CN208717196U - 分离仲丁醇和甲乙酮的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种醇酮分离设备，具体涉及一种分离仲丁醇和甲乙酮的设备。包括两个精馏塔，第一个精馏塔采用热泵精馏，而第二个精馏塔采用普通精馏；本实用新型第一精馏塔塔顶采出的是甲乙酮，塔釜馏出物组成为仲丁醇、重质物以及少量甲乙酮，使第一精馏塔内甲乙酮始终处于恒浓区，塔顶和塔釜温度差处于一个合理范围内，通过热泵压缩机将塔顶蒸汽压缩为高温蒸汽，用来加热塔釜中的物料，从而完成能量的传递。而第二精馏塔顶部采出的是甲乙酮和少量仲丁醇、塔釜采出的是大部分仲丁醇和重质物，该塔不需要精确分割，且甲乙酮始终处于恒稀区，需要的回流比小。与传统的分离方法相比，本实用新型具有能耗低且分离效果好的优点。

Description

分离仲丁醇和甲乙酮的设备

技术领域

本实用新型涉及一种醇酮分离设备，具体涉及一种分离仲丁醇和甲乙酮的设备。

背景技术

甲乙酮又名甲基乙基酮、2-丁酮，具有优异的溶解性和干燥特性，还具有沸点高、蒸汽压力低的优点，是一种性能优良的有机溶剂，也是一种重要的精细化工原料。目前，世界上80％的甲乙酮采用正丁烯两步氧化工艺，即树脂直接水合制仲丁醇、仲丁醇气相脱氢制甲乙酮。仲丁醇气相脱氢生成气中含有甲乙酮、仲丁醇以及少量重质物，这些混合物进入后续精馏塔中，利用混合物中各组分挥发度不同而将各组分加以分离。

在常压下，甲乙酮的沸点为79.6℃，仲丁醇的沸点为99.5℃，传统工艺多采用普通精馏的方法进行分离，塔顶得到产品甲乙酮，塔底采出仲丁醇及少量高沸点重质物，然而仲丁醇-甲乙酮两元物系在甲乙酮含量较低的情况下具有较大的相对挥发度，而在甲乙酮含量较高的情况下具有较小的相对挥发度。精馏塔顶附近甲乙酮组成在85-100wt.％之间，属于甲乙酮浓度极限夹点区域，在该夹点区域，汽液相组成线非常接近，汽液相温度基本一致，两物质的相对挥发度接近于 1，接近共沸组成，需要较大的回流比，导致能耗过高。

常规的精馏方式需要外来冷剂对塔顶制冷，从塔顶移除热量，同时需要外来热源加热塔底，向塔提供热量，如果把塔顶气体的热量传递给塔底物料，则存在塔顶温度比塔底温度低的问题。而添加热泵精馏是将塔顶蒸汽低品位热源转化为高品位热能，用于加热塔釜物料，而塔顶蒸汽冷凝为液相。这样能节约大量冷却水和蒸汽。然而，仲丁醇和甲乙酮沸点差距较大，同时由于原料中含有少量重质物，使塔底塔顶温差30℃，这将大大极高热泵的负荷，导致节能效果变差。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种分离仲丁醇和甲乙酮的设备，能够实现仲丁醇和甲乙酮的分离，能耗低且分离效果好。

