三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法技术

本发明专利技术公开一种三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法，本发明专利技术基于丁酮/异丙醇/正庚烷共沸物组成下压力敏感性特点，采用三塔变压精馏工艺实现其高纯度分离，给出了高效分离丁酮/异丙醇/正庚烷混合物的分离序列及最佳压力，丁酮、异丙醇、正庚烷产品纯度均在99.9％以上；此外，本发明专利技术为所提出的工艺过程提供了一种基于温度和组分的PID控制方法，该方法可以在进料流量和组成

【技术实现步骤摘要】
三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法


[0001]本专利技术涉及化工分离纯化中多元共沸混合物分离领域，尤其涉及一种三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法。

技术介绍

[0002]丁酮(CH3COCH2CH3)、异丙醇(C3H8O)、正庚烷(C7H16)均是重要的有机化工溶剂。在解热镇痛药生产过程中会产生含有丁酮、异丙醇和正庚烷的废液。由于常压下丁酮、异丙醇和正庚烷之间两两共沸，且三组分之间会形成三元共沸物，普通精馏方法难以有效分离，目前没有有效分离丁酮
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异丙醇
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正庚烷的特殊精馏方法。
[0003]专利(CN105254532A)公开了一种三塔变压精馏分离丁酮
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异丙醇
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乙醇三元共沸物的方法，该混合物在常压下两两之间形成共沸物，利用共沸混合物压力敏感特点，实现丁酮
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异丙醇
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乙醇在不同操作压力下的高效分离回收。该方法适用于分离丁酮
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异丙醇
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乙醇等两两形成共沸物的体系，不适用分离丁酮
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异丙醇
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正庚烷共沸物，且此专利没有实现动态控制。
[0004]专利(CN106916050A)公开了一种用于低碳混合醇的分离系统及其使用方法，适用于低碳混合醇的脱水，该专利给出了单塔精馏分离的单塔动态控制策略，相较于本专利的三塔变压控制，单塔控制需要控制的变量少而简单，控制难度低于本专利。
[0005]专利(CN107311832A)公开了一种适用于苯
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异丁醇混合物分离的两塔变压精馏的控制系统，相比本专利的三塔变压控制策略，该控制系统未使用组分控制器，未实现对产品纯度的精准控制。
[0006]因此，利用丁酮、异丙醇和正庚烷三元共沸体系在不同压力下表现出不同共沸行为的特点，寻求一种变压精馏分离工艺及该工艺的控制方法实现有效分离丁酮、异丙醇和正庚烷三元共沸体系尤为重要。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术提供了一种三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法，基于共沸物组成压力敏感性特点，采用三个不同操作压力的精馏塔，实现丁酮
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异丙醇
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正庚烷的高效分离。
[0008]为了实现上述技术方案，本专利技术提供了一种三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：丁酮分离，包含80％丁酮、10％异丙醇和10％正庚烷的原料混合液自中部输送至丁酮塔，丁酮塔的塔底得到丁酮产品，丁酮塔的塔顶蒸汽经冷凝器冷凝，部分回流进入丁酮塔，部分物流进入正庚烷塔；
[0010]步骤二：正庚烷分离，正庚烷塔的底部得到正庚烷产品，正庚烷塔的塔顶蒸汽经冷凝器冷凝，部分回流进入正庚烷塔，部分物流经输送到异丙醇塔；
[0011]步骤三：异丙醇分离，异丙醇塔的底部得到异丙醇产品，塔顶蒸汽经冷凝器冷凝，
部分回流进入异丙醇塔，部分物流进入丁酮塔T1。
[0012]进一步改进在于：所述丁酮塔上设置有流量控制器，由所述流量控制器来对丁酮
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异丙醇
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正庚烷原料混合液进行进料流量的控制，所述流量控制器为反向控制。
[0013]进一步改进在于：所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔上都连接有回流罐，并在每个回流罐内设置有液位控制器，且在每个塔的顶部均设置有压力控制器，塔内均设置有灵敏板温度控制器，塔底设置有组分控制器。
[0014]进一步改进在于：所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的塔釜液位通过调整塔底采出量控制，并且三个塔内的液位控制器均为正向控制；
[0015]所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的回流罐的液位通过调整塔顶的采出量控制，回流罐的液位控制器均为正向控制；
[0016]所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的塔顶压力通过相应的塔顶冷凝器功率控制，三个塔的压力控制器均为为反向控制；
[0017]所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的灵敏板温度通过控制再沸器热负荷控制，灵敏板温度控制器均为反向控制；
[0018]所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的塔底产品纯度通过调节温度控制器设定值控制，并且组分控制器为反向控制。
[0019]进一步改进在于：根据斜率判断依据，将塔内温度分布最为陡峭的塔板作为温度灵敏板。
[0020]进一步改进在于：所述丁酮
