CN115340443A - 一种热耦合萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的方法 - Google Patents

一种热耦合萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热耦合萃取精馏分离异丙醇‑水‑乙醇混合物的方法以及适用于该方法的装置。该方法利用乙二醇作为萃取剂，异丙醇‑水‑乙醇混合物进入精馏塔(T1)进行萃取精馏分离，精馏塔1(T1)底部物流进入精馏塔2(T2)，在精馏塔1(T1)塔顶物流采出高纯度产品乙醇；精馏塔2(T2)采出的进入精馏塔3(T3)，在精馏塔2(T2)塔顶物流采出高纯度产品异丙醇，在精馏塔3(T3)塔顶物流采出高纯度产品水；精馏塔3(T3)底部液相经过离心泵1(P1)回流到精馏塔2(T2)，精馏塔2(T2)塔底回收高纯度萃取剂，经过离心泵2(P2)、冷却器(C1)和分离器(FS)循环回用于萃取塔。该方法具有能耗低，工艺简单，分离后异丙醇、水、乙醇的纯度高等优点，所采用的萃取剂乙二醇几乎不挥发，减少了萃取剂的损失，且易于回收、化学热稳定性好、绿色无污染。

Description

一种热耦合萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的方法
【技术领域】
本发明属于化工分离纯化领域，具体涉及一种热耦合萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的方法，进一步说，是涉及一种以乙二醇作为萃取剂采取萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的方法。
【背景技术】
异丙醇、水、乙醇是日常生活中常见的化学物质。乙醇和异丙醇是重要的有机溶剂，广泛用于医药、涂料、卫生用品、化妆品、油脂等各个方面，占乙醇总耗量的50％左右。乙醇是重要的基本化工原料，并衍生出医药、染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体。在化工、制药生产过程中，易产生含乙醇-异丙醇的工业废液，常压下，由于异丙醇与水、乙醇与水能形成最低共沸物，这增加了分离难度。
本发明采用热耦合萃取精馏装置实现了异丙醇-水-乙醇混合物高纯度分离回收，以乙二醇为萃取剂，利用乙二醇对水-异丙醇、水-乙醇共沸物的相对挥发度影响大的特性实现分离。分离后的异丙醇、水、乙醇的纯度均高达99.9％以上，并且可以实现萃取剂高纯度回收再利用，大大降低了分离成本，该方法能耗低、设备少且工艺简单。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种乙二醇萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的装置。
本发明的另一个目的是提供使用所述装置萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的方法。
本发明的另一个目的是提供乙二醇在萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物中作为萃取剂的用途。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
一种萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的方法，其特征在于实现该方法的装置主要包括以下部分：精馏塔1(T1)、精馏塔2(T2)、精馏塔3(T3)、冷凝器1(D1)、冷凝器2(D2)、冷凝器3(D3)、再沸器1(R1)、再沸器2(R2)、冷却器(C1)、分离器(FS)、离心泵1(P1)、离心泵2(P2)；其中精馏塔1(T1)底部物流进入精馏塔2(T2)，在精馏塔1(T1)塔顶物流采出高纯度产品乙醇；精馏塔2(T2)采出的进入精馏塔3(T3)，在精馏塔2(T2)塔顶物流采出高纯度产品异丙醇，在精馏塔3(T3)塔顶物流采出高纯度产品水；精馏塔3(T3)底部液相经过离心泵1(P1)回流到精馏塔2(T2)，精馏塔2(T2)塔底回收高纯度萃取剂，经过离心泵2(P2)、冷却器(C1)和分离器(FS)循环回用于萃取塔。
该分离方法主要包括以下步骤：
(1)异丙醇-水-乙醇混合物从精馏塔(T1)的底部进入，萃取剂从精馏塔1(T1)的顶部进入，经有效接触分离后，在精馏塔1(T1)塔顶物流采出高纯度产品乙醇，萃余相中水-乙醇-萃取剂混合物从精馏塔1(T1)塔底进入精馏塔2(T2)；
