一种单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的工艺。该工艺通过单塔实现了甲基环戊烷和环己烷的分离，甲基环戊烷以气相的形式从精馏塔塔顶蒸出进入换热器，换热后进入辅助冷凝器进一步冷凝，最后进入分流器进行分流，部分甲基环戊烷作为产品直接采出，部分甲基环戊烷返回至精馏塔；环己烷从精馏塔塔釜采出进入分流器进行分流，部分环己烷作为产品直接采出，部分环己烷经减压阀减压后进入换热器，后经压缩机压缩后进入精馏塔。该工艺中的精馏塔既不需要冷凝器也不需要再沸器，充分利用系统自身热源。本发明专利技术解决了甲基环戊烷‑环己烷体系在常压下形成近沸点混合物而难分离的问题，单塔实现分离，具有能耗低、产品收率高、工艺简单等优点。

Separation of Methyl Cyclopentane and Cyclohexane by Single Tower Heat Pump Distillation

The invention relates to a single tower heat pump distillation process for separating methyl cyclopentane and cyclohexane. The process separates methyl cyclopentane from cyclohexane in a single column. Methyl cyclopentane evaporates from the top of the distillation column in gas phase and enters the heat exchanger. After heat transfer, it enters the auxiliary condenser for further condensation. Finally, it enters the distributor for diversion. Some methyl cyclopentane is directly extracted as a product, and some methyl cyclopentane is returned to the distillation column. The outlet is diverted into the distributor. Some cyclohexane is directly extracted as a product. Some cyclohexane enters the heat exchanger after decompression by the decompression valve, and then enters the distillation column after compression by the compressor. The distillation column in this process needs neither condenser nor reboiler to make full use of the system's own heat source. The invention solves the problem that the methyl cyclopentane cyclohexane system forms a near boiling point mixture at atmospheric pressure and is difficult to separate. The single column realizes separation, and has the advantages of low energy consumption, high product yield and simple process.

【技术实现步骤摘要】
一种单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的工艺
本专利技术属于化工行业的分离纯化领域，具体涉及一种单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的工艺。
技术介绍
