一种部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及化工分离纯化领域，特别公开了一种部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置及方法。该部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置，包括连通进液管道的常压塔，其特征在于：所述常压塔的塔顶出口通过冷凝器连接回流罐一，回流罐一并联连接常压塔的回流管道一和高压塔的送液管道，常压塔的塔底并联循环连通有再沸器一和再沸器二；高压塔的塔底上循环连接有再沸器三，高压塔的塔顶回流管道二连通回流罐二，回流罐二的进液口连通再沸器一的顶部出口，高压塔的顶部出口连通再沸器一的底部进口。本发明专利技术投资费用低，工艺简单实现，能耗低，具有明显的经济效益，同时实现了重要有机物异丁醇和环己烷的分离和回收。

A device and method for separation of mixture of cyclohexane and isobutanol by partial thermal integrated double column pressure swing distillation

【技术实现步骤摘要】
一种部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置及方法（一）
本专利技术涉及化工分离纯化领域，特别涉及一种部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置及方法。（二）
技术介绍
异丁醇和环己烷均为重要的化工原料。异丁醇用作有机合成原料，用于制造石油添加剂、抗氧剂、2,6-二叔丁基对甲酚、乙酸异丁酯（涂料溶剂）、增塑剂、合成橡胶、人造麝香、果子精油和合成药物等。也用作高级溶剂，并且，异丁醇还是一种极具潜力的新型生物燃料，被称为第二代生物燃料。环己烷可用作用于制造尼龙的单体己二酸、己二胺和己内酰胺，也用作制造环己醇、环己酮的原料。并且，异丁醇是CO+H2合成气制低碳醇的重要组成部分，而环己烷是作为重要的有机溶剂，经常被用作低碳醇脱水的夹带剂，因此，分离环己烷和异丁醇，在工业上具有重要意义。环己烷和异丁醇在常压下便会形成共沸物，共沸组成中含异丁醇12.8%，其共沸点为79.42℃，由于混合物中存在共沸物，采用简单的精馏方法无法实现有效分离。中国专利CN102942475B公开了一种变压精馏分离乙酸乙酯和乙醇共沸物的方法及其生产设备，该方法分离提纯后乙酸乙酯的纯度达到99.7%，收率达到99.8%。中国专利CN103102265B公开了一种变压精馏提纯醋酸甲酯的方法及其生产设备，该方法分离提纯后醋酸甲酯的纯度达到99.9%。中国专利CN105130742B公开了一种一种变压精馏分离叔丁醇和苯混合物的方法，该方法回收得到的叔丁醇纯度可到99.85%，苯的纯度可达99.92%。关于热集成变压精馏的文章和专利有很多，目前尚未见公开发表的异丁醇-环己烷共沸体系变压精馏分离方面的资料。（三）
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种工艺简单、能耗低、产品纯度高的部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置及方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置，包括连通进液管道的常压塔，其特征在于：所述常压塔的塔顶出口通过冷凝器连接回流罐一，回流罐一并联连接常压塔的回流管道一和高压塔的送液管道，常压塔的塔底并联循环连通有再沸器一和再沸器二；高压塔的塔底上循环连接有再沸器三，高压塔的塔顶回流管道二连通回流罐二，回流罐二的进液口连通再沸器一的顶部出口，高压塔的顶部出口连通再沸器一的底部进口。本专利技术利用异丁醇和环己烷的共沸组成随压力改变而出现较大变化这一特性，采用两塔变压精馏的方法，具体的，先采用常压塔精馏，再高压塔精馏提纯，同时高压塔塔顶蒸汽为低压塔再沸器提供一部分热量的部分热集成的方法，分离异丁醇和环己烷共沸体系，不需要引入第三组分，实现二者的有效分离，充分地利用了过程产生的热量，降低了分离成本。本专利技术的更优技术方案为：所述回流罐二的底部出液口连通常压塔的进液口，将回流的异丁醇-环己烷的混合物送回常压塔继续精馏。所述常压塔和高压塔底部均设置有产品采出口，从底部分别回收异丁醇和环己烷。所述回流罐一和回流罐二的底部出液口上均安装有回流泵，回流罐一连通高压塔的送液管道上安装有输送泵，为液体的输送提供动力。所述常压塔的塔底出液口并联连通再沸器一和再沸器二，再沸器一和再沸器二的顶端出口连通常压塔的塔底入口，实现再沸器一和再沸器二对常压塔塔底物流循环换热，提高分离收率。所述高压塔的塔底出口连通再沸器三的底部进口，再沸器三的顶部出口连通高压塔的塔底入口，实现高压塔塔底物流的循环换热。采用上述装置精馏分离环己烷和异丁醇混合物的方法，包括如下步骤：（1）异丁醇-环己烷混合物通过津液管道进入低压塔进行精馏，塔顶产品经冷凝器冷凝后进入回流罐一收集，之后一部分回流回常压塔继续精馏，另一部经送液管道进入高压塔精馏；（2）常压塔的塔底物流一部分经再沸器一和再沸器二换热后返回常压塔，一部分座位高纯度异丁醇产品采出，实现异丁醇的分离；（3）高压塔的塔底物流一部分经再沸器三再沸后返回高压塔，一部分座位高纯度环己烷产品采出，实现环己烷的分离；异丁醇-环己烷的共沸物以气体的形式从高压塔塔顶采出，经管路进入再沸器一换热后送入回流罐二，一部分回流至高压塔，一部分进入常压塔继续精馏。优选的工艺条件为：所述常压塔的塔顶温度为71.12-87.36℃，塔底温度为96.91-118.44℃；高压塔的塔顶温度为116.02-141.80℃，塔底温度为120.61-147.41℃。上述先常压精馏、再加压精馏分离异丁醇和环己烷混合物的装置适用于精馏分离环己烷质量分数＞60%的异丁醇-环己烷混合物。所述常压塔的压力为1atm，理论塔板数为10-30块，进料板位置为8-16块塔板，回流比为2.0-4.0，塔底产品异丁醇的质量分数大于99.9%，收率大于99.9%；高压塔的压力为4-6atm，理论塔板数为10-35块，进料板位置为第10-18块塔板，回流比为2.5-4.0，塔底产品环己烷的质量分数大于99.9%，收率大于99.9%。本专利技术采用变压精馏方法实现了异丁醇和环己烷混合物的有效分离，分离过程未引入杂质，达到了较高的纯度；本专利技术投资费用低，工艺简单实现，能耗低，具有明显的经济效益，同时实现了重要有机物异丁醇和环己烷的分离和回收。（四）附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术的结构示意图。图中，T1常压塔，T2高压塔，V1回流罐一，V2回流罐二，C1冷凝器，H1再沸器一，H2再沸器二，H3再沸器三，P1回流泵，P2输送泵，1进液管道，2回流管道一，3送液管道，4回流管道二。（五）具体实施方式以下结合附图进一步说明，并非限制本专利技术所涉及的范围。实施例1：进料温度位25℃。进料流量为1000kg/h，压力为1atm（绝压）,进料中含环己烷50%、异丁醇50%（质量分数），物料先由第15块板进入常压塔T1，操作压力为1atm（绝压）,理论板数为25，回流比为3.5，塔顶温度为79.45℃，塔底温度为107.68℃；常压塔T1塔顶产品一部分经泵加压后由第14块板进入高压塔T2，操作压力4atm（绝压），理论板数为25，回流比为3；高压塔T2塔顶蒸汽进入常压塔T1塔底再沸器一H1进行换热后经回流罐二V2回流回高压塔T2；分离后得到的异丁醇产品的质量分数为99.9%，回收率99.9%；环己烷产品的质量分数为99.9%，回收率99.9%。表1精馏系统操作参数实施例2：进料温度位25℃。进料流量为1000kg/h，压力为1atm（绝压）,进料中含环己烷60%、异丁醇40%（质量分数），物料先由第16块板进入常压塔T1，操作压力为1atm（绝压）,理论板数为25，回流比为3.3；常压塔T1塔顶产品一部分进过泵加压后由第12块板进入高压塔T2，操作压力4atm（绝压），理论板数为24，回流比为3.5；常压塔T1塔顶蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置，包括连通进液管道的常压塔，其特征在于：所述常压塔的塔顶出口通过冷凝器连接回流罐一，回流罐一并联连接常压塔的回流管道一和高压塔的送液管道，常压塔的塔底并联循环连通有再沸器一和再沸器二；高压塔的塔底上循环连接有再沸器三，高压塔的塔顶回流管道二连通回流罐二，回流罐二的进液口连通再沸器一的顶部出口，高压塔的顶部出口连通再沸器一的底部进口。/n

