一种氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物分离的设备及方法

专利检索2024-12-17  31


本发明属于化工,具体涉及一种氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物分离的设备及方法。


背景技术:

1、在制药过程中,企业常常会生成含丙酮-氯仿-正庚烷工业废液,而丙酮、氯仿和正庚烷则是在化工和制药领域中重要有机溶剂和有机合成助剂。如果将这些废液直接排放,将导致经济损失和环境污染。在常压条件下,由于氯仿和正庚烷与丙酮能够形成共沸物,因此通过传统的精馏手段难以有效从废液中回收这些有价值的有机物。因此,实现丙酮-氯仿-正庚烷的分离,降低该分离过程能耗,提高分离过程能量利用率非常重要。

2、文献(任琪,秦俏,张建海等.丙酮-氯仿萃取精馏分离工艺优化研究.现代化工,2019,39(03):219-222.)涉及一种分离丙酮-氯仿二元混合物的工艺方法,工艺流程采用二甲基亚砜作为溶剂,在萃取精馏塔塔顶得到丙酮产品,在溶剂回收塔塔顶得到氯仿产品。其中,丙酮产品纯度为99.7mol%,氯仿纯度为98.2mol%。文献(孙小情,党明岩.萃取精馏分离丙酮-正庚烷的模拟与优化.沈阳理工大学学报,2023,42(03):68-74.)涉及一种分离丙酮-正庚烷二元共沸物的工艺方法,工艺流程采用丙酸丁酯作为溶剂,在萃取精馏塔塔顶得到丙酮产品,在溶剂回收塔塔顶得到正庚烷产品。其中,丙酮产品的纯度为99.5wt%,正庚烷产品的纯度为99.8wt%。使用双塔萃取精馏可以实现二元共沸物的分离,但是设备投资费用和操作费用较高。

3、专利cn106748883公开了一种热集成三塔变压精馏分离乙腈-甲醇-苯三元共沸物的方法,采用高压塔、常压塔和高压塔三塔变压精馏方式分离出乙腈、甲醇和苯产品,并通过三塔之间的热量集成降低了能耗。但是,该三塔变压精馏对体系要求严苛,且设备费用高昂。

4、专利cn101412671公开了一种共沸精馏分离乙酸异丁酯、乙醇、水的方法,在共沸精馏塔内采用两塔式连续精馏方法或者两塔式间歇精馏方法精馏,萃取剂将其中的乙醇和水挟带出来实现三元共沸物分离,并在分相器内分成有机相及水相。但是该方法不适用于不含水无法分相的体系。


技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备。

2、本发明的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,包括:低压萃取精馏塔、高压精馏塔、再沸器和泵。

3、本发明的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,主要采用低压萃取精馏塔、高压精馏塔、再沸器和泵等,在萃取剂的作用下,将氯仿-丙酮-正庚烷溶液依次经过两座精馏塔后,得到质量分数99.5wt%及以上的氯仿产品、正庚烷产品和丙酮产品。在此过程中,对低压萃取精馏塔和高压精馏塔引入热泵技术,充分利用低压萃取精馏塔和高压精馏塔塔顶蒸汽的热量,为两座精馏塔的再沸器提供热量,形成热耦合网络。本发明的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的方法有效的回收了精馏塔顶蒸汽热量,并进一步利用过程余热,实现系统内热量的自回收,使得工艺物流之间实现充分换热,减少了公用工程用量,节省操作费用,经济效果显著。

4、另外,根据本发明上述实施例的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,还可以具有如下附加的技术特征:

5、进一步地,所述的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,还包括多台压缩机、多个冷却器、多台换热器和多个减压阀。

6、进一步地,多台所述压缩机至少包括1台,多个所述换热器至少包括3个,多个所述减压阀至少包括1个。

7、进一步地,所述低压萃取精馏塔的理论板数为60块~80块,操作压力为5.05×104pa~2.00×105pa,塔顶温度50℃~85℃,塔底温度80℃~110℃,氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的进料位置为第40块~60块塔板。

8、进一步地,所述高压精馏塔理论板数为35块~55块,操作压力为3.00×105pa~12.00×105pa,塔顶温度为90℃~150℃,塔底温度为100℃~160℃。

