一種丁醇脫水回收高純丁醇的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種丁醇脫水回收高純丁醇的裝置；原料泵出口連接預(yù)熱器殼程入口，預(yù)熱器殼程出口連接蒸餾塔進(jìn)口，蒸餾塔底物料分兩路，一路連接塔底泵出口，一路連接在再沸器管程入口，再沸器管程出口管線連接蒸餾塔底氣相入口，塔底泵出口連接預(yù)熱器管程入口，塔頂出口氣相連接冷凝器殼程入口，冷凝器殼程出口冷凝液連接水分傾析器入口，傾析器油相出口連接回流泵入口，回流泵出口連接蒸餾塔頂回流口，傾析器水相出口連接水處理單元。本實(shí)用新型原料與塔底采出的高溫丁醇液相相互換熱，降低了塔底再沸器的熱負(fù)荷，同時(shí)將塔底高溫丁醇冷卻，有利于裝置的節(jié)能和丁醇的儲(chǔ)存?；厥盏亩〈技兌瓤蛇_(dá)99%，丁醇的回收率最高可達(dá)98.7%。
【專利說明】-種丁醇脫水回收高純丁醇的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種丁醇脫水回收高純度丁醇的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 丁醇是一種重要的化工產(chǎn)品，具有多種用途，在塑料工業(yè)中用作化學(xué)原料，在食品 和香料工業(yè)中用作萃取劑。
[0003] 隨著近年來生物發(fā)酵技術(shù)的成熟，生物能源丁醇走進(jìn)人們的視野，它是新一代新 型燃料，被稱為第二代生物燃料。在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)的前提下，汽油可允許與20 %的丁醇相混 合。丁醇分子中的碳原子數(shù)多于乙醇，單位體積消耗可釋放更多能量，具有能量密度高，經(jīng) 濟(jì)實(shí)用性好的特點(diǎn)。而且丁醇親水性比乙醇弱，在與汽油以任意比例混合時(shí)，產(chǎn)生的蒸汽壓 力低，對(duì)管線的腐蝕性小、便于管道輸送。因此，丁醇更適合在目前國(guó)際能源形勢(shì)中廣泛應(yīng) 用。
[0004] 由于受到技術(shù)和資源的限制，我國(guó)丁醇產(chǎn)量不足以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，供貨緊 張的現(xiàn)象出現(xiàn)頻繁，每年都需要大量的進(jìn)口來滿足國(guó)內(nèi)需求，因此，在價(jià)格方面也受到國(guó)外 很大影響。世界丁醇消費(fèi)量200多萬噸，2011年需求量為340萬噸，未來5年消費(fèi)量年均增 長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為4%[1]。
[0005] 因此，開發(fā)分離提純丁醇的技術(shù)對(duì)丁醇的市場(chǎng)有重要作用。生物發(fā)酵產(chǎn)生的丁醇 以及使用過的溶劑丁醇中都含有水分，丁醇和水有共沸，而且水和丁醇混合時(shí)會(huì)有部分互 溶，丁醇的純度很難提純。所以將丁醇中的水分脫除，可以得到純度較高的丁醇，可提高丁 醇的價(jià)值。申請(qǐng)?zhí)枮?01080032088. 5的專利是利用有機(jī)萃取劑將丁醇萃取到塔底然后分 離提純丁醇，該工藝脫水后，還需要進(jìn)再行萃取劑分離，工藝較復(fù)雜，而且控制點(diǎn)多。本實(shí)用 新型人經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)可以通過一個(gè)蒸餾塔將丁醇和水分離，并且通過多次實(shí)驗(yàn)得到水 相和油相較好分層溫度范圍，脫除水分，得到高純的丁醇。
[0006] 參考文獻(xiàn)：
[0007] [1]劉佳，汽提吸附法提取丙酮丁醇工藝的研究，河北科技大學(xué)學(xué)位論文，2011。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本實(shí)用新型的目的，是提供一種丁醇脫水回收高純度丁醇的裝置。
[0009] 本工藝實(shí)用新型所涉及的裝置簡(jiǎn)單，成本低，安全可靠，容易操作。丁醇的回收率 和純度都較高。