甲基环戊烷，无色液体，有刺激性气味，不溶于水，溶于醇、乙醚、苯、丙酮等多数有机溶剂。甲基环戊烷可用作溶剂及色谱分析标准物质，也用于有机合成。环己烷别名六氢化苯，为无色有刺激性气味的液体，不溶于水，溶于多数有机溶剂，极易燃烧。环己烷一般用作溶剂、色谱分析标准物质及用于有机合成，也可在树脂、涂料、脂肪、石蜡油类中应用，还可制备环己醇和环己酮等有机物。环己烷是化学工业中有价值的重要产物，可通过甲基环戊烷的异构化来制备。在提取完环己烷之后，后处理过程中会产生大量的甲基环戊烷和环己烷的混合物，而常压下甲基环戊烷和环己烷是近沸点混合物，普通精馏方法难以分离，为降低生产成本，减少环境污染，需对甲基环戊烷和环己烷进行有效分离。有关精馏方面的文章和专利很多，尚未见公开发表的精馏分离甲基环戊烷与环己烷近沸点混合物方面的资料。本专利技术利用单个精馏塔、压缩机实现两组分的分离。本专利技术的方法适合环己烷质量分数占30％-70％的甲基环戊烷-环己烷近沸点混合物。本专利技术为单塔分离，节约成本的同时，实现甲基环戊烷-环己烷近沸点混合物的高纯度分离，工艺简单，操作方便。
技术实现思路
[要解决的技术问题]本专利技术的目的是提供一种单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的工艺。本专利技术的另一个目的是提供一种单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的装置。本专利技术的另一个目的是提供所述工艺在单塔热泵精馏分离甲基环戊烷与环己烷近沸点混合物中的应用。[技术方案]本专利技术是通过下述技术方案实现的。一种单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的工艺，其特征在于用于分离甲基环戊烷和环己烷近沸点混合物的装置主要包含以下部分：精馏塔(T1)、分流器(S1、S2)、减压阀(V1)、换热器(H1)、冷凝器(C1)、压缩机(MVR)、泵(P1、P2)。采用单塔热泵精馏工艺分离甲基环戊烷和环己烷主要包括以下步骤：(1)将甲基环戊烷和环己烷混合物经泵(P1)送入精馏塔(T1)内，进行甲基环戊烷和环己烷的分离，甲基环戊烷以气相的形式从精馏塔(T1)塔顶蒸出经管路2进入换热器(H1)，换热后通过管路3，进入辅助冷凝器(C1)进一步冷凝，最后进入分流器(S2)进行分流；(2)经分流器(S2)分流后，部分甲基环戊烷作为产品经管路5直接采出，部分甲基环戊烷经管路6经泵(P2)返回至精馏塔(T1)；(3)环己烷从精馏塔(T1)塔底采出进入分流器(S1)进行分流，部分环己烷作为产品经管路9直接采出，部分环己烷经减压阀(V1)减压后进入换热器(H1)，换热后进入压缩机(MVR)压缩后经管路13进入精馏塔(T1)；精馏塔(T1)操作压力为1atm，理论塔板数为60～80块，甲基环戊烷和环己烷混合物的进料位置为第30～40块塔板，经分流器(S2)分流后的含部分甲基环戊烷的循环物流进料位置为第1块塔板，经压缩机(MVR)压缩后的含环己烷的循环物流从精馏塔(T1)塔釜进入。根据本专利技术的另一优选实施方式，其特征在于：精馏塔(T1)操作压力为1atm，理论塔板数为60-80块，甲基环戊烷和环己烷混合物的进料位置为第30～40块塔板，经分流器(S2)分流后的含部分甲基环戊烷的循环物流进料位置为第1块塔板，经压缩机(MVR)压缩后的含环己烷的循环物流从精馏塔(T1)塔釜进入。根据本专利技术的另一优选实施方式，其特征在于：待分离的甲基环戊烷和环己烷体系中环己烷的质量分数为30％～70％。根据本专利技术的另一优选实施方式，其特征在于：所述的精馏塔在常压下工作，精馏塔的塔顶温度为68.0℃～75.0℃，塔釜温度为90.0℃～96.0℃。根据本专利技术的另一优选实施方式，其特征在于：分离后甲基环戊烷的纯度为99.90％～99.95％，甲基环戊烷的收率为99.90％～99.95％，环己烷的纯度为99.90％～99.95％，环己烷的收率为99.90％～99.95％。本专利技术中单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的工艺具体描述如下：将甲基环戊烷和环己烷混合物经泵(P1)送入精馏塔(T1)内，进行甲基环戊烷和环己烷的分离，甲基环戊烷以气相的形式从精馏塔(T1)塔顶蒸出经管路2进入换热器(H1)，换热后通过管路3，进入辅助冷凝器(C1)进一步冷凝，最后进入分流器(S1)进行分流；经分流器(S1)分流后，部分甲基环戊烷作为产品经管路5直接采出，部分甲基环戊烷经管路6经泵(P2)返回至精馏塔(T1)；环己烷从精馏塔(T1)塔底采出进入分流器(S2)进行分流，部分环己烷作为产品经管路9直接采出，部分环己烷经减压阀(V1)减压后进入换热器(H1)，换热后进入压缩机(MVR)压缩后经管路13进入精馏塔(T1)。本专利技术采用的精馏塔(T1)操作压力为1atm，理论塔板数为60-80块，甲基环戊烷和环己烷混合物的进料位置为第30～40块塔板，经分流器(S2)分流后的含部分甲基环戊烷的循环物流进料位置为第1块塔板，经压缩机(MVR)压缩后的含环己烷的循环物流从精馏塔(T1)塔釜进入。本专利技术分离后甲基环戊烷的纯度为99.90％～99.95％，甲基环戊烷的收率为99.90％～99.95％，环己烷的纯度为99.90％～99.95％，环己烷的收率为99.90％～99.95％。