本發(fā)明屬于化工分離純化領(lǐng)域，涉及一種丙酮、異丙醚共沸物體系的分離，特別是一種加入乙酸甲酯作為夾帶劑的新型變壓精餾分離丙酮、異丙醚物系的方法。
背景技術(shù)：
丙酮在工業(yè)上主要作為溶劑用于炸藥、塑料、橡膠、纖維、制革、油脂、噴漆等行業(yè)中，也可作為合成烯酮、醋酐、碘仿、聚異戊二烯橡膠、甲基丙烯酸甲酯、氯仿、環(huán)氧樹脂等物質(zhì)的重要原料。異丙醚是動物、植物及礦物性油脂的良好溶劑，是石蠟及樹脂的良好溶劑，工業(yè)上常將異丙醚和其他溶劑混合應(yīng)用于石蠟基油品的脫蠟工藝。作為溶劑應(yīng)用于制藥、無煙火藥、涂料及油漆清洗等方面。
在化工、制藥生產(chǎn)過程中，需要使用丙酮和異丙醚作為有機(jī)溶劑，往往會產(chǎn)生丙酮和異丙醚的混合物，為降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，需要對丙酮和異丙醚的混合物進(jìn)行分離，但丙酮與異丙醚形成共沸物，并且該體系的共沸現(xiàn)象具有壓力非敏感性，所以無法采用傳統(tǒng)的變壓精餾方法，加入乙酸甲酯，通過雙塔實(shí)行高低壓操作，可形成不同的精餾曲線，在新形成的精餾區(qū)域中對原物系組分進(jìn)行分離。
關(guān)于分離丙酮、異丙醚的分離，目前尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。
中國專利CN104478712A公開了一種萃取精餾分離乙酸甲酯和甲醇的方法，以氯化1-己基-3-甲基咪唑和溴化1-乙基-3-甲基咪唑?yàn)檩腿?，通過兩步萃取精餾進(jìn)行分離，但該方法進(jìn)行兩步萃取精餾，工藝復(fù)雜，不易操作。
中國專利CN102795957A公開了一種萃取精餾分離間甲乙苯和對甲乙苯的方法，以含氮類化合物為萃取劑，但該萃取劑對間甲乙苯和對甲乙苯分離效率低，萃取劑用量大，能耗高。
中國專利CN104119202A公開了一種分離變壓精餾分離甲醇和丙酮的方法，基于熱集成工藝形成了節(jié)能機(jī)制，但是該設(shè)備比較繁瑣，操作麻煩。
中國專利CN105111046A公開了一種萃取精餾分離異丙醇和異丙醚共沸混合物的新工藝，以新興的離子液體[emim]+[BF4]-、[bmim]+[BF4]-為萃取劑，但是該工藝采用的萃取劑價(jià)格昂貴，不利于大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。
本發(fā)明采用以乙酸甲酯作為夾帶劑的新型變壓精餾的方法。原丙酮、異丙醚物系存在共沸現(xiàn)象，且該共沸物系為非壓力敏感性體系，無法采用傳統(tǒng)的變壓精餾的方法進(jìn)行分離，發(fā)明在原物系的基礎(chǔ)之上引入乙酸甲酯，與原物系中的丙酮形成另一壓敏性共沸物系，然后雙塔在不同的壓力下進(jìn)行精餾操作，使得原物系中物質(zhì)在新形成的精餾區(qū)域中得以分離出來，加入的乙酸甲酯在操作系統(tǒng)中以少量補(bǔ)加的方式循環(huán)。本發(fā)明尤其適合丙酮在原物系中質(zhì)量組成占60％以上的丙酮、異丙醚物系。本發(fā)明提出了一種新型的變壓精餾方法，解決了非壓敏性的丙酮、異丙醚分離困難的問題，工藝簡單，操作合理，可得到高純度的丙酮、異丙醚產(chǎn)品，節(jié)約成本的同時(shí)保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
[要解決的技術(shù)問題]