本实用新型所述的分离仲丁醇和甲乙酮的设备，包括两个精馏塔，分别为第一精馏塔和第二精馏塔，第一精馏塔上设有进料线，第一精馏塔下部设有第一再沸器，第一精馏塔的塔顶通过第一精馏塔塔顶馏出线连接回流罐，回流罐底部连接第一精馏塔回流泵，第一精馏塔回流泵出口设有两个支路，一个支路通过第一精馏塔回流线连接第一精馏塔，另一个支路连接甲乙酮采出线；回流罐顶部通过回流罐顶气相线依次连接热泵压缩机、第一再沸器、辅助冷凝器进口，辅助冷凝器出口连接回流罐，第一精馏塔底部通过第一精馏塔塔釜线连接第二精馏塔，第一精馏塔塔釜线上设有第一精馏塔塔釜泵，第二精馏塔底部设有第二再沸器，第二精馏塔塔顶通过第二精馏塔塔顶馏出线依次连接第二精馏塔塔顶冷凝器和第二精馏塔回流罐，第二精馏塔回流罐出口连接第二精馏塔回流泵进口，第二精馏塔回流泵出口设有两个支路，一个支路通过第二精馏塔回流线连接第二精馏塔，另一个支路通过返料线连接第一精馏塔。

第一精馏塔为板式塔，内部设有多个塔盘，每个塔盘上设有一根或多根降液管，相邻两层的塔盘上的降液管互相垂直。该塔盘具有高通量、低压降、高效率的特点，适用于高回流比的工况，具有较高的操作稳定性。

进料线和返料线均连接第一精馏塔的第一层和最后一层塔板之间的塔板，其中返料线进料口在进料线进料口的下部。

第二精馏塔为板式塔，内部设有塔盘和降液管，塔盘采用复合孔微型阀高效塔盘，降液管采用多折边倾斜降液管。

第一精馏塔塔釜线连接第二精馏塔的第一层和最后一层塔板之间的塔板。

第二精馏塔塔底连接第二精馏塔塔釜泵进口，第二精馏塔塔釜泵出口连接第二精馏塔塔釜采出线。

辅助冷凝器、第二精馏塔塔顶冷凝器和第二再沸器均为浮头式换热器、固定管板式换热器、U型弯式换热器中的一种或几种。

第一精馏塔回流泵、第一精馏塔塔釜泵、第二精馏塔回流泵和第二精馏塔塔釜泵均为离心泵。

本实用新型适合分离的混合物料浓度范围为：甲乙酮60-70wt.％；仲丁醇 30-40wt.％；重质物0-1wt.％。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型包括两个精馏塔，第一个精馏塔采用热泵精馏，而第二个精馏塔采用普通精馏；本实用新型第一精馏塔塔顶采出的是甲乙酮，塔釜馏出物组成为仲丁醇、重质物以及少量甲乙酮，使第一精馏塔内甲乙酮始终处于恒浓区，塔顶和塔釜温度差处于一个合理范围内，通过热泵压缩机将塔顶蒸汽压缩为高温蒸汽，用来加热塔釜中的物料，从而完成能量的传递。而第二精馏塔顶部采出的是甲乙酮和少量仲丁醇、塔釜采出的是大部分仲丁醇和重质物，该塔不需要精确分割，且甲乙酮始终处于恒稀区，需要的回流比小。与传统的分离方法相比，本实用新型具有能耗低且分离效果好的优点。

第一精馏塔采用多降液管塔盘。该塔盘具有高通量、低压降、高效率的特点，适用于高回流比的工况，具有较高的操作稳定性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图中：1、进料线；2、第一精馏塔；3、第一精馏塔塔顶馏出线；4、回流罐； 5、回流罐顶气相线；6、热泵压缩机；7、压缩线；8、第一再沸器；9、辅助冷凝器；10、第一精馏塔回流泵；11、第一精馏塔回流线；12、甲乙酮采出线；13、第一精馏塔塔釜线；14、第一精馏塔塔釜泵；15、第二精馏塔塔顶馏出线；16、第二精馏塔塔顶冷凝器；17、第二精馏塔回流罐；18、第二精馏塔回流泵；19、第二精馏塔回流线；20、返料线；21、第二再沸器；22、第二精馏塔塔釜泵；23、第二精馏塔塔釜采出线；24、第二精馏塔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例

