釜100连通，中间罐700内回收的正庚烷可重新补入到蒸发釜100内，从而实现循环补料。
这样，通过上述结构的连接，本申请既能实现将含水丁酮中的水分去除干净，又能实现丁酮、水和正庚烷的收集，大大提高了过滤效率和工作效率。
基于上述系统的实施，本申请还提供一种含水丁酮的分离提纯方法，其包括：
采用正庚烷对含水丁酮进行提纯，将含水丁酮内面的水液排出。
由于丁酮与水的共沸沸点为73.4(水沸点为100和丁酮沸点为79.6)，这样含水丁酮精馏后只能得到88.7％丁酮和11.3％水的混合物，无法将水完全去除，而采用正庚烷(沸点为69)与含水丁酮进行三元共沸，这样可使得共沸沸点为65，这样可大大提高丁酮的提纯精度。
上述分离提纯方法具体包括如下步骤：
(1)将正庚烷和含水丁酮一起放入到蒸发釜100内进行蒸发加热；
(2)加热一段时间后会产生含有正庚烷、丁酮和水液的混合汽体，该混合汽体会进入到精馏塔200内；
(3)经过精馏塔200精馏后的混合汽体中一部分会返回到蒸发釜100内，另一部分会进入到冷凝器300内进行冷凝形成混合液体；
(4)混合液体流入到回流罐400内进行分层，这时，位于上层的混合液体中的正庚烷为75.7％、丁酮为23.4％、水为0.8％，而位于下层的混合液体中只有丁酮和水，其中丁酮为10％，水为90％；
(5)打开废液罐600上的第一阀门，位于下层的混合液体直接排入到废液罐600进行回收；
(6)而位于上层的混合液体再次排入到精馏塔200内；
(7)然后蒸发釜100继续工作，重复上述步骤(3)-步骤(6)进行循环；
(8)循环一段时间后，将废液罐600上的第一阀门610关闭，打开中间罐700上的第二阀门710，将分离出来的正庚烷进行回收；
(9)再次重复上述步骤(3)-步骤(6)进行循环；
(10)循环一段时间后，将中间罐700上的第二阀门710关闭，打开成品罐上800的第三阀门810，将分离出来的丁酮进行回收。
上述步骤(8)和步骤(10)中的循环时间具体可根据水分和设备能力而选择，可能是1小时或2小时或3小时等。
上述步骤(1)中，蒸发釜100内的正庚烷为70.8％，丁酮为22.6％，水为6.6％。
由于蒸发釜100内是丁酮和水的共沸比例，丁酮88.7％，水11.3％，传统精馏只能把水分降到11.3％，无法降到更低，本方法采用了加共沸剂的方法，能在这个水分基础上继续降低水分，只需加釜内3％左右量(根据设备规格决定具体量)的共沸剂即可，3％的共沸剂持续在塔顶带水至分水器400，但是共沸剂基本不带出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种含水丁酮的分离提纯系统，其特征在于，所述含水丁酮的分离提纯系统包括：
蒸发釜，所述蒸发釜内设有含水丁酮，所述蒸发釜上设有第一进气口、第一出气口和进料口，正庚烷和含水丁酮可通过进料口投入到蒸发釜内，所述第一出气口具体位于蒸发釜的顶部，所述第一进气口具体位于蒸发釜的一侧；
精馏塔，所述精馏塔上设有第二进气口、第三进料口、第二出气口和第三出气口，所述第二进气口与第一出气口连通，所述第二出气口与第一进气口连通，所述精馏塔与蒸发釜之间的双向连通，所述蒸发釜加热后，其内部的汽体可通过第二进气口进入到精馏塔内，所述精馏塔对进入其内部的汽体精馏后产生的物料也可通过第二出气口回落到蒸发釜内；
冷凝器，所述冷凝器与第三出气口连通，所述冷凝器用于对进入其内部的汽体进行冷凝回流至回流罐；
回流罐，所述回流罐与冷凝器连接，所述回流罐还与第三进料口连通，所述回流罐用于对液体进行分层，位于上层的液体为正庚烷、丁酮和水，位于下层的液体中只有丁酮和水。
2.根据权利要求1所述的一种含水丁酮的分离提纯系统，其特征在于，所述含水丁酮的分离提纯系统还包括一补集器，所述补集器与回流罐的顶端连通。
3.根据权利要求1所述的一种含水丁酮的分离提纯系统，其特征在于，所述回流罐的顶部通过管路与冷凝器连接。
4.根据权利要求1所述的一种含水丁酮的分离提纯系统，其特征在于，所述回流罐一侧的上端通过管路与第三进料口连通。
5.根据权利要求1所述的一种含水丁酮的分离提纯系统，其特征在于，所述含水丁酮的分离提纯系统还包括废水罐、中间罐和成品罐，所述废水罐、中间罐和成品罐分别通过管路与回流罐的底部连通，所述废水罐与回流罐之间的管路上设有第一阀门，所述中间罐与回流罐之间的管路上设有第二阀门，所述成品罐与回流罐之间的管路上设有第三阀门。
6.根据权利要求1所述的一种含水丁酮的分离提纯系统，其特征在于，所述废水罐与回流罐之间的管路上还设有一流量计。
7.一种基于上述权利要求1-6项任意一项所述的含水丁酮的分离提纯系统的分离提纯方法，其特征在于，所述分离提纯方法包括如下步骤：
（1）将正庚烷和含水丁酮一起放入到蒸发釜内进行蒸发加热；
（2）加热一段时间后会产生含有正庚烷、丁酮和水液的混合汽体，该混合汽体会进入到精馏塔内；
（3）经过精馏塔精馏后的混合汽体中一部分会返回到蒸发釜内，另一部分会进入到冷凝器内进行冷凝形成混合液体；
（4）混合液体流入到回流罐内进行分层，这时，位于上层的混合液体中的正庚烷为75.7%、丁酮为23.4%、水为0.8%，而位于下层的混合液体中只有丁酮和水，其中丁酮为10%，水为90%；
（5）打开废液罐上的第一阀门，位于下层的混合液体直接排入到废液罐进行回收；
（6）而位于上层的混合液体再次排入到精馏塔内；
（7）然后蒸发釜继续工作，重复上述步骤（3） -步骤（6）进行循环；
（8）循环一段时间后，将废液罐上的第一阀门关闭，打开中间罐上的第二阀门，将分离出来的正庚烷进行回收；
（9） 再次重复上述步骤（3）-步骤（6）进行循环；
（10）循环一段时间后，将中间罐上的第二阀门关闭，打开成品罐上的第三阀门，将分离出来的丁酮进行回收。
8.根据权利要求7所述的一种含水丁酮的分离提纯方法，其特征在于，步骤（1）中，正庚烷为70.8%，丁酮为22.6%，水为6.6%。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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