本發(fā)明的目的是提供一種在乙酸甲酯作為夾帶劑參與下的新型變壓精餾分離丙酮、異丙醚混合物的分離裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用所述裝置變壓精餾分離丙酮異丙醚混合物的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供乙酸甲酯在此新型變壓精餾分離丙酮異丙醚混合物中作為夾帶劑的用途。
[技術(shù)方案]
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種乙酸甲酯作為夾帶劑參與下的新型變壓精餾分離丙酮、異丙醚共沸物系的方法，其特征在于該方法使用具有如下組成的裝置：
該方法包括減壓閥(V1)，高壓塔(HT)，冷凝器(C1)，回流罐(A1)，加壓泵(P1)，再沸器(R1)，減壓閥(V2)，低壓塔(LT)，冷凝器(C2)，回流罐(A2)，加壓泵(P2)，加壓泵(P3)，再沸器(R2)，其中高壓塔塔頂、冷凝器(C1)、回流罐(A1)、加壓泵(P1)、減壓閥(V2)、低壓塔進(jìn)料口依次以管路連接，高壓塔(HT)塔底、再沸器(R1)依次以管道連接，低壓塔塔頂、冷凝器(C2)、回流罐(A2)、加壓泵(P2)、加壓泵(P3)、高壓塔循環(huán)物料進(jìn)料口依次以管路連接，低壓塔塔底、再沸器(R2)依次以管路連接。
該新型變壓精餾工藝分離丙酮、異丙醚體系的方法包括如下步驟：
(1)丙酮、異丙醚混合物料經(jīng)減壓閥(V1)輸送進(jìn)入高壓塔(HT)進(jìn)行一次精餾，高壓塔(HT)塔頂物流經(jīng)過冷凝器(C1)進(jìn)行冷凝，隨后進(jìn)入回流罐(A1)，回流罐(A1)中物料部分經(jīng)加壓泵(P1)回流進(jìn)入高壓塔(HT)，部分則作為物料進(jìn)入低壓塔(LT)進(jìn)行二次精餾；
(2)部分高壓塔(HT)塔底物料進(jìn)入再沸器(R1)進(jìn)行再沸后進(jìn)入高壓塔(HT)，部分則作為丙酮產(chǎn)物采出；
(3)低壓塔(LT)塔頂?shù)奈锪鹘?jīng)過冷凝器(C2)進(jìn)行冷凝，隨后進(jìn)入回流罐(A2)，回流罐中(A2)部分物料由管路經(jīng)加壓泵(P2)回流入低壓塔(LT)，部分物流則經(jīng)過外部第三組分補(bǔ)加后經(jīng)加壓泵(P3)循環(huán)回高壓塔(HT)進(jìn)行再次精餾；
(4)低壓塔(LT)塔底部分物流經(jīng)再沸器(R2)再沸后進(jìn)入低壓塔(LT)，部分則作為異丙醚產(chǎn)物采出。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于，高壓塔(HT)理論板數(shù)40塊，進(jìn)料板位置20～28，循環(huán)物流進(jìn)料板位置10～15；低壓塔(LT)理論板數(shù)20塊，進(jìn)料板位置8～12。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于；高壓塔(HT)塔頂溫度90～110℃，塔底溫度115～130℃，低壓塔(LT)塔頂溫度15～25℃，塔底溫度50～65℃。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于；高壓塔(HT)操作壓力為5atm，回流比為1～2.5，低壓塔(LT)操作壓力為0.3atm，回流比為1～2。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于，分離后丙酮的純度為99.80％～99.99％，丙酮的回收率為99.80％～99.99％，異丙醚的純度為99.82％～99.99％，異丙醚的回收率為99.82％～99.99％。
所述的先高壓塔精餾、再常壓塔，以乙酸甲酯作為夾帶劑的精餾方法分離丙酮、異丙醚共沸物系的裝置在精餾分離原進(jìn)料組成中丙酮質(zhì)量組成占60％以上的丙酮、異丙醚共沸物體系中的應(yīng)用。
