異丙醇脫水系統的製作方法
2023-06-13 04:27:51 1
專利名稱：異丙醇脫水系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於生產高純異丙醇的異丙醇脫水系統。
背景技術：
異丙醇是一種重要化工產品的基礎原料，主要用於製藥、化妝品、塑料、香料、塗料及電子工業中的脫水劑及清洗劑。在工業生產中，異丙醇被用作溶劑，並且可用於生產甲基異丁基酮。目前，工業上通常採用精餾的方法對低濃度異丙醇進行脫水處理，但異丙醇和水溶液存在最低恆沸點，因此，獲得的異丙醇含量低於87. 7% ;為獲取高純度異丙醇，主要通過加入用苯、異丙醚或二氯乙烷作為脫帶劑採用恆沸精餾的方法，但該方法能耗大，並且因為使用苯，有毒，易對環境造成汙染。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種環保、能耗低、異丙醇純度高的異丙醇脫水系統。本實用新型是這樣實現的一種異丙醇脫水系統，包括精餾塔，其特殊之處在於與精餾塔出口通過管道依次連接的空冷器或熱量輸出換熱器、回流罐、回流泵，所述回流泵與精餾塔頂部入口通過管道連通形成閉合循環管路，所述精餾塔的出口還與蒸汽滲透膜裝置相通，所述蒸汽滲透膜裝置滲餘物出口 ％與滲餘物冷凝器相通，蒸汽滲透膜裝置的滲透物出口 a2與滲透物儲罐通過管道相通，在蒸汽滲透膜裝置和滲透物儲罐連通的管道上設有滲透物冷凝器，滲透物儲罐出口 I3l與真空泵相連，滲透物儲罐出口 b2與精餾塔底部入口通過管道連通形成閉合循環管路，所述滲透物儲罐與精餾塔相通的管道上設有滲透物返回泵。所述蒸汽滲透膜裝置由殼體、兩塊隔板、通過隔板架設在殼體內的濾芯組成，所述殼體一端設有物料入口，所述的滲餘物出口 ％設在殼體的另一端，所述的滲透物出口 a2設在殼體周側面與對應濾芯處。所述濾芯材質為緻密高聚物膜、聚醯亞胺過濾膜或中空纖維膜。所述滲透物返回泵與精餾塔連通的管道上設有換熱器，所述蒸汽滲透膜裝置滲餘物出口經過換熱器與滲餘物冷凝器相通，滲餘物蒸汽與返回精餾塔的滲透物液體換熱，以進一步減低能耗。本實用新型的有益效果是I、從精餾塔頂出口的氣相直接進入蒸汽滲透膜裝置進行處理，符合蒸汽滲透膜裝置只能處理氣體的需要，節約能源。2、採用蒸汽滲透膜裝置利用濾芯的膜滲透方法實現對異丙醇和水的混合氣體的脫水處理，與傳統的恆沸精餾方法相比，能夠更為有效地分離出異丙醇中的水分，提高了異丙醇的濃度，且降低能耗，不引入其它化學試劑，避免了環境汙染。[0013]3、經真空泵抽真空，蒸汽滲透膜裝置濾芯的滲透側形成低壓，使濾芯的滲透側和截留側形成分壓差，為異丙醇和水的混合氣體的通過膜滲透過程提供動力，從而提高滲透分離過程的效率。4、滲透物儲罐內的液體在滲透物返回泵作用下重新進入精餾塔進行精餾脫水，循環分離，提高了物料的回收利用率。5、異丙醇的純度可達99. 7wt%，符合國家標準要求。
圖I是本實用新型(對應實施例I)異丙醇脫水系統的結構示意圖；圖2是本實用新型中蒸汽滲透膜裝置的結構示意圖；圖3是本實用新型(對應實施例2)異丙醇脫水系統的結構示意圖。圖中1-精餾塔，2-空冷器，3-回流罐，4-回流泵，5-蒸汽滲透膜裝置，6_滲餘物冷凝器，7-滲透物冷凝器，8-滲透物儲罐，9-真空泵，10-滲透物返回泵，11-熱量輸出換熱器，12-換熱器，501-殼體，502-隔板，503-濾芯，504-物料入口。