9、进一步地,所述低压萃取精馏塔为板式塔或填料塔;所述高压精馏塔为板式塔或填料塔。

10、进一步地,每台所述压缩机的压缩比为2~4。

11、本发明的另一个目的在于提出利用上述设备分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的方法。

12、利用所述设备分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的方法,包括如下步骤:s101:将氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物从低压萃取精馏塔中下部进料,萃取剂从低压萃取精馏塔中上部进料,塔顶采出高纯度氯仿物组成的蒸汽,塔釜为高纯度的正庚烷,侧线采出氯仿与丙酮混合物。塔顶蒸汽经第一压缩机加压升温后,进入低压萃取精馏塔塔釜第一换热器,换热后物流进入第二换热器,预热氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物进料物流,换热后的物流进入第三换热器,预热萃取剂进料物流,最后第三换热器换热后的物流一部分作为低压萃取精馏塔塔顶回流,一部分作为高纯氯仿采出;s102:低压萃取精馏塔侧线采出氯仿与丙酮混合物依次经过第一离心泵加压,第四换热器预热后,作为进料物流进入高压精馏塔。高压精馏塔塔顶采出高纯丙酮蒸汽,经第二压缩机加压升温后,进入高压精馏塔塔釜第五换热器,换热后物流进入第四换热器,预热低压萃取精馏塔侧线采出氯仿与丙酮物流后,一部分作为高压精馏塔塔顶回流,一部分作为高纯丙酮采出;s103:高压精馏塔塔釜采出氯仿与丙酮混合物,进入低压萃取精馏塔。萃取剂在低压萃取精馏塔内部循环。

13、进一步地,所述萃取剂为苯。

14、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



技术特征:

1.一种萃取变压精馏分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,其特征在于,包括:低压萃取精馏塔、高压精馏塔、再沸器和泵。

2.根据权利要求1所述的萃取变压精馏分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,其特征在于,还包括多台压缩机、多台换热器和多个减压阀。

3.根据权利要求2所述的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,其特征在于,多台所述压缩机至少包括1台,多个所述换热器至少包括3个,多个所述减压阀至少包括1个。

4.根据权利要求1-3任一项所述的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,其特征在于,所述低压萃取精馏塔的理论板数为60块~80块,操作压力为5.00×104pa~2.00×105pa,塔顶温度50℃~85℃,塔底温度80℃~110℃,氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的进料位置为第40块~60块理论板,萃取剂苯的进料位置为第30~50块理论板。

5.根据权利要求1-3任一项所述的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,其特征在于,所述高压精馏塔理论板数为35块~55块,操作压力为3.00×105pa~12.00×105pa,塔顶温度为90℃~150℃,塔底温度为100℃~160℃。

6.根据权利要求1-3任一项所述的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,其特征在于,所述低压萃取精馏塔为板式塔或填料塔;所述高压精馏塔为板式塔或填料塔。

7.根据权利要求2-3任一项所述的分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的设备,其特征在于,每台所述压缩机的压缩比为2~4。

8.利用权利要求1-7任一项所述设备分离氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物的方法,其特征在于,包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的氯仿-丙酮-正庚烷三元混合物分离的方法,其特征在于,所述萃取剂为苯。


技术总结
本发明提出了一种萃取变压精馏分离氯仿‑丙酮‑正庚烷三元混合物的设备及方法,所述设备包括:低压萃取精馏塔、高压精馏塔、冷凝器、压缩机、再沸器、泵和减压阀。本发明的分离氯仿‑丙酮‑正庚烷三元混合物的设备,主要采用低压萃取精馏塔、高压精馏塔、冷凝器、压缩机、再沸器、泵和减压阀等,在萃取剂的作用下,将氯仿‑丙酮‑正庚烷三元混合物依次经过两座精馏塔后,得到质量分数99.5%以上的氯仿、丙酮和正庚烷。本发明有效的回收了低压萃取精馏塔和高压精馏塔塔顶蒸汽热量,实现了系统内热量的自回收,减少了公用工程用量,经济效益显著。

技术研发人员:孔洁,孙兰义
受保护的技术使用者:中国石油大学(华东)
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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