(2)水-异丙醇-萃取剂混合物从精馏塔2(T2)的底部进入，萃取剂从精馏塔2(T2)的顶部进入，经有效接触分离后，在精馏塔2(T2)塔顶物流采出高纯度产品异丙醇，采出的汽相中水-萃取剂混合物从精馏塔2(T2)塔底进入精馏塔3(T3)；
(3)水-萃取剂混合物从精馏塔3(T3)的底部进入，在精馏塔3(T3)塔顶物流采出高纯度产品水，精馏塔3(T3)塔底液相经过离心泵1(P1)回流到精馏塔2(T2)，精馏塔2(T2)塔底回收高纯度萃取剂，经过离心泵2(P2)、冷却器(C1)和分离器(FS)进入精馏塔(T1)和精馏塔2(T2)循环使用。
所述萃取剂为乙二醇。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于：精馏塔的操作压力为常压，精馏塔1(T1)塔板数为50～60块，温度为80～115℃；精馏塔2(T2)塔板数为51～58块，温度为82～205℃；精馏塔3(T3)塔板数为7～10块，温度为100～135℃。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于：所述萃取剂为乙二醇。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于：所述萃取剂与异丙醇-水-乙醇混合物的进料流量质量比为3.1～3.2。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于：所述的异丙醇-水-乙醇混合物中，异丙醇质量分数为29％，水质量分数为35％，乙醇质量分数为36％。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于：精馏塔1(T1)塔顶回收的乙醇纯度高于99.9％，收率高于99.9％；精馏塔2(T2)塔顶回收的异丙醇纯度高于99.9％，收率高于99.9％；精馏塔3(T3)塔顶回收的水纯度高于99.9％，收率高于99.9％。
[有益效果]
本发明与现有技术相比，主要有以下有益效果：
(1)采用该方法分离异丙醇-水-乙醇混合物，得到高纯度的异丙醇、水、乙醇，解决了异丙醇-水-乙混合物难以分离的问题。
(2)该方法具有工艺简单，投资设备少，分离后异丙醇、水、乙醇的纯度高等优点，所采用的萃取剂乙二醇易于回收、化学热稳定性好、绿色无污染。
(3)该方法中采用的萃取剂乙二醇几乎不挥发，减少了萃取剂的损失，避免了异丙醇、水、乙醇的二次污染，此外，萃取剂易于回收利用，降低了分离成本。
【附图说明】
图1是本发明热耦合萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的工艺流程图。
图中，T1-精馏塔、T2-精馏塔、T3-精馏塔；C1-冷却器；D1-冷凝器；D2-冷凝器；D3-冷凝器；R1-再沸器；R2-再沸器；R3-再沸器；FS-分离器；P1-离心泵、P2-离心泵。
【具体实施方式】
实施例1：
进料流量为3000kg/h，进料中含异丙醇29％，水35％，乙醇36％(质量分数)，精馏塔1(T1)理论板数为54块，异丙醇-水-乙醇混合物从精馏塔1(T1)的底部进入，萃取剂从精馏塔1(T1)的顶部进入，萃取剂为乙二醇，流量为5900kg/h；水-异丙醇-萃取剂混合物从精馏塔2(T2)的底部进入，萃取剂从精馏塔2(T2)的顶部进入，萃取剂为乙二醇，流量为3500kg/h(萃取剂与异丙醇-水-乙醇混合物的进料流量质量比为3.13)。水-萃取剂混合物从精馏塔3(T3)的底部进入。精馏塔的操作压力为常压，分离后异丙醇的纯度为99.9％，收率为99.9％，乙醇的纯度为99.9％，收率为99.9％，水的纯度为99.98％，收率为99.99％。
实施例2：
进料流量为1200kg/h，进料中含异丙醇25％，水36％，乙醇39％(质量分数)，精馏塔1(T1)理论板数为60块，异丙醇-水-乙醇混合物从精馏塔1(T1)的底部进入，萃取剂从精馏塔1(T1)的顶部进入，萃取剂为乙二醇，流量为2500kg/h；水-乙醇-萃取剂混合物从精馏塔2(T2)的底部进入，萃取剂从精馏塔2(T2)的顶部进入，萃取剂为乙二醇，流量为1300kg/h(萃取剂与异丙醇-水-乙醇混合物的进料流量质量比为3.17)。水-萃取剂混合物从精馏塔3(T3)的底部进入。精馏塔的操作压力为常压，分离后异丙醇的纯度为99.9％，收率为99.9％，乙醇的纯度为99.9％，收率为99.9％，水的纯度为99.9％，收率为99.99％。