具體實施方式
實施例I如圖I、圖2所示，該異丙醇脫水系統，包括精餾塔1，與精餾塔I出口通過管道依次連接的空冷器2、回流罐3、回流泵4，所述回流泵4與精餾塔I頂部入口通過管道連通形成閉合循環管路，所述精餾塔I的出口還與蒸汽滲透膜裝置5相通，所述蒸汽滲透膜裝置5由殼體501、兩塊隔板502、通過隔板502架設在殼體501內的濾芯503組成，所述殼體501兩端分別設有物料入口 504、滲餘物出口 ％，在殼體501周側面與對應濾芯503處設有滲透物出口 a2。所述滲餘物出口 S1與滲餘物冷凝器6相通,所述滲透物出口 a2與滲透物儲罐8通過管道相通，在蒸汽滲透膜裝置5和滲透物儲罐8連通的管道上設有滲透物冷凝器7，滲透物儲罐8出口 Id1與真空泵9相連，滲透物儲罐8出口 b2與精餾塔I底部入口通過管道連通形成閉合循環管路，所述滲透物儲罐8與精餾塔I相通的管道上設有滲透物返回泵10。
生產時，濃度較低的異丙醇溶液首先進入精餾塔I進行精餾脫水，精餾塔I的塔頂壓力為常壓 7個大氣壓，溫度為80 150°C，在塔頂生成接近恆沸點的異丙醇和水的混合氣體(常壓下，恆沸物中含異丙醇87. 7%，水12. 3%)，一部分氣體通過管道進入空冷器2經過冷凝冷卻後，進入回流罐3，通過回流泵4進入精餾塔1，為精餾塔I的提供液相回流，另一部分氣體通過管道由物料入口 504進入蒸汽滲透膜裝置5，經隔板502進入濾芯503，濾芯503為緻密高聚物膜，由於水蒸氣在膜內的溶解擴散能力高於異丙醇蒸汽的溶解擴散能力，水蒸汽在真空泵9作用下優先透過膜，到達膜材料的外部滲透側，滲透物(水蒸汽及少量異丙醇的混合氣體)從滲透物出口 a2排出，在真空條件下經滲透物冷凝器7冷凝冷卻後進入滲透物儲罐8，滲透物儲罐8內的液體在滲透物返回泵10作用下重新進入精餾塔I進行精餾脫水；在膜材料的截留側，通過滲餘物出口 B1經過滲餘物冷凝器6冷凝冷卻後，得到小於恆沸物組成含水量的異丙醇產品，異丙醇最大純度可達99. 7%。實施例2如圖3所示，該異丙醇脫水系統，包括精餾塔1，與精餾塔I出口通過管道依次連接的熱量輸出換熱器11、回流罐3、回流泵4，所述回流泵4與精餾塔I頂部入口通過管道連通形成閉合循環管路，所述精餾塔I的出口還與蒸汽滲透膜裝置5相通，蒸汽滲透膜裝置5的結構如圖2所示，在滲透物出口 a2與滲透物儲罐8通過管道相通，在蒸汽滲透膜裝置5和滲透物儲罐8連通的管道上設有滲透物冷凝器7，滲透物儲罐8出口 Id1與真空泵9相連，滲透物儲罐8出口 b2與精餾塔I底部入口通過管道連通形成閉合循環管路，所述滲透物儲罐8與精餾塔I相通的管道上依次設有滲透物返回泵10、換熱器12，所述蒸汽滲透膜裝置5滲餘物出口經過換熱器12與滲餘物冷凝器6相通。生產時，濃度較低的異丙醇溶液首先進入精餾塔I進行精餾脫水，精餾塔I的塔頂壓力為常壓 7個大氣壓，溫度為80 150°C，在塔頂生成接近恆沸點的異丙醇和水的混合氣體(常壓下，恆沸物中含異丙醇87. 7%，水12. 