一种丙酮和水混合溶剂的分离方法技术

本发明专利技术提供一种丙酮和水混合溶剂的分离方法，包括如下步骤：混合溶剂首先进入原料预热器与低压塔塔釜采出废水换热后进入高压塔。高压塔塔顶采出丙酮产品气相，进入低压塔再沸器，给低压塔提供热源，换热后采出丙酮产品。高压塔釜液送入低压塔，低压塔塔顶采出丙酮产品，塔底采出废水。本发明专利技术相对于现有工艺技术大幅降低了能耗，节约生产运行成本，且具有丙酮产品回收率高、纯度高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种丙酮和水混合溶剂的分离方法
本专利技术属于溶媒回收
，具体涉及化工、医药、纤维等行业丙酮和水混合溶剂分离的工艺方法，尤其适用于含丙酮浓度高且处理量大的废溶剂处理过程。采用两塔差压热耦合精馏方法分离丙酮和水，得到高纯度丙酮，并且降低废水处理难度。
技术介绍
丙酮是脂肪族酮类具有代表性的的化合物，是重要的有机合成原料，同时也是在制药、化工、纤维等行业广泛应用的有机溶剂。所以丙酮回收具有重要的经济意义，并且能够减少对环境的影响。由于生产过程中溶剂直接或间接参与生产工艺，造成溶剂混合比例改变或引入其他组分，若要使溶剂循环利用，则需要进行分离。目前企业回收溶剂常用方法有两种，一种是常规常压精馏，一种是减压气提方法。下面针对现有的两种处理方法存在的问题进行说明。一、常规常压精馏，主要有以下典型问题：采用常压精馏分离水和丙酮，设备及工艺均比较简单，主要问题在于能耗比较高，直接影响企业生产运行成本。《广州化工》2017年6月，第45卷第12期《丙酮_水精馏塔模拟及优化改造》文献中对丙酮的常压精馏过程进行从进料预热、进料位置、塔盘形式等方向进行优化，以达到降低能耗的目的，实际能耗只降低10％左右，节能效果不明显。《化学工程》2012年8月，第40卷第8期《丙酮_水精馏过程模拟和优化》文献中利用优化消除塔内部恒浓区，只达到了降低设备投资的目的，实际对节能降耗作用很小。二、减压气提方法与常压精馏方法想比而言，能够相对节约一定能耗，效果并不明显。中国专利(公开号：CN102115436A)公开了一种减压汽提式精馏回收稀丙酮水溶液中丙酮的方法。此方法对降低能耗有一定作用，但是此方法具有局限性，只适用于丙酮含量2～30％左右的稀丙酮水溶液。且产品丙酮纯度只达到98.5％，对于丙酮高纯度要求难以达到。
技术实现思路
针对现有工艺技术的问题，本专利技术目的在于提供一种丙酮和水混合溶剂分离的新方法。采用两塔差压热耦合的精馏方式达到分离丙酮和水的目的，并且得到纯度大于99.5％的丙酮产品，废水中丙酮含量低于0.01％。此方法具有丙酮产品回收率高、纯度高的特点，且相对于现有工艺技术大幅度降低了能耗，节约生产运行成本。本专利技术的丙酮和水混合溶剂的分离方法，采用两塔差压热耦合的精馏方式分离丙酮和水，通过改变精馏体系中两台塔的进料量和操作压力，使高压塔塔顶热负荷与低压塔塔釜热负荷相互匹配，达到热耦合的目的，大幅降低系统蒸汽消耗。具体包括如下步骤：(1)混合溶剂首先进入原料预热器与低压塔塔釜采出废水换热，温度升高至40～80℃，进入高压塔。高压塔塔顶采出丙酮产品气相，进入低压塔再沸器，给低压塔提供热源，换热后采出丙酮产品(2)高压塔釜液送入低压塔，低压塔塔顶采出丙酮产品，塔底采出废水产品。其中，送入高压塔的所述混合溶剂的组成为：以质量计，丙酮5％-95％，水95％-5％。该物料的组成因企业使用的丙酮配比不同而不同，处理量越大节能效果越明显。其中，所述高压塔的操作压力为0.1MPaA-0.6MPaA，所述低压塔的操作压力为0.05MpaA-0.1MPaA。其中，所述高压塔的全塔压力降不超过0.005MPaA，所述低压塔全塔压力降不超过0.005MPaA，有利于降低系统能耗。其中，所述高压塔塔顶温度65-130℃，所述低压塔塔顶温度35-85℃。其中，所述高压塔塔顶回流比为0.5-5，所述低压塔塔顶回流比为0.1-5。提高回流比有利于提高采出物料纯度。本专利技术还提供了丙酮和水混合溶剂处理系统，包括高压塔和低压塔；所述高压塔的塔顶通过管道与低压塔再沸器及其他后处理装置连接；所述高压塔的塔釜通过管道与所述低压塔的物料进口连接；所述低压塔的塔顶通过管道与丙酮后处理装置连接；所述低压塔的塔釜通过管道与原料预热器的物料进口连接。后处理装置是指与本专利技术处理工艺系统没有直接联系的其他后续处理装置设备，也可能仅是常规的一些储罐，表示该物料被送出本专利技术的系统进入其他工艺流程或设备之中；例如，作为回收的丙酮产品自低压塔的塔顶采出后，进入的丙酮的后处理装置可以为丙酮回流罐或者产品储罐。其中，所述高压塔塔顶采出气相进入低压塔再沸器，为低压塔提供热量，换热后冷凝液进入回流罐。