一种环保型有机含水混合物的脱水工艺及系统技术方案

一种环保型有机含水混合物的脱水工艺及系统，包括S1、脱水剂制备；S2、混合；S3、萃取分液；S4、共沸精馏；S5、产物采集及循环利用，配合脱水工艺的实施设计的脱水系统，包括混合器、液液分离装置及第一共沸精馏塔和第二共沸精馏塔；混合器与液液分离装置相连，液液分离装置分别与第一共沸精馏塔及第二共沸精馏塔对应相连；第一共沸精馏塔及第二共沸精馏塔的塔顶均设有共沸物采出口，共沸物采出口与混合器相连通，第一共沸精馏塔的塔釜处及第二共沸精馏塔的塔釜处分别设有清净水采出口及有机物采出口。本发明专利技术工艺流程简单，其产物均为可重复使用的产物无工业废水排出。脱水系统结构简单，操作便捷，适用于沸点低于水或与水存在最低共沸点的含水有机物脱水处理。

Dehydration process and system of an environmental friendly organic water mixture

【技术实现步骤摘要】
一种环保型有机含水混合物的脱水工艺及系统
本专利技术涉及有机含水混合物的脱水工艺及系统，尤其是适用于沸点低于水或与水存在最低共沸点的含水有机物脱水的一种环保型有机含水混合物的脱水工艺及系统。
技术介绍
化工产品生产过程中经常遇到有机物中含有的水分难以高效去除的现象，特别是该有机物与水共沸的情况下。目前在工业生产中，大多采用图1的工艺流程，此种情况大多采用苯系脱水剂，利用共沸精馏的方法脱除其中的水分，不但能耗较高，更重要的是苯系脱水剂毒性极高且排出的产物中有大量工业废水，而且可以得到的积极产物比较单一。近年来，随着环保力度的加大，应用越来越受到限制。而碳酸二甲酯是一种新型的低污染、环境友好型的绿色基础化工原料，在欧洲被定义为绿色化学品；碳酸二甲酯是一种新型的低毒溶剂，能与醇、酮、酯等大部分的有机溶剂混合，微溶于水；碳酸二甲酯与水存在共沸物，共沸点为78.4℃，碳酸二甲酯含量55.9mol%，温度低于共沸点时碳酸二甲酯与其溶解的有机物可以跟水分层，由于碳酸二甲酯密度大于水，有机相位于下层，水相位于上层，有利于水相的提纯。但用碳酸二甲酯及有机溶剂作为脱水剂直接共沸精馏会将水和脱水剂由塔顶蒸出，会产生大量的能耗，增大了生产的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺流程简单、能耗低、且环保高效的环保型有机含水混合物的脱水工艺及系统。本专利技术解决现有技术问题所采用的技术方案：一种环保型有机含水混合物的脱水工艺，包括以下步骤：S1、脱水剂制备：脱水剂由碳酸二甲酯及与碳酸二甲酯相混溶的有机助剂在常温下充分混合制成；所述有机助剂为甲醇、乙醇的混合物；所述碳酸二甲酯甲醇、乙醇的质量百分比为：碳酸二甲酯80%-95%，甲醇：2%-10%，乙醇：3%-10%；S2、混合：将步骤S1得到的脱水剂和有机含水混合物充分混合，得到待萃取混合液，其中脱水剂与有机含水混合物中水的质量比为1.5-9.5；S3、萃取分液：将步骤S2的待萃取混合液进行液液分离处理，分液得到有机相产物和水相产物；S4、共沸精馏：将步骤S3得到的有机相产物和水相产物分别输入两个独立的共沸精馏塔中进行共沸精馏，所述共沸精馏塔包括第一共沸精馏塔和第二共沸精馏塔；水相产物输入第一共沸精馏塔中，并调节第一共沸精馏塔的理论塔板数5-40块，回流比0.5-20，第一共沸精馏塔的塔顶温度为50-102℃，操作压力为20-600kPa，使水相产物在第一共沸精馏塔中进行共沸精馏；有机相产物输入第二共沸精馏塔中，并调节第二共沸精馏塔理论塔板数5-40块，回流比0.5-20，第二共沸精馏塔的塔顶温度为70-140℃，操作压力为100-600kPa，使有机相产物在第二共沸精馏塔中进行共沸精馏；S5、产物采集及循环利用：由第一共沸精馏塔的塔顶采出第一共沸物，第一共沸精馏塔的塔釜采出清净水；由第二共沸精馏塔的塔顶采出第二共沸物，第二共沸精馏塔的塔釜采出有机物；所述第一共沸物和第二共沸物作为脱水剂与水的共沸物混合到所述待萃取混合液中循环使用。