【技术特征摘要】
1.一种部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置，包括连通进液管道的常压塔，其特征在于：所述常压塔的塔顶出口通过冷凝器连接回流罐一，回流罐一并联连接常压塔的回流管道一和高压塔的送液管道，常压塔的塔底并联循环连通有再沸器一和再沸器二；高压塔的塔底上循环连接有再沸器三，高压塔的塔顶回流管道二连通回流罐二，回流罐二的进液口连通再沸器一的顶部出口，高压塔的顶部出口连通再沸器一的底部进口。


2.根据权利要求1所述的部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置，其特征在于：所述回流罐二的底部出液口连通常压塔的进液口。


3.根据权利要求1所述的部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置，其特征在于：所述常压塔和高压塔底部均设置有产品采出口。


4.根据权利要求1所述的部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置，其特征在于：所述回流罐一和回流罐二的底部出液口上均安装有回流泵，回流罐一连通高压塔的送液管道上安装有输送泵。


5.根据权利要求1所述的部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置，其特征在于：所述常压塔的塔底出液口并联连通再沸器一和再沸器二，再沸器一和再沸器二的顶端出口连通常压塔的塔底入口。


6.根据权利要求1所述的部分热集成双塔变压精馏分离环己烷和异丁醇混合物的装置，其特征在于：所述高压塔的塔底出口连通再沸器三的底部进口...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉军，武利顺，李爱国，薛守庆，李风海，
申请(专利权)人：菏泽学院，
类型：发明
国别省市：山东;37