所述回流罐的出料口连接两条支路：一条作为回流支路与高压塔的塔顶连接，另一条作为丙酮产品采出。其中，所述低压塔的塔顶设置有换热装置和回流罐，所述回流罐的出料口连接两条支路：一条作为回流支路低压塔的塔顶连接，另一条作为丙酮产品采出。其中，所述系统中物料输送动力由泵提供。其中，所述高压塔和低压塔的塔底分别设有再沸器。本专利技术专利具有以下优点：(1)本专利技术专利利用差压热耦合的方式分离丙酮和水，有效的降低了蒸汽消耗，可以降低30～50％。相对于《广州化工》2017年6月，第45卷第12期《丙酮_水精馏塔模拟及优化改造》及《化学工程》2012年8月，第40卷第8期《丙酮_水精馏过程模拟和优化》文献中的方法，降低能耗效果明显，为相关企业降低生产运营成本。(2)高压塔塔顶和低压塔塔顶采出的丙酮质量分数均可达99.5％以上，使回收丙酮可以循环使用，为相关企业创造了良好的经济效益和社会效益。相对于中国专利(公开号：CN102115436A)公开的一种减压汽提式精馏回收稀丙酮水溶液中丙酮的方法，具有适应性广泛，回收产品纯度高且节能效果好等优点。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于叙述本专利技术，本专利技术并不限于此。在附图中：附图1为本专利技术丙酮和水混合溶剂分离方法工艺流程示意图。具体实施方式本专利技术设计丙酮和水混合溶剂分离工艺(参见图1)，主要包括：1-原料预热器、2-高压塔、3-高压塔再沸器、4-高压塔釜液泵、5-高压塔回流罐、6-高压塔回流泵、7-低压塔、8-低压塔再沸器、9-低压塔冷凝器、10-低压塔回流罐、11-低压塔回流泵、12-低压塔釜液泵。为了更好的理解本专利技术，下面结合附图对本专利技术进行详细描述。原料混合溶剂首先进入原料预热器1与低压塔塔釜液换热，温度达到40～80℃，进入高压塔2。高压塔2顶部采出丙酮气相进入低压塔再沸器8，换热后进入高压塔回流罐5，罐内丙酮通过高压塔回流泵6一部分作为回流送入高压塔2顶部，另一部分作为纯度99.5％以上产品丙酮采出。高压塔塔釜液通过高压塔釜液泵4采出，送入低压塔7。低压塔塔顶采出丙酮气相进入低压塔冷凝器9，换热后进入低压塔回流罐10，罐内丙酮产品通过低压塔回流泵11一部分作为回流送入低压塔顶部7，另一部分作为纯度99.5％以上产品丙酮采出。低压塔塔釜液通过低压塔釜液泵12采出，送入原料预热器1与原料混合溶剂换热后采出。实施例1应用上述分离丙酮和水混合溶剂的工艺方法和工艺装置，以医药企业混合溶剂为例，混合溶剂质量分数分别为84％丙酮，16％水，进料量为4800Kg/h。混合溶剂首先进入原料预热器1，升温至55℃后进入高压塔2，操作压力0.26MPaA，全塔压力降0.002MPaA，塔顶温度85℃，回流比1.8。高压塔塔顶采出高醇的丙酮气相进入低压塔再沸器8冷凝后进入高压塔回流罐5中，物料组成为99.5％丙酮，0.5％水。塔釜液通过高压塔釜液泵4送入低压塔7，低压塔7操作压力0.08MPaA，全塔压力降0.002MPaA，塔顶温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理丙酮和水混合溶剂的分离方法，包括如下步骤：(1)混合溶剂首先进入原料预热器与低压塔塔釜采出废水换热，温度升高至40～80℃，进入高压塔。高压塔塔顶采出丙酮产品气相，进入低压塔再沸器，给低压塔提供热源，换热后采出丙酮产品。(2)高压塔釜液送入低压塔，低压塔塔顶采出丙酮产品，塔底采出废水产品。

【技术特征摘要】
1.一种处理丙酮和水混合溶剂的分离方法，包括如下步骤：(1)混合溶剂首先进入原料预热器与低压塔塔釜采出废水换热，温度升高至40～80℃，进入高压塔。高压塔塔顶采出丙酮产品气相，进入低压塔再沸器，给低压塔提供热源，换热后采出丙酮产品。(2)高压塔釜液送入低压塔，低压塔塔顶采出丙酮产品，塔底采出废水产品。2.根据权利要求1所述的丙酮和水混合溶剂的分离方法，其特征在于，原料混合溶剂进入高压塔前利用低压塔釜液进行预热，预热温度30～80℃。3.根据权利要求1所述的丙酮和水混合溶剂的分离方法，其特征在于，高压塔顶采出气相作为低压塔再沸器热源，两塔热负相互匹配。4.根据权利要求1所述的丙酮和水混合溶剂的分离方法，其特征在于，送入高压塔的混合溶剂组成为：以质...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海红，吴杨，
申请(专利权)人：天津精分科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12