[發明專利]一種熱泵精餾分離異戊醇同分異構體的裝置及方法

在審

• 申請號: 201410761706.X
• 申請日: 2014-12-13
• 公開（公告）號: CN105777493A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 王欣欣
• 申請（專利權）人: 王欣欣
• 主分類號: C07C31/125
• 分類號: C07C31/125;C07C29/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術，特別涉及異戊醇同分異構體分離的裝置及使用方法。

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。

熱泵精餾是一種能有效提高精餾熱效率的節能技術，已經廣泛應用于化工生產過程中。如異丁烷/正丁烷、乙烯/乙烷等物系的分離生產中，存在大量成功使用熱泵技術的實例，使用結果表明，熱泵精餾技術能夠極大地降低生產過程能耗，取得顯著經濟效益。

發明內容

本發明在現有技術的基礎上，提出了一種熱泵精餾分離異戊醇同分異構體的方法，該方法操作簡單，安全可靠，高效節能。

本發明實現的方案：

一種熱泵精餾分離異戊醇同分異構體的裝置及方法，所述裝置包括精餾塔、壓縮機、塔釜換熱器、輔助再沸器、泵、閥門等。將精餾塔塔頂的氣體經壓縮機壓縮成為過熱蒸汽，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。

本發明采用熱泵精餾工藝連續分離異戊醇同分異構體混合物，可大大減少過程的蒸汽能耗，節約資源。

異戊醇同分異構體混合物在精餾分離過程中，得到較高純度的產品，需要很高的回流比，該發明充分利用塔頂產品2-甲基丁醇蒸汽的熱能。

塔頂蒸汽通過壓縮機壓縮后，溫度、壓力升高，即高品升高，用于再沸器中加熱，將熱量傳遞給塔底需加熱的物料，冷凝液一部分作為產品出料，另一部分作為精餾塔塔頂回流。

本發明節能效果顯著，每噸產品節約能耗在80%以上。

本發明適用于異戊醇同分異構體的間歇和連續精餾分離過程。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

（1）本發明所需要的載熱介質是現成的。即在常規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，將壓縮機、精餾塔、塔底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）本發明并未改變原精餾塔的工藝及操作參數，但本發明通過熱泵系統將塔頂氣相經壓縮機壓縮升溫，在塔底放熱冷卻，能夠節省加熱蒸汽和冷卻水，極大提高精餾分離過程的用能效率。

（3）本發明熱泵系統只需要一個熱交換器(即再沸器)，壓縮機的壓縮比通常低于單獨工質循環式的壓縮比，系統簡單，安全可靠。

本發明不需要改變普通精餾塔的工藝操作參數，適用于現有普通精餾塔異戊醇同分異構體分離裝置的改造。

附圖說明

圖1為本發明的裝置結構示意圖。

圖中，1、精餾塔2、壓縮機3、驅動器4、換熱器5、輔助再沸器6、回流泵7、塔底出料控制閥門8、塔頂出料控制閥9、回流量控制閥10、緩沖罐。

具體實施方式