第一共沸精馏塔的操作压力为常压。待萃取混合液利用液液分离装置进行液液分离处理，所述液液分离装置包括萃取分离塔、液液分离罐。第一共沸精馏塔与第二共沸精馏塔之间采用热耦合方法：第一共沸精馏塔或第二共沸精馏塔的气相作为热媒供第二共沸精馏塔或第一共沸精馏塔的再沸器使用，并使第一共沸精馏塔与第二共沸精馏塔调节至压力平衡状态。一种环保型有机含水混合物的脱水系统，包括混合器、液液分离装置及共沸精馏塔；所述共沸精馏塔包括第一共沸精馏塔和第二共沸精馏塔；所述混合器的输出端与液液分离装置的输入端相连，液液分离装置的水相输出端和有机相输出端分别与第一共沸精馏塔的输入端及第二共沸精馏塔的输入端对应相连；第一共沸精馏塔及第二共沸精馏塔塔顶的共沸物采出口分别通过输送管路与混合器相连通，第一共沸精馏塔的塔釜处及第二共沸精馏塔的塔釜处分别设有清净水采出口及有机物采出口。所述液液分离装置为萃取分离塔或液液分离罐。第一共沸精馏塔或第二共沸精馏塔的气相出口作为所述共沸物采出口，第一共沸精馏塔或第二共沸精馏塔的气相出口通过第二共沸精馏塔或第一共沸精馏塔的再沸器分别与第一共沸精馏塔或第二共沸精馏塔、混合器连通。本专利技术的有益效果在于：本专利技术工艺流程简单，首先采用以碳酸二甲酯及甲醇、乙醇为原料的低毒环保型有机溶剂作为脱水剂，从源头上解决了苯系脱水剂带来的污染；其次，在工艺方法上采用萃取分液与共沸精馏相结合的方式，即先将待处理物料经过萃取分液将大部分有机物萃取出来，实现与水相的分层得到有机相和水相物料，然后分别对有机相和水相物料进行共沸精馏得到清净水、有机物及共沸物，这种方式不但比传统的共沸精馏能耗低，更重要的是水相得到净化，除了得到脱水的有机物还可以产出可循环使用的清静水及共沸物；本专利技术的产物均为可重复使用的产物且无工业废水排出。配合本专利技术的工艺流程，本专利技术的脱水系统结构简单，操作便捷，适用于沸点低于水或与水存在最低共沸点的含水有机物脱水处理。附图说明图1是本专利技术现有技术的工艺路线框图。图2是本专利技术的工艺路线框图。图3是本专利技术的脱水系统的结构示意图。图中：1-混合器、2-液液分离罐、3-第一共沸精馏塔、4-第二共沸精馏塔、5-冷凝器、3a-第一共沸精馏塔的再沸器、3b-清净水采出口、3c-第一共沸精馏塔的气相出口、4a-第二共沸精馏塔的再沸器、4b-有机物采出口、4c-第二共沸精馏塔的气相出口。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术进行说明：本专利技术的总体设计思路为：利用本专利技术配置的脱水剂优良的溶解特性及其与水共沸的特点配合共沸物，先经过萃取分液，利用脱水剂将有机含水混合物中的大部分有机物进行萃取实现与水相的分层，使位于上层的水相进入后续的第一共沸精馏塔中，于塔顶蒸出其中夹带的少量低沸点有机物或共沸物循环使用，塔釜得到清静水，可回收利用；位于下层有机相进入第二共沸精馏塔，蒸出其中夹带的少量水分及轻组分的共沸物循环使用，塔釜得到高纯的有机物。通过以上工艺过程，可实现有机物与水的高效分离，且得到了高纯的有机物和清静水。本专利技术采用先分液后共沸精馏的方式，水从第一共沸精馏塔塔釜出料，这部分水不需要蒸发，大大降低了能量的消耗。图2是本专利技术一种环保型有机含水混合物的脱水工艺的工艺路线框图。一种环保型有机含水混合物的脱水工艺，包括以下步骤：S1、脱水剂制备：脱水剂由碳酸二甲酯及与碳酸二甲酯相混溶的有机助剂在常温下充分混合制成；有机助剂为甲醇、乙醇的混合物，碳酸二甲酯、甲醇、乙醇的质量百分比为：碳酸二甲酯80%-95%，甲醇：2%-10%，乙醇：3%-10%。