[发明专利]一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法

权利要求书

1.一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法，其特征在于用于分离丙酮-异丙醇-水三元体系的装置主要包含以下部分：

丙酮塔T1，异丙醇塔T2，溶剂回收塔T3，换热器H1，预热器H2；其中丙酮塔T1、异丙醇塔T2、溶剂回收塔T3三塔的塔顶分别设有冷凝器和回流罐，塔底分别设有再沸器；丙酮塔T1塔底物流经管路3与换热器H1的冷物流进口相连，冷物流出口经管路4 与异丙醇塔T2相连，溶剂回收塔T3塔底物流经管路8与换热器H1的热物流入口相连，热物流出口经管路9与预热器H2相连；

采用一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法，其特征在于分离该三元体系主要包括以下步骤：

(1)丙酮-异丙醇-水三元混合物由预热器H2预热后，经管路1进入丙酮塔T1，塔顶物流经冷凝器C1冷凝回流罐D1收集后，一部分返回精馏塔，一部分作为高纯度的丙酮产品采出；塔底得到异丙醇-水混合物物流一部分经再沸器R1再沸后返回丙酮塔T1，一部分进入换热器H1，换热后进入异丙醇塔T2进一步分离；

(2)在异丙醇塔T2内，实现异丙醇-水的分离，萃取剂乙二醇自异丙醇塔T2上部进入塔内，来自丙酮塔T1塔底的物流经换热器H1换热后，完全被汽化，自丙醇塔T2下部以气体方式进料；异丙醇塔T2塔顶物流经冷凝器C2冷凝回流罐D2收集后，一部分返回精馏塔，一部分作为高纯度的异丙醇产品采出；塔底物流一部分经再沸器R2再沸后返回异丙醇塔T2，一部分经管路7进入溶剂回收塔T3 进行萃取剂的回收；

(3)在溶剂回收塔T3内，对萃取剂乙二醇进行回收，塔顶物流经冷凝器C3冷凝回流罐D3收集后，一部分返回精馏塔，一部分采出；塔底物流一部分经再沸器R3再沸后返回溶剂回收塔T3，一部分进入换热器H1，作为换热器H1的热源，经预热器H2换热后与补充萃取剂物流5混合后返回异丙醇塔T2循环利用；

(4)在换热器H1内实现热量集成，来自溶剂回收塔T3塔底的高纯度萃取剂物流与来自丙酮塔T1塔底的异丙醇-水的混合物流进行换热，达到节约能源的目的；

所述萃取剂乙二醇的溶剂比为5:1，所述溶剂比为萃取剂与丙酮塔T1塔底采出物料的质量比；

丙酮塔T1操作压力为1atm，理论塔板数为20～30块，进料板位置为8～13块塔板，回流比为1.8～4；异丙醇塔T2操作压力为1atm，理论塔板数为26～35块，异丙醇-水混合物进料位置为第18～25块塔板，萃取剂的进料位置为第4～8块塔板，回流比为1.5～3；溶剂回收塔T3操作压力为1atm，理论板数为12～17块，进料板位置为5～10块，回流比为1～3。

2.根据权利要求1所述的一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法，其特征在于：丙酮塔T1塔顶温度为55.8～56.8℃，塔底温度为79.8～80.5℃，异丙醇塔T2塔顶温度为81.7～82.6℃，塔底温度为145.8～146.8℃，溶剂回收塔T3塔顶温度为99.8～100.1℃，塔底温度为196.5～197.2℃。

3.根据权利要求1所述的一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法，其特征在于：以溶剂回收塔T3的塔釜采出物作为热源，为丙酮塔T1和异丙醇塔T2的进料物流加热；经过换热器H1热集成后，物料完全汽化，在异丙醇塔T2实现气体进料，异丙醇-水混合物物流的进料温度为89.9℃；经换热器H1换热、预热器H2冷却后萃取剂的温度为45℃。

4.根据权利要求1所述的一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法，其特征在于：待分离的丙酮-异丙醇-水体系中丙酮的质量分数为90％以上。

5.根据权利要求1所述的一种三塔热集成萃取精馏分离丙酮-异丙醇-水的方法，其特征在于：分离后丙酮的质量分数为99.85％以上，丙酮的回收率为99.98％以上，异丙醇的质量分数为99.98％以上，异丙醇的回收率为99.80％以上。