一种分离异丙醇和二异丙醚混合物的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种分离异丙醇和二异丙醚混合物的装置和方法，属于精馏技术领域。将由低压塔顶采出的共沸蒸汽物料采用压缩机增压升温后，给低压塔塔釜提供再沸所需热量，同时完成低压塔共沸蒸汽自身冷凝，同样将由高压塔顶采出的共沸蒸汽物料采用压缩机增压升温后，给高压塔塔釜提供再沸所需热量，同时完成高压塔共沸蒸汽自身冷凝。相对于传统利用冷却水实现塔顶物料冷凝，及采用热公用工程实现塔釜加热的方案。本发明专利技术中原料及中间产物的预热采用高、低压塔塔底物料的余热升高温度，从而实现系统内的热量匹配，而不需要外界的热共用工程的输入，压缩机所消耗的能量产生的费用远低于传统的冷却水以及热公用工程，产生良好的经济效益。

Device and method for separating mixture of isopropyl alcohol and two isopropyl ether

The invention discloses a device and a method for separating isopropyl alcohol and two isopropyl ether mixture, belonging to the technical field of rectification. The azeotropic material produced by low pressure steam at the top of the pressure temperature of the compressor, low pressure tower kettle reboiler to provide the heat required to complete and low pressure column azeotropic steam self condensation, azeotropic steam will also be produced by high pressure material at the top of the pressure temperature of the compressor, to provide high voltage tower kettle again boiling heat required to complete and high pressure azeotropic steam self condensing tower. Compared with the traditional cooling water to realize the tower material condensation, and the heat utility project is used to realize the tower heating. Preheat the raw materials and intermediate products of the invention using waste heat of high and low pressure in the bottom of the material at elevated temperatures, so as to realize the matching system of heat, without the need for external heat sharing project inputs consumed by the compressor energy production cost is much lower than the traditional cooling water and hot utilities, produce good economic benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种分离异丙醇和二异丙醚混合物的装置和方法
本专利技术涉及精馏分离技术，特别涉及一种分离异丙醇-二异丙醚混合物的装置和工艺。
技术介绍
异丙醇(IPA)是世界上最早生产的石油化工产品之一.主要用于生产丙酮和用作溶剂，异丙醇也用作合成甘油、乙酸异丙酯、异丙基胺盐、亚硝酸二异丙基胺等产品的原料，异丙醇还广泛用作石油燃料的防冻添加剂。此外，异丙醇还可用于制造杀菌剂、杀虫剂、消毒剂及防腐剂等。异丙醇的生产以丙烯和水为原料，采用酸性或阳离子交换树脂催化剂,经水合生成异丙醇。生产异丙醇的过程中，得到了大量含有二异丙醚的副产物。常压下异丙醇、二异丙醚形成二元共沸物，共沸温度为66.2℃，共沸组成为异丙醇16.3％、二异丙醚83.7％(wt％)，且二组分间也形成最低共沸物，用常规精馏方法得不到高纯度产品。中国专利CN105906488提供了一种用于异丙醇生产中副产物二异丙醚的精制提纯装制的方法，利用液液萃取、共沸精馏的方法，进行四塔连续操作，从二异丙醚精制塔釜得到二异丙醚。该工艺中经萃取得到的异丙醇与水的混合物的分离并未涉及。该工艺采用四塔分离流程，设备投资及操作费用均较高。中国专利CN101792367提供了一种异丙醇-二异丙醚-水混合物的间歇萃取精馏分离方法。