S2、混合：将步骤S1得到的脱水剂及有机含水混合物充分混合，得到待萃取混合液，其中脱水剂与有机含水混合物中水的质量比为1.5-9.5；其中，可将脱水剂及有机含水混合物输入混合装置中进行充分混合，可使用的混合装置有喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型有机含水混合物的脱水工艺，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、脱水剂制备：脱水剂由碳酸二甲酯及与碳酸二甲酯相混溶的有机助剂在常温下充分混合制成；所述有机助剂为甲醇、乙醇的混合物；所述碳酸二甲酯甲醇、乙醇的质量百分比为：/n碳酸二甲酯80%-95%，/n甲醇：2%-10%，/n乙醇：3%-10%；/nS2、混合：将步骤S1得到的脱水剂和有机含水混合物充分混合，得到待萃取混合液，其中脱水剂与有机含水混合物中水的质量比为1.5-9.5；/nS3、萃取分液：将步骤S2的待萃取混合液进行液液分离处理，分液得到有机相产物和水相产物；/nS4、共沸精馏：将步骤S3得到的有机相产物和水相产物分别输入两个独立的共沸精馏塔中进行共沸精馏，所述共沸精馏塔包括第一共沸精馏塔和第二共沸精馏塔；水相产物输入第一共沸精馏塔中，并调节第一共沸精馏塔的理论塔板数5-40块，回流比0.5-20，第一共沸精馏塔的塔顶温度为50-102℃，操作压力为20-600kPa，使水相产物在第一共沸精馏塔中进行共沸精馏；有机相产物输入第二共沸精馏塔中，并调节第二共沸精馏塔理论塔板数5-40块，回流比0.5-20，第二共沸精馏塔的塔顶温度为70-140℃，操作压力为100-600kPa，使有机相产物在第二共沸精馏塔中进行共沸精馏；/nS5、产物采集及循环利用：由第一共沸精馏塔的塔顶采出第一共沸物，第一共沸精馏塔的塔釜采出清净水；由第二共沸精馏塔的塔顶采出第二共沸物，第二共沸精馏塔的塔釜采出有机物；所述第一共沸物和第二共沸物作为脱水剂与水的共沸物混合到所述待萃取混合液中循环使用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种环保型有机含水混合物的脱水工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、脱水剂制备：脱水剂由碳酸二甲酯及与碳酸二甲酯相混溶的有机助剂在常温下充分混合制成；所述有机助剂为甲醇、乙醇的混合物；所述碳酸二甲酯甲醇、乙醇的质量百分比为：
碳酸二甲酯80%-95%，
甲醇：2%-10%，
乙醇：3%-10%；
S2、混合：将步骤S1得到的脱水剂和有机含水混合物充分混合，得到待萃取混合液，其中脱水剂与有机含水混合物中水的质量比为1.5-9.5；
S3、萃取分液：将步骤S2的待萃取混合液进行液液分离处理，分液得到有机相产物和水相产物；
S4、共沸精馏：将步骤S3得到的有机相产物和水相产物分别输入两个独立的共沸精馏塔中进行共沸精馏，所述共沸精馏塔包括第一共沸精馏塔和第二共沸精馏塔；水相产物输入第一共沸精馏塔中，并调节第一共沸精馏塔的理论塔板数5-40块，回流比0.5-20，第一共沸精馏塔的塔顶温度为50-102℃，操作压力为20-600kPa，使水相产物在第一共沸精馏塔中进行共沸精馏；有机相产物输入第二共沸精馏塔中，并调节第二共沸精馏塔理论塔板数5-40块，回流比0.5-20，第二共沸精馏塔的塔顶温度为70-140℃，操作压力为100-600kPa，使有机相产物在第二共沸精馏塔中进行共沸精馏；
S5、产物采集及循环利用：由第一共沸精馏塔的塔顶采出第一共沸物，第一共沸精馏塔的塔釜采出清净水；由第二共沸精馏塔的塔顶采出第二共沸物，第二共沸精馏塔的塔釜采出有机物；所述第一共沸物和第二共沸物作为脱水剂与水的共沸物混合到所述待萃取混合液中循环使用。


2.根据权利要求1所述的一种环...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍果，杨直，王新峰，杜彦革，张建鑫，高未敏，田智勇，安宁，唐好斌，
申请(专利权)人：大连市化工设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21