[0010] 本實(shí)用新型回收高純度丁醇裝置，設(shè)備連接如下：原料泵出口連接預(yù)熱器殼程入 口，預(yù)熱器殼程出口連接蒸餾塔進(jìn)口，蒸餾塔底物料分兩路，一路連接塔底泵出口，一路連 接在再沸器管程入口，再沸器管程出口管線連接蒸餾塔底氣相入口，塔底泵出口連接預(yù)熱 器管程入口，塔頂出口氣相連接冷凝器殼程入口，冷凝器殼程出口冷凝液連接水分傾析器 入口，傾析器油相出口連接回流泵入口，回流泵出口連接蒸餾塔頂回流口，傾析器水相出口 連接水處理單元。 toon] 本實(shí)用新型的操作流程如下：
[0012] 本實(shí)用新型針對(duì)含水及少量雜質(zhì)的丁醇，通過蒸餾塔、再沸器、冷凝器、水分傾析 器等設(shè)備將丁醇中的水分脫除，得到高純度的丁醇。其工藝敘述：含水分和雜質(zhì)的粗品丁 醇經(jīng)過進(jìn)料泵，控制穩(wěn)定的流量進(jìn)原料預(yù)熱器預(yù)熱到合適溫度后進(jìn)入精餾塔中，或不經(jīng)過 預(yù)熱直接進(jìn)塔，在塔內(nèi)經(jīng)過氣液相互傳質(zhì)，塔頂采出丁醇和水的氣相混合物，經(jīng)冷凝到適宜 溫度后進(jìn)入水分傾析器，傾析器內(nèi)設(shè)置分層緩沖通道和觀測(cè)視鏡，使水分和丁醇在選定的 操作溫度下分層，水相層經(jīng)過閥門管道控制經(jīng)過水處理后排放，油相層輸送進(jìn)入塔內(nèi)，在塔 內(nèi)分布后向下流動(dòng)與塔內(nèi)上升蒸汽形成逆流傳質(zhì)。塔底液相一部分經(jīng)過再沸器加熱形成上 升蒸汽；另一部分經(jīng)過塔底泵，控制穩(wěn)定的流量采出，塔底采出的高溫液相為產(chǎn)品高純度丁 醇，高溫丁醇進(jìn)入原料預(yù)熱器的給原料預(yù)熱，而丁醇被原料冷卻到適宜的溫度后進(jìn)入產(chǎn)品 罐儲(chǔ)存銷售。
[0013] 所述的蒸餾塔設(shè)備為立式空間設(shè)備，其內(nèi)部安裝塔內(nèi)構(gòu)件；所述水分傾析器為常 壓容器，下部為水層相，上部為丁醇油相，容器內(nèi)部安裝緩沖道，外部下方分層處安裝視鏡。 所述的冷凝器、預(yù)熱器、再沸器為換熱器。所述的設(shè)備可根據(jù)處理量不同而設(shè)計(jì)不同的大小 尺寸。
[0014] 本實(shí)用新型裝置，原料與塔底采出的高溫丁醇液相相互換熱，降低了塔底再沸器 的熱負(fù)荷，同時(shí)將塔底高溫丁醇冷卻，有利于裝置的節(jié)能和丁醇的儲(chǔ)存。
[0015] 本實(shí)用新型裝置經(jīng)過設(shè)計(jì)運(yùn)行后，回收的丁醇純度可達(dá)99%，丁醇的回收率最高可 達(dá) 98. 7%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1 :本實(shí)用新型丁醇脫水回收高純丁醇常規(guī)裝置圖；
[0017] 圖2 :本實(shí)用新型丁醇脫水回收高純丁醇直接利用液位差進(jìn)塔裝置圖；
[0018] 其中：1、進(jìn)料泵；2、原料預(yù)熱器；3、蒸餾塔；4、再沸器；5、塔底泵；6、冷凝器；7、7、 水分傾析器；8、回流泵。
[0019] 物流說明：Sl原料進(jìn)預(yù)熱器管線；S2預(yù)熱器旁路管線；S3預(yù)熱后物料進(jìn)塔管線； S4塔底物料進(jìn)塔底泵管線；S5塔底物料進(jìn)再沸器管線；S6塔底泵進(jìn)預(yù)熱器管線；S7再沸器 蒸汽進(jìn)塔管線；S8塔頂氣相進(jìn)冷凝器管線；S9冷凝液進(jìn)水分傾析器管線；SlO油相采出進(jìn) 回流泵管線；Sll回流泵進(jìn)塔管線；S12水相采出管線。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本裝置及工藝作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 本實(shí)用新型回收高純度丁醇裝置的設(shè)備連接如圖1，原料泵1出口 Sl管線連接預(yù) 熱器2殼程入口，預(yù)熱器2殼程出口管線S3連接蒸餾塔3進(jìn)口，蒸餾塔3底物料分兩路，一 路S4連接塔底泵5出口，一路S5連接在再沸器4管程入口，再沸器4管程出口管線S7連 接蒸餾塔3底氣相入口，塔底泵出口管線S6連接預(yù)熱器2管程入口，塔頂出口氣相管線S8 連接冷凝器6殼程入口，冷凝器6殼程出口冷凝液管線S9連接水分傾析器7入口，傾析器 7油相出口管線SlO連接回流泵8入口，