该方法采用包括萃取精馏塔、萃取精馏塔塔釜的加热釜，萃取精馏塔塔顶冷凝器及高位槽和产品接收罐构成的精馏装置，间歇精馏操作分离异丙醇-二异丙醚-水混合物，虽然采用单塔操作，操作灵活，设备费用投入小，但由于需要外加溶剂，对产品的品质会有影响。变压精馏法是利用异丙醇－二异丙醚体系对拉乌尔定律产生正偏差的特点，通过变换精馏塔操作压力，从而改变异丙醇－二异丙醚体系的共沸温度和共沸组成，由此实现产物的分离。变压精馏具有不需要加入其他物质，避免了萃取精馏、共沸精馏工艺中溶剂的回收和产品纯度问题，工艺简单。王玉霞等人在《变压精馏分离异丙醇-二异丙醚工艺模拟》,Luohaotao等在《ComparisonofPressure-SwingDistillationandExtractiveDistillationMethodsforIsopropylAlcohol/DiisopropylEtherSeparation》中对变压精馏分离异丙醇－二异丙醚体系进行了详细的研究，然而变压精馏需对异丙醇－二异丙醚体系进行多次精馏操作，生产中蒸汽和冷却水消耗量都很大，从而增加了工艺过程能耗及生产成本，这些缺点极大降低了变压精馏法分离异丙醇－二异丙醚体系的竞争力。
技术实现思路
针对现有的变压精馏分离异丙醇－二异丙醚体系能耗大的缺点，本专利技术提供了一种自热回收变压精馏分离异丙醇－二异丙醚体系装置及工艺。在确保异丙醇－二异丙醚高效分离的同时，有效减低异丙醇－二异丙醚分离工艺的能耗。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种分离异丙醇和二异丙醚混合物的装置，包括：第一换热器，所述第一换热器具有相互间隔的第一流体通道和第二流体通道；第二换热器，所述第二换热器具有相互间隔的第三流体通道和第四流体通道，第一流体通道的输出端与第三流体通道的输入端相连，第四流体通道的输出端与第一冷却器的输入端连接；第三换热器，所述第三换热器具有相互间隔的第五流体通道和第六流体通道；第三流体通道的输出端与第五流体通道的输入端相连；第四换热器，所述第四换热器具有相互间隔的第七流体通道和第八流体通道；第七流体通道输入端与低压塔釜出口连接，第七流体通道输出端与低压塔釜连接，第八流体通道的输入端与第一压缩机的输出端相连接，第八流体通道具有第一输出端和第二输出端；第五换热器，所述第五换热器具有相互间隔的第九流体通道和第十流体通道；第九流体通道输入端与第八流体通道的输出端相连；第六换热器，所述第六换热器具有相互间隔的第十一流体通道和第十二流体通道，第十一流体通道输入端与第九流体通道的输出端相连；第七换热器，所述第七换热器具有相互间隔的第十三流体通道和第十四流体通道，第十三流体通道输入端与高压塔釜出口连接，第十三流体通道输出端与高压塔釜连接，第十四流体通道的输入端与第二压缩机的输出端相连接，第十四流体通道具有第一输出端和第二输出端，第十四流体通道的第一输出端与第六通道的输入端相连，第二输出端与第十通道的输入端相连；低压塔，所述低压塔具有第一、二进料口，低压塔顶出口和低压塔釜出口，所述第一进料口与所述第五液体通道的输出端相连，所述第二进料口与所述第十液体通道的输出端相连，低压塔釜出口与第二流体通道输入端相连；第一压缩机，所述第一压缩机的输入端与低压塔顶出口相连；高压塔，所述高压塔具有第三进料口、高压塔顶出口和高压塔釜出口；所述第三进料口与所述第十一液体通道的输出端相连，高压塔釜出口与第十三流体通道输入端相连；第二压缩机，所述第二压缩机的输入端与高压塔顶出口相连。一种分离异丙醇和二异丙醚混合物的装置，还包括第一冷却器，所述第一次冷却器设在第四流体通道的输出端与低压塔的塔顶回流之间；第二冷却器，所述第二次冷却器与第二流体通道的输出端相连；第三冷却器，所述第三次冷却器与第六流体通道的输出端相连。所述低压塔的理论板数为15～25块，第一进料口位于第12块板处，第二进料口位于第10块板处，操作压力为0.09MPa～0.1MPa，塔顶温度64～67℃，塔釜温度为82～86℃。所述高压塔的理论板数为25～35块，第三进料口位于第19块板处，操作压力为0.35MPa～0.45MPa，塔顶温度108～117℃，塔釜温度为118～127℃。所述每一流体通道的温差≥5℃。第一压缩机的压缩比2.5～3.5，第二压缩机的压缩比为1.5～2.5根据上述一种分离异丙醇和二异丙醚混合物的装置分离异丙醇和二异丙醚混合物的方法，按照下述步骤进行：含有异丙醇－二异丙醚混合物的物流经由第一换热器、第二换热器，第三换热器三次预热后，以饱和液相从低压塔第一进料口进入，在低压塔中进行精馏，低压塔塔釜产物为异丙醇物料，异丙醇物料经第一换热器、第二冷却器冷却后作为产品采出。低压塔的塔顶气相物料经第一压缩机压缩增压升温后，做为低压塔塔釜热源，进入第四换热器，为低压塔提供再沸热量，然后分为两股，一股经第二换热器与原料进行换热，再经第一冷却器后回流回低压塔，另一股经第五换热器、第六换热器预热后经第三进料口进入高压塔中进行精馏分离，高压塔塔釜产物为二异丙醚物料，二异丙醚物料经第三换热器、第三冷却器冷却后作为产品采出。高压塔的塔顶气相物料经第二压缩机压缩增压升温后，做为高压塔塔釜热源，进入第七换热器，为高压塔提供再沸热量，然后分为两股，一股经第六换热器冷却后，回流回低压塔，另一股经第五换热器冷却后从第二进料口返回低压塔。