3%)，一部分氣體通過管道進入熱量輸出換熱器11經過冷凝冷卻後，進入回流罐3，通過回流泵4進入精餾塔I，為精餾塔I的提供液相回流，另一部分氣體通過管道由物料入口 504進入蒸汽滲透膜裝置5殼體501，經隔板502 進入濾芯503，濾芯503為聚歐亞膠過濾膜，由於水蒸氣在膜內的溶解擴散能力高於異丙醇 蒸汽的溶解擴散能力，水蒸汽在真空泵9作用下優先透過膜，到達膜材料的外部滲透側，滲透物(水蒸汽及少量異丙醇的混合氣體)從滲透物出口 a2排出，在真空條件下經滲透物冷凝器7冷凝冷卻後進入滲透物儲罐8，滲透物儲罐8內的液體在滲透物返回泵10作用下經換熱器12重新進入精餾塔I進行精餾脫水；在膜材料的截留側，通過滲餘物出口經過換熱器12、滲餘物冷凝器6冷凝冷卻後，得到小於恆沸物組成含水量的異丙醇產品，異丙醇最大純度可達99. 7%。實施例3異丙醇脫水系統及生產過程與實施例2相同，蒸汽滲透膜裝置的濾芯選用中空纖維膜，所得的得到小於恆沸物組成含水量的異丙醇產品，異丙醇最大純度可達99. 7%。上述實施例I 實施例3中的緻密高聚物膜、聚醯亞胺過濾膜、中空纖維膜可相互替代。
權利要求1.ー種異丙醇脫水系統，包括精餾塔，其特徵在於與精餾塔出口通過管道依次連接的空冷器或熱量輸出換熱器、回流罐、回流泵，所述回流泵與精餾塔頂部入口通過管道連通形成閉合循環管路，所述精餾塔的出口還與蒸汽滲透膜裝置相通，所述蒸汽滲透膜裝置滲餘物出ロ S1與滲餘物冷凝器相通，蒸汽滲透膜裝置的滲透物出ロ a2與滲透物儲罐通過管道相通，在蒸汽滲透膜裝置和滲透物儲罐連通的管道上設有滲透物冷凝器，滲透物儲罐出ロh與真空泵相連，滲透物儲罐出ロ b2與精餾塔底部入口通過管道連通形成閉合循環管路，所述滲透物儲罐與精餾塔相通的管道上設有滲透物返回泵。
2.根據權利要求I所述的異丙醇脫水系統，其特徵在於所述蒸汽滲透膜裝置由殼體、兩塊隔板、通過隔板架設在殼體內的濾芯組成，所述殼體一端設有物料入ロ，所述的滲餘物出口 B1設在殼體的另一端，所述的滲透物出ロ a2設在殼體周側面與對應濾芯處。
3.根據權利要求I或2所述的異丙醇脫水系統，其特徵在於所述濾芯材質為緻密高聚物膜、聚醯亞胺過濾膜或中空纖維膜。
4.根據權利要求I所述的異丙醇脫水系統，其特徵在於所述滲透物返回泵與精餾塔連通的管道上設有換熱器，所述蒸汽滲透膜裝置滲餘物出ロ B1經過換熱器與滲餘物冷凝器相通。
專利摘要一種異丙醇脫水系統，包括精餾塔，與精餾塔出口通過管道依次連接的空冷器或熱量輸出換熱器、回流罐、回流泵，所述精餾塔的出口還與蒸汽滲透膜裝置相通，所述蒸汽滲透膜裝置滲餘物出口a1與滲餘物冷凝器相通，蒸汽滲透膜裝置的滲透物出口a2與滲透物儲罐通過管道相通，在蒸汽滲透膜裝置和滲透物儲罐連通的管道上設有滲透物冷凝器，滲透物儲罐出口b1與真空泵相連，滲透物儲罐出口b2與精餾塔底部入口通過管道連通形成閉合循環管路，所述滲透物儲罐與精餾塔相通的管道上設有滲透物返回泵。其優點能夠更為有效地分離出異丙醇中的水分，提高了異丙醇的濃度，節約能源，不引入其它化學試劑，避免了環境汙染，異丙醇的純度可達99.7wt%。
文檔編號B01D3/14GK202605993SQ201220288788
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者張成中, 趙金海, 喬濤, 姚玉瑞, 張健民, 葛玉林 申請人:中國石油集團東北煉化工程有限公司錦州設計院