[0022] 本實(shí)用新型介紹高純度丁醇回收方法和裝置，其中主體設(shè)備包括原料預(yù)熱器2、蒸 餾塔3、塔底再沸器4、塔頂冷凝器6、水分傾析器7。工藝如圖1所示：含水分和雜質(zhì)的粗 品原料丁醇經(jīng)過進(jìn)料泵1，并通過進(jìn)料流量計(jì)和閥門控制穩(wěn)定流量后進(jìn)入原料預(yù)熱器2管 程預(yù)熱，預(yù)熱后的原料給蒸餾塔3進(jìn)料。物料塔內(nèi)經(jīng)過氣液傳質(zhì)分離后，塔頂?shù)玫蕉〈己退?混合氣相，通過管道進(jìn)入塔頂冷凝器6全部冷凝。冷凝后的液相全部進(jìn)入水分傾析器7，通 過進(jìn)入冷凝器冷卻介質(zhì)的溫度和流量控制進(jìn)入傾析器的溫度使丁醇和水混合物在傾析器 內(nèi)分層，上層為油相丁醇，下層為水相。上層油相丁醇抽出通過回流泵8控制穩(wěn)定流量進(jìn)入 蒸餾塔頂回流，如果安裝高度夠可以直接利用液位差進(jìn)塔內(nèi)，如圖2所示，下層水相通過閥 門控制進(jìn)入水處理系統(tǒng)處理后排放。塔底得到高純液相丁醇，丁醇通過塔底出料管口一部 分進(jìn)入再沸器4,通過再沸器加熱后形成汽液混合相返回蒸餾塔內(nèi)，為系統(tǒng)提供上升蒸汽； 另一部分高溫通過塔底泵5,經(jīng)過塔底流量計(jì)和閥門控制穩(wěn)定流量后進(jìn)入原料預(yù)熱器，經(jīng)過 預(yù)熱器換熱后的高溫丁醇被冷卻到適宜溫度，可作為產(chǎn)品直接銷售或存儲(chǔ)。該系統(tǒng)操作條 件：蒸餾塔進(jìn)料溫度為30?85°C ;冷卻后的產(chǎn)品丁醇溫度為40?50°C ;塔頂冷凝器的溫 度為71?IKTC ;水分傾析器的溫度為70?IKTC ;蒸餾塔的溫度為74?112°C，壓力為 50 ?202kPa。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 利用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行中試研究，原料為某工廠的粗品丁醇溶劑，其組成為丁 醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%，水質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%，甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%。通過本實(shí)用新型方法處理后回收丁醇， 操作條件為：進(jìn)料溫度為85°C ;冷卻后的產(chǎn)品丁醇溫度為40°C ;塔頂冷凝器的冷凝后溫度 為90°C ;水分傾析器的溫度為90°C ;蒸餾塔的溫度為101°C，壓力為105kPa (絕壓）;加熱源 為3MPa (絕壓）飽和水蒸汽；循環(huán)水壓力為3?4MPa (絕壓)，溫度為30°C。工藝得到結(jié)果 見表1。
[0025] 表1工藝處理結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種丁醇脫水回收高純度丁醇的裝置；其特征是，原料泵出口連接預(yù)熱器殼程入 口，預(yù)熱器殼程出口連接蒸餾塔進(jìn)口，蒸餾塔底物料分兩路，一路連接塔底泵出口，一路連 接在再沸器管程入口，再沸器管程出口管線連接蒸餾塔底氣相入口，塔底泵出口連接預(yù)熱 器管程入口，塔頂出口氣相連接冷凝器殼程入口，冷凝器殼程出口冷凝液連接水分傾析器 入口，傾析器油相出口連接回流泵入口，回流泵出口連接蒸餾塔頂回流口，傾析器水相出口 連接水處理單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的冷凝器、預(yù)熱器和再沸器為換熱器。
【文檔編號(hào)】C07C31/12GK204022709SQ201320619422
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】張濤, 李洪, 高鑫, 李鑫鋼 申請(qǐng)人:天津大學(xué)