一种分离仲丁醇和甲乙酮的设备，如图1所示，包括两个精馏塔，分别为第一精馏塔2和第二精馏塔24，第一精馏塔2上设有进料线1，第一精馏塔2下部设有第一再沸器8，第一精馏塔2的塔顶通过第一精馏塔塔顶馏出线3连接回流罐4，回流罐4底部连接第一精馏塔回流泵10，第一精馏塔回流泵10出口设有两个支路，一个支路通过第一精馏塔回流线11连接第一精馏塔2，另一个支路连接甲乙酮采出线12；回流罐4顶部通过回流罐顶气相线5依次连接热泵压缩机6、第一再沸器8、辅助冷凝器9进口，辅助冷凝器9出口连接回流罐4，第一精馏塔2底部通过第一精馏塔塔釜线13连接第二精馏塔24，第一精馏塔塔釜线13上设有第一精馏塔塔釜泵14，第二精馏塔24底部设有第二再沸器21，第二精馏塔24塔顶通过第二精馏塔塔顶馏出线15依次连接第二精馏塔塔顶冷凝器 16和第二精馏塔回流罐17，第二精馏塔回流罐17出口连接第二精馏塔回流泵 18进口，第二精馏塔回流泵18出口设有两个支路，一个支路通过第二精馏塔回流线19连接第二精馏塔24，另一个支路通过返料线20连接第一精馏塔2。

第一精馏塔2为板式塔，内部设有多个塔盘，每个塔盘上设有一根或多根降液管，相邻两层的塔盘上的降液管互相垂直。该塔盘具有高通量、低压降、高效率的特点，适用于高回流比的工况，具有较高的操作稳定性。

进料线1和返料线20均连接第一精馏塔2的第一层和最后一层塔板之间的塔板，其中返料线20进料口在进料线1进料口的下部。

第二精馏塔24为板式塔，内部设有塔盘和降液管，塔盘采用复合孔微型阀高效塔盘，降液管采用多折边倾斜降液管。

第一精馏塔塔釜线13连接第二精馏塔24的第一层和最后一层塔板之间的塔板。

第二精馏塔24塔底连接第二精馏塔塔釜泵22进口，第二精馏塔塔釜泵22 出口连接第二精馏塔塔釜采出线23。

辅助冷凝器9、第二精馏塔塔顶冷凝器16和第二再沸器21均为浮头式换热器、固定管板式换热器、U型弯式换热器中的一种或几种。

第一精馏塔回流泵10、第一精馏塔塔釜泵14、第二精馏塔回流泵18和第二精馏塔塔釜泵22均为离心泵。

工作过程如下：将混合物料通过进料线1进入第一精馏塔2，在塔顶冷源和塔底热源的作用下，气液两相在塔内传质传热，塔顶馏出物是甲乙酮，塔底馏出物为仲丁醇、重质物及少量甲乙酮。塔顶馏出物通过第一精馏塔塔顶馏出线3 进入回流罐4。回流罐4底部液体经过第一精馏塔回流泵10加压后，一部分作为回流通过第一精馏塔回流线11返回第一精馏塔2第一块塔板，另一部分通过甲乙酮采出线12外排，回流罐4顶部气相通过回流罐顶气相线5进入热泵压缩机6，压缩后的气体进入第一再沸器8，用于加热塔釜物料，然后经过辅助冷凝器9冷却后返回回流罐4。塔底馏出物经过第一精馏塔塔釜泵14加压后，沿着第一精馏塔塔釜线13进入第二精馏塔24。第二精馏塔24底部设有第二再沸器 21，第二再沸器21采用低压蒸汽作为热源，塔顶馏出物为甲乙酮和少量仲丁醇，塔底馏出物为仲丁醇和重质物塔顶馏出物经第二精馏塔塔顶冷凝器16冷却后，沿着第二精馏塔塔顶馏出线15进入第二精馏塔回流罐17，冷凝液经过第二精馏塔回流泵18加压后，一部分作为回流液沿着第二精馏塔回流线19返回第二精馏塔24，另一部分沿着返料线20返回第一精馏塔2。塔底馏出物经第二精馏塔塔釜泵22加压后，沿着第二精馏塔塔釜采出线23外排。