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异丙醇
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正庚烷原料混合液中包含80％丁酮、10％异丙醇和10％正庚烷。
[0021]进一步改进在于：所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔上的操作压力各不相同。
[0022]进一步改进在于：分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元混合物的稳态工艺为三塔变压精馏工艺，该工艺的操作压力、分离顺序是为高效分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物而专门进行设计，塔顶压力各不相同，所述分离丁酮/异丙醇/正庚烷的工艺的两种动态控制方案是为该变压精馏流程设计的动态控制方案，一种方案为纯温度控制方法，另一种为组分直接控制方法；
[0023]纯温度控制方法方案可在
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20％～+20％流量及组分扰动下，有效抵抗扰动影响，使产品纯度在20小时内恢复至99％以上，组分直接控制方法方案可实现在
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20％～+20％流量及组分扰动下，有效抵抗扰动影响，使产品纯度在15小时内恢复至99.9％以上
[0024]进一步改进在于：纯温度控制方法及各控制器控制行为如下：
[0025](1)丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔塔顶的回流罐液位均由液位控制器通过调节塔顶物流采出控制，液位控制器的控制作用均为正向控制；
[0026](2)丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔塔顶的塔釜液位均由液位控制器通过调节塔底物流采出控制，液位控制器的控制作用均为正向控制；
[0027](3)丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔塔顶的塔顶压力均由压力控制器通过调节塔顶冷凝器功率控制，压力控制器的控制作用均为反向控制；
[0028](4)丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的灵敏板温度均由温度控制器调节塔底再沸器热负荷控制，温度控制器的控制作用均为反向控制；
[0029](5)丁酮塔进料流量通过流量控制器控制，该流量控制器的控制作用为反向控制。
[0030]进一步改进在于：组分直接控制方法及各控制器控制行为如下：
[0031](1)丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔塔顶的回流罐液位均由液位控制器通过调节塔顶物流采出控制，液位控制器的控制作用均为正向控制；
[0032](2)丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔塔顶的塔釜液位均由液位控制器通过调节塔底物流采出控制，液位控制器的控制作用均为正向控制；
[0033](3)丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔塔顶的塔顶压力均由压力控制器通过调节塔顶冷凝器功率控制，压力控制器的控制作用均为反向控制；
[0034](4)丁酮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：丁酮分离，丁酮
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异丙醇
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正庚烷原料混合液自中部输送至丁酮塔，丁酮塔的塔底得到丁酮产品，丁酮塔的塔顶蒸汽经冷凝器冷凝，部分回流进入丁酮塔，部分物流进入正庚烷塔；步骤二：正庚烷分离，正庚烷塔的底部得到正庚烷产品，正庚烷塔的塔顶蒸汽经冷凝器冷凝，部分回流进入正庚烷塔，部分物流经输送到异丙醇塔；步骤三：异丙醇分离，异丙醇塔的底部得到异丙醇产品，塔顶蒸汽经冷凝器冷凝，部分回流进入异丙醇塔，部分物流进入丁酮塔T1。2.根据权利要求1所述的三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法，其特征在于：所述丁酮塔上设置有流量控制器，由所述流量控制器来对丁酮
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异丙醇
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正庚烷原料混合液进行进料流量的控制，所述流量控制器为反向控制。3.根据权利要求1所述的三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法，其特征在于：所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔上都连接有回流罐，并在每个回流罐内设置有液位控制器，且在每个塔的顶部均设置有压力控制器，塔内均设置有灵敏板温度控制器，塔底设置有组分控制器。4.根据权利要求3所述的三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法，其特征在于：所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的塔釜液位通过调整塔底采出量控制，并且三个塔内的液位控制器均为正向控制；所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的回流罐的液位通过调整塔顶的采出量控制，回流罐的液位控制器均为正向控制；所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的塔顶压力通过相应的塔顶冷凝器功率控制，三个塔的压力控制器均为为反向控制；所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的灵敏板温度通过控制再沸器热负荷控制，灵敏板温度控制器均为反向控制；所述丁酮塔、正庚烷塔和异丙醇塔的塔底产品纯度通过调节温度控制器设定值控制，并且组分控制器为反向控制。5.根据权利要求1所述的三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元共沸物方法，其特征在于：根据斜率判断依据，将塔内温度分布最为陡峭的塔板作为温度灵敏板。6.根据权利要求1所述的三塔变压精馏分离丁酮/异丙醇/正庚烷三元...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐啟蕾，孙得峰，牛成群，单宝明，张方坤，朱兆友，王英龙，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：