在本發(fā)明所涉及的丙酮、異丙醚共沸物系情形下，由于丙酮、異丙醚形成了共沸物，并且該共沸物具有非壓力敏感性，即共沸組成隨壓了的改變共沸組成變化較小，這一特點(diǎn)使得其與簡單的二元共沸物大不相同，分離難度也明顯加大，所以使用單純變壓方法無法實(shí)現(xiàn)有效分離，目前還沒尋找到合適的萃取劑對該物系進(jìn)行分離，本申請克服現(xiàn)有技術(shù)中缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)乙酸甲酯與原物系中的丙酮可以形成新的共沸物，并且為壓力敏感性共沸物系，利用雙塔變壓在新形成的精餾區(qū)域中進(jìn)行原進(jìn)料物系的分離，所以提出了一種先高壓塔精餾、再低壓塔精餾以乙酸甲酯作為夾帶劑分離丙酮、異丙醚共沸物系的方法。
本發(fā)明利用丙酮與異丙醚可形成非壓敏性共沸體系，乙酸甲酯和丙酮可形成壓敏性共沸體系這一特性，采用兩塔差壓引入夾帶劑精餾的方法，實(shí)現(xiàn)二者的有效分離。該方法解決了現(xiàn)階段對于非壓敏性共沸物分離困難的難題，降低了分離成本，提高了產(chǎn)品純度。
本發(fā)明提供一種工藝簡單、易于實(shí)現(xiàn)的新型雙塔變壓精餾分離裝置，以及使用該裝置引入夾帶劑分離丙酮質(zhì)量組成大于60％的丙酮、異丙醚共沸物系的方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于，高壓塔(HT)理論板數(shù)40塊，進(jìn)料板位置20～28，循環(huán)物流進(jìn)料板位置10～15；低壓塔(LT)理論板數(shù)20塊，進(jìn)料板位置8～12。
本發(fā)明為引入夾帶劑的新型雙塔變壓精餾分離丙酮、異丙醚物系方法，具體描述如下：
常溫下，丙酮、異丙醚混合液經(jīng)管路1先經(jīng)由減壓閥V1輸送至高壓塔(HT)，進(jìn)行一次精餾分離丙酮、異丙醚、乙酸甲酯混合物。塔內(nèi)液體流至塔底，部分物料經(jīng)管路3作為丙酮產(chǎn)品采出，部分物料則進(jìn)入塔底再沸器R1，加熱后產(chǎn)生上升蒸汽經(jīng)管路2進(jìn)入高壓塔(HT)內(nèi)。塔頂蒸汽在塔頂冷凝器C1中與冷卻水換熱，全部冷凝，冷凝下來的液體收集在回流罐A1中，部分冷凝液經(jīng)管路4回流返回高壓塔(HT)內(nèi)，部分冷凝液D1經(jīng)減壓閥V2進(jìn)入低壓塔進(jìn)行二次精餾。
物流輸送至低壓塔(LT)進(jìn)行二次精餾。一部分塔頂混合產(chǎn)物經(jīng)管路8作為循環(huán)物料循環(huán)回高壓塔(HT)，另一部則由加壓泵P2經(jīng)管路6回流入減壓塔(LT)。塔低產(chǎn)物部分經(jīng)再沸器(R2)加熱再沸后進(jìn)入低壓塔(LT)，部分則作為異丙醚產(chǎn)品采出。
本發(fā)明中，高壓塔(HT)操作壓力為5atm，塔頂溫度90～110℃，塔底溫度115～130℃，理論板數(shù)40塊，進(jìn)料板位置20～28，循環(huán)物流進(jìn)料板位置10～15，回流比1～2.5；低壓塔(LT)塔操作壓力為0.3atm，塔頂溫度15～25℃，塔底溫度50～65℃，理論板數(shù)20塊，進(jìn)料板位置8～12，回流比1～2。以上壓力數(shù)值均表示絕對壓力。
使用該方法能同時(shí)獲得丙酮及異丙醚產(chǎn)品，丙酮的純度為99.80％～99.99％，異丙醚的純度為99.82％～99.99％；
使用該方法能同時(shí)獲得丙酮及異丙醚產(chǎn)品，丙酮的回收率為99.80％～99.99％，異丙醚的回收率為99.82％～99.99％。
