[发明专利]一种热泵萃取精馏分离甲醇、异丙醇和水的节能工艺

权利要求书

1.一种热泵萃取精馏分离甲醇、异丙醇和水的节能工艺，其特征在于该工艺所使用的热泵精馏方法及装置包括以下部分：

脱甲醇塔(T1)、脱异丙醇塔(T2)、脱水塔(T3)、再沸器(R1)、中间再沸器(R2)、再沸器(R3)、再沸器(R4)、回流罐(D1)、回流罐(D2)、分流器(S1)、冷凝器(C1)、冷凝器(C2)、闪蒸罐(F1)、热泵压缩机(P1)，其中中间再沸器(R2)连接在脱甲醇塔中段、再沸器(R1)、再沸器(R3)、再沸器(R4)分别连接在脱甲醇塔(T1)、脱异丙醇塔(T2)、脱水塔(T3)塔底，冷凝器(C1)和回流罐(D1)通过管路依次连接在脱甲醇塔塔顶，冷凝器(C2)和回流罐(D2)依次连接在脱异丙醇塔塔顶，分流器(S1)和热泵压缩机(P1)通过管路依次连接在脱水塔塔顶；

脱异丙醇塔(T2)所用的萃取剂为乙二醇；

该工艺主要包含以下步骤：

(1)通过管道1将甲醇、异丙醇和水的混合物通入脱甲醇塔、(T1)，脱甲醇塔(T1)中部一股物流经过中间再沸器(R2)后回到脱甲醇塔(T1)，中间再沸器(R2)的热源由脱水塔(T3)塔底热物流提供，脱甲醇塔(T1)塔顶蒸汽依次经过冷凝器(C1)冷凝和回流罐(D1)收集，冷凝后一部分返回脱甲醇塔(T1)塔顶，塔顶另一部分作为甲醇产品通过管路4采出，脱甲醇塔(T1)塔底一部分物料进入再沸器(R1)，汽化后返回脱甲醇塔(T1)塔底，塔底另一部分物料经管路5进入脱异丙醇塔(T2)；

(2)脱异丙醇塔T2塔顶蒸汽由管道9依次经过冷凝器(C2)和回流罐(D2)，冷凝后一部分返回脱异丙醇塔(T2)，一部分通过管道3采出，脱异丙醇塔(T2)塔底物流由管道12进入再沸器(R3)，再沸器(R3)的热源由脱水塔(T3)，经热泵压缩机(P1)增压后的蒸汽提供，加热后通过管道14流入闪蒸罐(F1)；

(3)闪蒸罐(F1)塔顶蒸汽进入脱异丙醇塔(T2)塔底，闪蒸罐(F1)塔底液体由管道16进入脱水塔(T3)；

(4)脱水塔(T3)塔顶蒸汽经热泵(P1)增压升温后作为再沸器(R3)的热源，与脱异丙醇塔(T2)塔底物流进行热交换后流入分流器(S1)，一部分由管道18返回脱水塔(T3)塔顶，脱水塔(T3)塔底回收的萃取剂在脱甲醇塔中间再沸器完成热交换后进入脱异丙醇塔(T2)循环利用，另一部分通过管道17采出。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：脱甲醇塔(T1)为常压塔，理论板数为57-62块，进料位置为23-27块，中间再沸器物流连接位置为49-52块板，脱甲醇塔(T1)回流比为8-10；脱异丙醇塔(T2)操作压力为0.5atm，理论板数为37-42块，质量溶剂比为质量溶剂比为1-1.3，萃取剂进料位置为第2-4块板，混合物进料板位置为28-31块，脱异丙醇塔(T2)回流比为1-3；常压脱水塔(T3)理论板数为18-24块，进料板位置为9-13块，分流器(S1)分流比为0.55-0.63；脱甲醇塔(T1)塔顶温度为64.52-65.03℃，塔底温度89.05-89.31℃，脱异丙醇塔(T2)塔顶温度为65.55-66.08℃，塔底温度为100.02-100.51℃，脱水塔(T3)塔顶温度100.01-100.15℃，塔底温度为200.01-201.60℃。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：脱甲醇塔(T1)塔顶得到的甲醇质量分数大于99.96％，甲醇回收率达99.85％以上，脱异丙醇塔(T2)塔顶得到的异丙醇质量分数大于99.90％，异丙醇回收率达99.75％以上，脱水塔(T3)塔顶得到的水质量分数大于99.90％，脱水率达99.95％以上。