在農藥、醫藥、精細化工的生產過程中都要用到有機溶劑,如甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙腈等,使用后的有機溶劑含有大量的水需進行脫除回收再利用。一般采用傳統的填料塔等氣液傳質設備通過精餾的手段來處理,在塔設備中的常規重力場作用下,液膜流動緩慢、傳質系數低,所以設備體積龐大、空間利用率低、生產效率低。
超重力床是利用超重力技術原理強化氣液傳質過程的一種新型設備,其實質是利用旋轉的離心力場來代替常規的重力場,使得氣液兩相的相對速度大大提高,相界面更新加快,生產強度成倍提高,極大地強化氣液傳質過程,達到增加效率、縮小設備和降低能耗的目的。
技術實現要素:
本發明旨在提供一種乙醇-水物系超重力精餾分離方法,超重力技術為技術支持,以折流式超重力旋轉床為精餾分離單元,精確地控制分離的溫度和壓力、旋轉床的轉速、進料量和回流比,可以大大縮短分離時間,提升回收乙醇的純度和回收效率,節約分離設備的占地空間,可以實現工業化生產、工藝簡單、能耗低的乙醇-水物系超重力精餾分離方法。
為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案:
一種乙醇-水物系超重力精餾分離方法的分離裝置,如圖1所示,由乙醇-水儲罐、乙醇-水流量計、再沸器、折流式超重力床、調速電機、乙醇-水泵、釜液泵、成品泵、成品儲罐、成品流量計、冷凝器、回流流量計及相應連接閥門管道組成。
一種乙醇-水物系超重力精餾分離方法,采用圖1所示的分離工藝流程:
(1)分離體系為體積分數20~50%的乙醇-水,由乙醇-水儲罐經泵輸送至折流式超重力床,由乙醇-水流量計計量;
(2)折流式超重力床底部液體經釜液泵到再沸器加熱到設定溫度后返回折流式超重力床;
(3)折流式超重力床以特定的轉速由調速電機帶動高速旋轉,并控制折流式超重力床內溫度和壓力;
(4)折流式超重力床頂部流出成分經冷凝器冷凝,部分冷凝液經成品泵回流至折流式超重力床;
(5)折流式超重力床頂部流出成分經冷凝器冷凝,部分冷凝液經成品泵輸送至成品儲罐。
一種乙醇-水物系超重力精餾分離方法,采用以下操作步驟和操作參數:
(1)分離體系為體積分數20~50%的乙醇-水,由乙醇-水儲罐經泵輸送至折流式超重力床,由乙醇-水流量計計量乙醇-水的進料量,并測定乙醇-水的進料溫度;
(2)折流式超重力床底部液體經釜液泵到再沸器,經再沸器加熱到80~110℃后返回折流式超重力床,壓力控制在0.1~0.35MPa,加熱溫度隨折流式超重力床內壓力變化而變化;
(3)折流式超重力床以1000~1200r/min轉速由調速電機帶動旋轉,折流式超重力床內壓力由轉速和進料壓力和再沸器循環壓力串級控制在0.1~0.35MPa;溫度由進料溫度再沸器出料溫度與回流溫度串級控制在80~110℃;
(4)折流式超重力床頂部餾出成分經冷凝器冷凝,冷凝溫度在5~40℃,部分冷凝液經成品泵回流至折流式超重力床,回流比控制在1.5~3.5;
(5)折流式超重力床頂部流出成分經冷凝器冷凝,部分冷凝液經成品泵輸送至成品儲罐。
本發明的有益效果是:
本發明提供了一種乙醇-水物系超重力精餾分離方法,以折流式超重力旋轉床為精餾分離單元,精確地控制分離的溫度和壓力、旋轉床的轉速、進料量和回流比,可以大大縮短分離時間,提升回收乙醇的純度和回收效率,節約常規精餾塔設備的占地空間,工藝簡單、能耗低,可以實現工業化生產,較于傳統的精餾方法有更精細、更安全、更高效的特點,節能效果顯著,經濟效益和社會效益良好。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明:
一種乙醇-水物系超重力精餾分離裝置,如圖1所示,由乙醇-水儲罐1、乙醇-水泵2、乙醇-水流量計3、再沸器4、釜液泵5、折流式超重力床6、調速電機7、成品儲罐8、成品流量計9、成品泵10、冷凝器11、回流流量計12與相應連接管道組成。
一種乙醇-水物系超重力精餾分離方法,采用圖1所示的分離工藝流程:
(1)分離體系為體積分數20~50%的乙醇-水,由乙醇-水儲罐1經乙醇-水泵2輸送至折流式超重力床6,由乙醇-水流量計3計量;
(2)折流式超重力床6底部液體經釜液泵5到再沸器4加熱到設定溫度后返回折流式超重力床6;
(3)折流式超重力床6以特定的轉速由調速電機7帶動高速旋轉,并控制折流式超重力床6內溫度和壓力;
(4)折流式超重力床6頂部餾出成分經冷凝器11冷凝,部分冷凝液經成品泵10經回流流量計12計量,回流至折流式超重力床6;
(5)折流式超重力床6頂部餾出成分經冷凝器11冷凝,部分冷凝液經成品泵10輸送至成品儲罐8。
一種乙醇-水物系超重力精餾分離方法,采用以下操作步驟和操作參數:
(1)分離體系為體積分數20~50%的乙醇-水,由乙醇-水儲罐1經乙醇-水泵2輸送至折流式超重力床6,由乙醇-水流量計3計量乙醇-水的進料量,并測定乙醇-水的進料溫度;
(2)折流式超重力床6底部液體經釜液泵5到再沸器4,經再沸器4加熱到80~110℃后返回折流式超重力床6,壓力控制在0.1~0.35MPa,加熱溫度隨折流式超重力床6內壓力變化而變化;
(3)折流式超重力床6以1000~1200r/min轉速由調速電機7帶動旋轉,折流式超重力床6內壓力由轉速和進料壓力和再沸器4循環壓力串級控制在0.1~0.35MPa;溫度由進料溫度再沸器4出料溫度與回流溫度串級控制在80~110℃;
(4)折流式超重力床6頂部餾出成分經冷凝器11冷凝,冷凝溫度在5~40℃,部分冷凝液經成品泵10回流至折流式超重力床6,回流比控制在1.5~3.5;
(5)折流式超重力床6頂部流出成分經冷凝器11冷凝,部分冷凝液經成品泵10輸送至成品儲罐。
實施例舉例:折流式超重力床轉子直徑630mm,2層轉子,連續精餾,進料乙醇-水的乙醇體積分數40%,回流比2.5,所得乙醇的體積分數95%,再沸器殘夜乙醇的體積分數0.5%,產品出料量4.5t/d。
本發明不受上述實施例的限制,在不脫離本發明精神和范圍的前提下,本發明還會有各種變化和改進,這些變化和改進都在本發明的保護范圍內。