Claims (6)

1.一种热耦合萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的方法，其特征在于实现该方法的装置主要包括以下部分：精馏塔1(T1)、精馏塔2(T2)、精馏塔3(T3)、冷凝器1(D1)、冷凝器2(D2)、冷凝器3(D3)、再沸器1(R1)、再沸器2(R2)、冷却器(C1)、分离器(FS)、离心泵1(P1)、离心泵2(P2)；其中精馏塔1(T1)底部物流进入精馏塔2(T2)，在精馏塔1(T1)塔顶物流采出高纯度产品乙醇；精馏塔2(T2)采出的进入精馏塔3(T3)，在精馏塔2(T2)塔顶物流采出高纯度产品异丙醇，在精馏塔3(T3)塔顶物流采出高纯度产品水；精馏塔3(T3)底部液相经过离心泵1(P1)回流到精馏塔2(T2)，精馏塔2(T2)塔底回收高纯度萃取剂，经过离心泵2(P2)、冷却器(C1)和分离器(FS)循环回用于萃取塔；
采用上述装置进行一种萃取精馏分离异丙醇-水-乙醇混合物的方法，包括以下步骤：
(1)异丙醇-水-乙醇混合物从精馏塔(T1)的底部进入，萃取剂从精馏塔1(T1)的顶部进入，经有效接触分离后，在精馏塔1(T1)塔顶物流采出高纯度产品乙醇，萃余相中水-乙醇-萃取剂混合物从精馏塔1(T1)塔底进入精馏塔2(T2)；
(2)水-异丙醇-萃取剂混合物从精馏塔2(T2)的底部进入，萃取剂从精馏塔2(T2)的顶部进入，经有效接触分离后，在精馏塔2(T2)塔顶物流采出高纯度产品异丙醇，采出的汽相中水-萃取剂混合物从精馏塔2(T2)塔底进入精馏塔3(T3)；
(3)水-萃取剂混合物从精馏塔3(T3)的底部进入，在精馏塔3(T3)塔顶物流采出高纯度产品水，精馏塔3(T3)塔底液相经过离心泵1(P1)回流到精馏塔2(T2)，精馏塔2(T2)塔底回收高纯度萃取剂，经过离心泵2(P2)、冷却器(C1)和分离器(FS)进入精馏塔(T1)和精馏塔2(T2)循环使用。
2.根据权利要求1所述，该方法的特征在于：精馏塔的操作压力为常压，精馏塔1(T1)塔板数为50～60块，温度为80～115℃；精馏塔2(T2)塔板数为51～58块，温度为82～205℃；精馏塔3(T3)塔板数为7～10块，温度为100～135℃。
3.根据权利要求1所述，该方法的又一特征在于：所述萃取剂为乙二醇。
4.根据权利要求1所述，该方法的又一特征在于：所述萃取剂与异丙醇-水-乙醇混合物的进料流量质量比为3.1～3.2。
5.根据权利要求1所述，该方法的又一特征在于：所述的异丙醇-水-乙醇混合物中，异丙醇质量分数为29％，水质量分数为35％，乙醇质量分数为36％。
6.根据权利要求1所述，该方法的又一特征在于：精馏塔1(T1)塔顶回收的乙醇纯度高于99.9％，收率高于99.9％；精馏塔2(T2)塔顶回收的异丙醇纯度高于99.9％，收率高于99.9％；精馏塔3(T3)塔顶回收的水纯度高于99.9％，收率高于99.9％。
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