[有益效果]本专利技术与现有的技术相比，主要有以下有益效果：(1)成功分离甲基环戊烷与环己烷近沸点混合物，得到两种高纯度产品，甲基环戊烷与环己烷收率高。(3)本专利技术单塔操作，工艺简单、设备投资费用低。【附图说明】附图1为单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷工艺的结构示意图。图中，T1精馏塔；S1分流器；S2分流器；V1减压阀；H1换热器；C1换热器；MVR压缩机；P1泵；P2泵；数字表示各物流管路。【具体实施方式】实施例1：在操作压力为1atm(绝压)，塔板数为65块板的精馏塔内，将5000kg环己烷质量分数占30％的甲基环戊烷-环己烷混合物在第30块塔板送入该塔，经分流器(S2)分流后的含部分甲基环戊烷的循环物流进料位置为第1块塔板，经压缩机压缩后的含环己烷的循环物流从精馏塔塔釜进入；塔顶温度为68.5℃，塔釜温度为91.2℃；分离后的甲基环戊烷质量分数为99.90％，收率为99.91％；分离后的环己烷质量分数为99.93％，收率为99.92％。实施例2：在操作压力为1atm(绝压)，塔板数为69块板的精馏塔内，将5000kg环己烷质量分数占40％的甲基环戊烷-环己烷混合物在第32块塔板送入该塔，经分流器(S2)分流后的含部分甲基环戊烷的循环物流进料位置为第1块塔板，经压缩机(MVR)压缩后的含环己烷的循环物流从精馏塔塔釜进入；塔顶温度为70.2℃，塔釜温度为93.5℃；分离后的甲基环戊烷质量分数为99.92％，收率为99.93％；分离后的环己烷质量分数为99.91％，收率为99.93％。实施例3：在操作压力为1atm(绝压)，塔板数为75块板的精馏塔内，将5000kg环己烷质量分数占50％的甲基环戊烷-环己烷混合物在第37块塔板送入该塔，经分流器(S2)分流后的含部分甲基环戊烷的循环物流进料位置为第1块塔板，经压缩机压缩后的含环己烷的循环物流从精馏塔塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的工艺，其特征在于实现该工艺的装置主要包含以下部分：精馏塔(T1)、分流器(S1、S2)、减压阀(V1)、换热器(H1)、冷凝器(C1)、压缩机(MVR)、泵(P1、P2)；采用单塔热泵精馏工艺分离甲基环戊烷和环己烷主要包括以下步骤：(1)将甲基环戊烷和环己烷混合物经泵(P1)送入精馏塔(T1)内，进行甲基环戊烷和环己烷的分离，甲基环戊烷以气相的形式从精馏塔(T1)塔顶蒸出经管路2进入换热器(H1)，换热后通过管路3，进入辅助冷凝器(C1)进一步冷凝，最后进入分流器(S2)进行分流；(2)经分流器(S2)分流后，部分甲基环戊烷作为产品经管路5直接采出，部分甲基环戊烷经管路6经泵(P2)返回至精馏塔(T1)；(3)环己烷从精馏塔(T1)塔釜采出进入分流器(S1)进行分流，部分环己烷作为产品经管路9直接采出，部分环己烷经减压阀(V1)减压后进入换热器(H1)，换热后进入压缩机(MVR)压缩后经管路13进入精馏塔(T1)；精馏塔(T1)操作压力为1atm，理论塔板数为60～80块，甲基环戊烷和环己烷混合物的进料位置为第30～40块塔板，经分流器(S2)分流后的含部分甲基环戊烷的循环物流进料位置为第1块塔板，经压缩机(MVR)压缩后的含环己烷的循环物流从精馏塔(T1)塔釜进入。...

【技术特征摘要】
1.一种单塔热泵精馏分离甲基环戊烷和环己烷的工艺，其特征在于实现该工艺的装置主要包含以下部分：精馏塔(T1)、分流器(S1、S2)、减压阀(V1)、换热器(H1)、冷凝器(C1)、压缩机(MVR)、泵(P1、P2)；采用单塔热泵精馏工艺分离甲基环戊烷和环己烷主要包括以下步骤：(1)将甲基环戊烷和环己烷混合物经泵(P1)送入精馏塔(T1)内，进行甲基环戊烷和环己烷的分离，甲基环戊烷以气相的形式从精馏塔(T1)塔顶蒸出经管路2进入换热器(H1)，换热后通过管路3，进入辅助冷凝器(C1)进一步冷凝，最后进入分流器(S2)进行分流；(2)经分流器(S2)分流后，部分甲基环戊烷作为产品经管路5直接采出，部分甲基环戊烷经管路6经泵(P2)返回至精馏塔(T1)；(3)环己烷从精馏塔(T1)塔釜采出进入分流器(S1)进行分流，部分环己烷作为产品经管路9直接采出，部分环己烷经减压阀(V1)减压后进入换热器(H1)，换热后进入压缩机(MVR)压缩后经管路13进入精馏塔(T1)；精馏塔(T1)操作压力为1atm，理论塔板数为60～80块，甲基环戊烷和环己烷混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英龙，张红如，张万祥，朱兆友，崔培哲，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37