[有益效果]
本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，主要有以下有益效果：
(1)提出了一種分離非壓敏性共沸物系的方法。
(2)夾帶劑的回收簡單，夾帶劑簡單易得，工藝簡單，裝置合理。
(3)丙酮、異丙醚產(chǎn)品收率提高。
【附圖說明】
圖1是分離丙酮、異丙醚共沸物系的新型高低壓雙塔變壓精餾示意圖，其中HT-高壓塔；LT-低壓塔；A1，A2-回流罐；C1，C2-塔頂冷凝器；R1，R2-塔底再沸器；P1，P2，P3-加壓泵；V1，V2-減壓閥；數(shù)字表示管路。
【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例1
進(jìn)料流量為1000kg/h，溫度30℃，壓力6atm(絕壓)，質(zhì)量組成：丙酮60％，異丙醚40％。高壓塔(HT)理論板數(shù)40塊，在第20塊進(jìn)料，循環(huán)物流在高壓塔(HT)第11塊板進(jìn)料，回流比為1，塔頂溫度為90℃，塔底溫度為115℃。低壓塔(LT)理論板數(shù)20塊，在第12塊進(jìn)料，回流比為1，塔頂溫度為15℃，塔底溫度為55℃。
分離后：丙酮產(chǎn)品質(zhì)量純度達(dá)99.8％；異丙醚產(chǎn)品質(zhì)量純度達(dá)99.82％；丙酮的收率達(dá)99.89％；異丙醚的收率達(dá)99.85％。
實(shí)施例2：
進(jìn)料流量為1000kg/h，溫度30℃，壓力1atm(絕壓)，質(zhì)量組成：丙酮70％，異丙醚30％。高壓塔(HT)理論板數(shù)40塊，在第28塊進(jìn)料，循環(huán)物流在高壓塔(HT)第13塊板進(jìn)料，回流比為1.5，塔頂溫度為96℃，塔底溫度為125℃。低壓塔(LT)理論板數(shù)20塊，在第8塊進(jìn)料，回流比為1.5，塔頂溫度為20℃，塔底溫度為50℃。
分離后：丙酮產(chǎn)品質(zhì)量純度達(dá)99.99％；異丙醚產(chǎn)品質(zhì)量純度達(dá)99.99％；丙酮的收率達(dá)99.9％；異丙醚的收率達(dá)99.92％。
實(shí)施例3：
進(jìn)料流量為1000kg/h，溫度30℃，壓力1atm(絕壓)，質(zhì)量組成：丙酮85％，異丙醚15％。高壓塔(HT)理論板數(shù)40塊，在第26塊進(jìn)料，循環(huán)物流在高壓塔(HT)第10塊板進(jìn)料，回流比為2.5，塔頂溫度為110℃，塔底溫度為130℃。低壓塔(LT)理論板數(shù)20塊，在第10塊進(jìn)料，回流比為1，塔頂溫度為25℃，塔底溫度為60℃。
分離后：丙酮產(chǎn)品質(zhì)量純度達(dá)99.92％；異丙醚產(chǎn)品質(zhì)量純度達(dá)99.9％；丙酮的收率達(dá)99.8％；異丙醚的收率達(dá)99.82％。
實(shí)施例4：
進(jìn)料流量為1000kg/h，溫度30℃，壓力1atm(絕壓)，質(zhì)量組成：丙酮95％，異丙醚5％。高壓塔(HT)理論板數(shù)40塊，在第25塊進(jìn)料，循環(huán)物流在高壓塔(HT)第15塊板進(jìn)料，回流比為1.9，塔頂溫度為98℃，塔底溫度為125℃。低壓塔(LT)理論板數(shù)20塊，在第11塊進(jìn)料，回流比為2，塔頂溫度為19℃，塔底溫度為65℃。
分離后：丙酮產(chǎn)品質(zhì)量純度達(dá)99.95％；異丙醚產(chǎn)品質(zhì)量純度達(dá)99.93％；丙酮的收率達(dá)99.99％；異丙醚的收率達(dá)99.99％。