本实施例进料组成为含以下重量百分数组分的原料：仲丁醇含量35wt.％；甲乙酮含量64.5wt.％；重质物含量0.5wt.％。

处理后甲乙酮采出线12排出的甲乙酮纯度为99.96wt.％；第二精馏塔塔釜采出线23排出的仲丁醇纯度为97.25wt.％；重质物含量为1.51wt.％。

相较于传统单塔精馏工艺，本装置年度总费用能降低34％。

Claims (8)

1.一种分离仲丁醇和甲乙酮的设备，其特征在于：包括两个精馏塔，分别为第一精馏塔(2)和第二精馏塔(24)，第一精馏塔(2)上设有进料线(1)，第一精馏塔(2)下部设有第一再沸器(8)，第一精馏塔(2)的塔顶通过第一精馏塔塔顶馏出线(3)连接回流罐(4)，回流罐(4)底部连接第一精馏塔回流泵(10)，第一精馏塔回流泵(10)出口设有两个支路，一个支路通过第一精馏塔回流线(11)连接第一精馏塔(2)，另一个支路连接甲乙酮采出线(12)；回流罐(4)顶部通过回流罐顶气相线(5)依次连接热泵压缩机(6)、第一再沸器(8)、辅助冷凝器(9)进口，辅助冷凝器(9)出口连接回流罐(4)，第一精馏塔(2)底部通过第一精馏塔塔釜线(13)连接第二精馏塔(24)，第一精馏塔塔釜线(13)上设有第一精馏塔塔釜泵(14)，第二精馏塔(24)底部设有第二再沸器(21)，第二精馏塔(24)塔顶通过第二精馏塔塔顶馏出线(15)依次连接第二精馏塔塔顶冷凝器(16)和第二精馏塔回流罐(17)，第二精馏塔回流罐(17)出口连接第二精馏塔回流泵(18)进口，第二精馏塔回流泵(18)出口设有两个支路，一个支路通过第二精馏塔回流线(19)连接第二精馏塔(24)，另一个支路通过返料线(20)连接第一精馏塔(2)。

2.根据权利要求1所述的分离仲丁醇和甲乙酮的设备，其特征在于：第一精馏塔(2)为板式塔，内部设有多个塔盘，每个塔盘上设有一根或多根降液管，相邻两层的塔盘上的降液管互相垂直。

3.根据权利要求1所述的分离仲丁醇和甲乙酮的设备，其特征在于：进料线(1)和返料线(20)均连接第一精馏塔(2)的第一层和最后一层塔板之间的塔板，其中返料线(20)进料口在进料线(1)进料口的下部。

4.根据权利要求1所述的分离仲丁醇和甲乙酮的设备，其特征在于：第二精馏塔(24)为板式塔，内部设有塔盘和降液管，塔盘采用复合孔微型阀高效塔盘，降液管采用多折边倾斜降液管。

5.根据权利要求1所述的分离仲丁醇和甲乙酮的设备，其特征在于：第一精馏塔塔釜线(13)连接第二精馏塔(24)的第一层和最后一层塔板之间的塔板。

6.根据权利要求1所述的分离仲丁醇和甲乙酮的设备，其特征在于：辅助冷凝器(9)、第二精馏塔塔顶冷凝器(16)和第二再沸器(21)均为浮头式换热器、固定管板式换热器、U型弯式换热器中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的分离仲丁醇和甲乙酮的设备，其特征在于：第二精馏塔(24)塔底连接第二精馏塔塔釜泵(22)进口，第二精馏塔塔釜泵(22)出口连接第二精馏塔塔釜采出线(23)。

8.根据权利要求7所述的分离仲丁醇和甲乙酮的设备，其特征在于：第一精馏塔回流泵(10)、第一精馏塔塔釜泵(14)、第二精馏塔回流泵(18)和第二精馏塔塔釜泵(22)均为离心泵。