[發明專利]一種熱泵精餾分離異戊醇同分異構體的工藝及裝置

有效

• 申請號: 201210402992.1
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102875329A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 朱兆友;王英龍;馬藝心;張方坤;王維獻;張來英;余小軍;孫桂鑫
• 申請（專利權）人: 莒南縣凱利化工有限公司
• 主分類號: C07C31/125
• 分類號: C07C31/125;C07C29/80
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技術領域

本發明屬于化工分離及節能改造技術領域，具體涉及一種熱泵精餾分離異戊醇同分異構體的工藝及裝置。?

背景技術

雜醇油是發酵法生產酒精的副產物。我國發酵酒精產量約600萬噸，其中雜醇油占0.3％。異戊醇又名3-甲基丁醇，與其同分異構體2-甲基丁醇(俗稱光學異戊醇)是構成雜醇油的主要成分。?

目前，國內多使用兩種同分異構體的混合物，其質量分數約為2-甲基丁醇15％，3-甲基丁醇85％，用作香料的起始原料，也做進一步反應生成醛類、縮醛、酸類以及酯類等產品。其混合物生產相對容易，但附加值比較低。2-甲基丁醇以其特殊的手性結構成為合成手性液晶材料的重要中間體，目前國內高純的2-甲基丁醇基本依賴進口，實現異戊醇同分異構的分離具有更大的附加值。?

異戊醇與其同分異構體2-甲基丁醇，常溫下，均是無色、有不愉快氣味的液體。微溶于水，可混溶于醇、醚等有機溶劑。兩者沸點差僅為2.8℃，相對揮發度1.078，分子量、分子體積、極化度相同。異戊醇同分異構體高純度分離難，耗能大。目前國內外分離異戊醇同分異構體主要采用精餾的方法：如普通精餾、共沸精餾(U.S.5,658,436、U.S.3,356,593、U.S.5,360,520)、萃取精餾(李肖華在《浙江工業大學學報》，1998，26(2)：104-107的“分離旋性戊醇與異戊醇萃取劑的選擇”一文中有所說明)、精密精餾(CN100369875C、CN1181026C)等。?

異戊醇同分異構體2-甲基丁醇、3-甲基丁醇分離節能技術的應用較少，專利CN102010292將塔頂蒸汽的熱能對原料進料進行預熱，取得較好的分離效果，但并未對其節能效益進行闡述。?

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種熱泵精餾分離異戊醇同分異構體的工藝及裝置，該裝置操作簡單，安全可靠，高效節能。所述裝置包括精餾塔、熱泵、再沸器、驅動換熱器、泵、閥門等，將精餾塔塔頂的氣體經熱泵壓縮成為過熱蒸汽，然后，作為塔底液體的熱源與再沸器換熱，換熱后的過熱蒸汽冷卻為液體，部分液體經泵打回到塔頂高處作為回流，?部分液體作為塔頂出料。?

本發明的技術方案為：一種熱泵精餾分離異戊醇同分異構體的工藝及裝置，包括精餾塔、熱泵、再沸器、緩沖罐、驅動換熱器和回流泵，所述精餾塔設有塔頂汽相口和塔頂出料口，塔頂汽相口通過管道與熱泵的入口密閉連接，再沸器設有殼程入口、殼程出口、管程入口和管程出口，所述殼程入口通過管道與熱泵的出口密閉連接，所述再沸器管程入口通過管道與所述精餾塔的塔底密閉連接，管程出口通過管道與所述精餾塔下部汽相口連接，殼程出口與緩沖罐相連接，緩沖罐底部有液相出料口，液相出料口與回流泵的入口連接，回流泵的出口分兩股物流，一股物流通過管道與精餾塔的塔頂回流口連接，一股物流作為塔頂出料。?

分離工藝為：驅動換熱器在系統啟動時為精餾塔提供熱能，操作穩定后，啟動熱泵系統，驅動換熱器轉換為備用換熱器，精餾塔塔頂蒸汽經熱泵壓縮后，出口蒸汽的壓力、溫度升高，升溫升壓后的蒸汽進入再沸器冷凝換熱，換熱后的蒸汽冷凝為液體，部分液體經回流泵回塔頂作為回流，部分作為塔頂出料；蒸汽在再沸器殼程中被冷凝的同時，由精餾塔塔底液相物料進入再沸器管程，管程液體被加熱，部分汽化返回精餾塔，從而維持精餾過程的連續進行，部分由塔底出料口排出作為塔底產品。?

精餾塔還設有一個進料口和一個塔底出料口，進料口位置在精餾塔塔高的2/10-5/10，所述塔底出料口通過一個塔底出料控制閥門與精餾塔密閉連接。?

所述的熱泵為有機蒸汽壓縮機。?

進料口的進料的組分中，2-甲基丁醇含量按質量百分比占整個進料的5％-90％，精餾塔工作壓力為0.01-0.05MPa，精餾塔回流比為50-70。?

3-甲基丁醇純度在99.0％以上，回收率大于99％。?

2-甲基丁醇純度在99.0％以上，回收率大于99％。?

再沸器為臥式換熱器。?

本發明的有益效果為：?

1)本發明所需要的載熱介質是現成的，在普通精餾異戊醇生產裝置的基礎上，增設一套熱泵系統，省去塔頂冷凝器，將熱泵、精餾塔、再沸器等設備組合在一起構成開放的熱泵循環系統，通過消耗少量的電能，從較低溫位的塔頂物料蒸汽取熱，用于再沸器的供熱，達到節能降耗的目的。?

2)本發明將塔頂氣相經熱泵壓縮升壓、升溫，在塔底放熱冷卻，能夠節省加熱蒸汽和冷卻水，提高精餾分離過程的用能效率。?