上述步骤中，异丙醇和二异丙醚混合物进入低压塔进行分离，异丙醇和二异丙醚的共沸物作为轻组分从低压塔塔顶采出，塔釜得到高纯度的异丙醇成品，从低压塔塔顶采出的异丙醇和二异丙醚的共沸物进入高压塔进行分离，高压塔的操作压力的改变使异丙醇和二异丙醚的共沸组成发生改变，重新达到新的共沸状态，此时的异丙醇和二异丙醚的共沸物作为轻组分从高压塔塔顶采出，高压塔塔釜得到高纯度的二异丙醚成品。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术所述的异丙醇和二异丙醚混合物的分离工艺，将由低压塔顶采出的共沸蒸汽物料采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离异丙醇和二异丙醚混合物的装置，其特征在于包括：第一换热器，所述第一换热器具有相互间隔的第一流体通道和第二流体通道；第二换热器，所述第二换热器具有相互间隔的第三流体通道和第四流体通道，第一流体通道的输出端与第三流体通道的输入端相连，第四流体通道的输出端与第一冷却器的输入端连接；第三换热器，所述第三换热器具有相互间隔的第五流体通道和第六流体通道；第三流体通道的输出端与第五流体通道的输入端相连；第四换热器，所述第四换热器具有相互间隔的第七流体通道和第八流体通道；第七流体通道输入端与低压塔釜出口连接，第七流体通道输出端与低压塔釜连接，第八流体通道的输入端与第一压缩机的输出端相连接，第八流体通道具有第一输出端和第二输出端；第五换热器，所述第五换热器具有相互间隔的第九流体通道和第十流体通道；第九流体通道输入端与第八流体通道的输出端相连；第六换热器，所述第六换热器具有相互间隔的第十一流体通道和第十二流体通道，第十一流体通道输入端与第九流体通道的输出端相连；第七换热器，所述第七换热器具有相互间隔的第十三流体通道和第十四流体通道，第十三流体通道输入端与高压塔釜出口连接，第十三流体通道输出端与高压塔釜连接，第十四流体通道的输入端与第二压缩机的输出端相连接，第十四流体通道具有第一输出端和第二输出端，第十四流体通道的第一输出端与第六通道的输入端相连，第二输出端与第十通道的输入端相连；低压塔，所述低压塔具有第一、二进料口，低压塔顶出口和低压塔釜出口，所述第一进料口与所述第五液体通道的输出端相连，所述第二进料口与所述第十液体通道的输出端相连，低压塔釜出口与第二流体通道输入端相连；第一压缩机，所述第一压缩机的输入端与低压塔顶出口相连；高压塔，所述高压塔具有第三进料口、高压塔顶出口和高压塔釜出口；所述第三进料口与所述第十一液体通道的输出端相连，高压塔釜出口与第十三流体通道输入端相连；第二压缩机，所述第二压缩机的输入端与高压塔顶出口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种分离异丙醇和二异丙醚混合物的装置，其特征在于包括：第一换热器，所述第一换热器具有相互间隔的第一流体通道和第二流体通道；第二换热器，所述第二换热器具有相互间隔的第三流体通道和第四流体通道，第一流体通道的输出端与第三流体通道的输入端相连，第四流体通道的输出端与第一冷却器的输入端连接；第三换热器，所述第三换热器具有相互间隔的第五流体通道和第六流体通道；第三流体通道的输出端与第五流体通道的输入端相连；第四换热器，所述第四换热器具有相互间隔的第七流体通道和第八流体通道；第七流体通道输入端与低压塔釜出口连接，第七流体通道输出端与低压塔釜连接，第八流体通道的输入端与第一压缩机的输出端相连接，第八流体通道具有第一输出端和第二输出端；第五换热器，所述第五换热器具有相互间隔的第九流体通道和第十流体通道；第九流体通道输入端与第八流体通道的输出端相连；第六换热器，所述第六换热器具有相互间隔的第十一流体通道和第十二流体通道，第十一流体通道输入端与第九流体通道的输出端相连；第七换热器，所述第七换热器具有相互间隔的第十三流体通道和第十四流体通道，第十三流体通道输入端与高压塔釜出口连接，第十三流体通道输出端与高压塔釜连接，第十四流体通道的输入端与第二压缩机的输出端相连接，第十四流体通道具有第一输出端和第二输出端，第十四流体通道的第一输出端与第六通道的输入端相连，第二输出端与第十通道的输入端相连；低压塔，所述低压塔具有第一、二进料口，低压塔顶出口和低压塔釜出口，所述第一进料口与所述第五液体通道的输出端相连，所述第二进料口与所述第十液体通道的输出端相连，低压塔釜出口与第二流体通道输入端相连；第一压缩机，所述第一压缩机的输入端与低压塔顶出口相连；高压塔，所述高压塔具有第三进料口、高压塔顶出口和高压塔釜出口；所述第三进料口与所述第十一液体通道的输出端相连，高压塔釜出口与第十三流体通道输入端相连；第二压缩机，所述第二压缩机的输入端与高压塔顶出口相连。2.根据权利要求1所述的一种分离异丙醇和二异丙醚混合物的装置，其特征在于，还包括第一冷却器，所述第一次冷却器设在第四流体通道的输出端与低压塔的塔顶回流之间；第二冷却器，所述第二次冷却器与第二流体通道的输出端相连；第三冷却器，所述第三次冷却器与第六流体通道的输出端相连。3.根据权利要求1所述的一种分离异丙醇和二异丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶青，夏慧，冯申尧，吴卫忠，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32