[实用新型]含水轻醇连续吸附脱水装置

说明书

一种含水轻醇连续吸附脱水装置，所述装置包括：吸附脱水单元、料浆离心分离单元和吸附剂干燥再生单元，其中，所述吸附脱水单元包括原料泵和脱水釜；所述料浆离心分离单元包括离心分离机和湿吸附剂输送装置；所述吸附剂干燥再生单元包括干燥机、干吸附剂输送装置、湿气冷凝器、凝液收集罐和真空泵。本实用新型中的吸附脱水和吸附剂再生为连续过程，操作简单，吸附剂循环利用，醇损失率低，节约生产成本，具有较大的经济及环境效益。

技术领域

本实用新型属于醇-水分离领域，具体涉及一种含水轻醇连续吸附脱水装置。

背景技术

费托合成副产轻醇含一定量水，且水与轻醇中大部分组分形成醇-水共沸物，难以通过常规精馏方法脱除，限制了轻质混醇的利用。本实用新型优选一种吸附剂，设计合理流程，用连续吸附脱水方法脱除含水轻醇中的水，可用于脱除醇水混合物中的水分，制取无水低碳混和醇。

在费托合成路线的煤间接液化中，不可避免的产生大量的水相副产物，水相副产物经过分割含氧有机化合物后，剩余混合物为含水轻质混醇，包括甲醇、乙醇，正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和少量戊醇与水的混合液，其中除甲醇外都与水形成共沸，醇-水共沸体系的存在限制了轻质混醇的利用，如果将含水轻醇直接排放会造成严重的资源浪费和环境污染。脱除含水轻质混醇中的水分得到无水低碳混合醇，有巨大的环境意义和经济意义。无水低碳混合醇有广阔的应用前景，概括起来主要有以下几个方面：1)用作替代燃料；2)清洁汽油添加剂；3)作为液化石油气(LPG)代用品；4)直接作为通用化学溶剂等；5)化学品及化工原料；6)进一步分离，制得单醇。

目前，醇-水共沸体系的脱水的传统方法主要有：

1)共沸精馏法(恒沸精馏法)；在醇-水共沸体系中加入第三组分形成新体系，改变原体系中各组分之间的相对挥发度，且第三组分和原体系中的一种组分形成最低共沸物，以新的共沸物形式从塔顶蒸出，以此实现醇水分离而脱水；

2)萃取精馏法；在醇-水共沸体系中加入第三组分形成新体系，改变原体系中各组分之间的相对挥发度，第三组分随高沸点液体从塔底排出，以此实现醇水分离而脱水；

3)膜分离法；易渗透的组分分子溶解或吸附与膜的上游表面，然后在以混合物中组分渗透压差为推动力通过膜，再从膜的下游脱吸，膜下游为真空系统，膜的两侧分压为传质推动力，透过物在真空系统中汽化并被冷凝收集，以此实现醇水分离而脱水；

4)间断再生分子筛吸附法；分子筛是具有多孔网状结构的固体吸附剂，一般为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐。每种分子筛具有特定均一的孔径，只允许比其微孔尺寸小的分子通过，而将那些大分子物质排斥在外，从而起到“筛分”的作用。分离醇-水物系通常采用3A分子筛，即分子筛的微孔尺寸为0.3nm。因为水分子直径约为2.65A(1A＝0.1nm)，而醇分子直径比分子筛微孔直径大；另外，水分子具有很强的正负电子密度，与分子筛存在强极性吸引作用，这样水分子可以进入分子筛并被牢牢吸附在分子筛内部，而醇分子则被阻挡在外，从而实现对水与醇的选择性吸附分离。分子筛有一定的吸附容量，当达到吸附饱和后，失去吸附能力，需要对分子筛进行再生，脱除吸附的水，使分子筛吸附剂重新具有吸附能力。常规的分子筛吸附-再生过程为间断操作过程。

现有技术存在以下缺点：

1)共沸精馏法(恒沸精馏法)：工艺成熟，应用广泛，但恒沸剂从塔顶部采出，能耗较高；引入新组分，产品中有残留；且常用的恒沸剂苯的使用对操作人员身体有害，故将逐渐被绿色环保的新工艺所取代；

2)萃取精馏法：萃取剂从塔釜采出，能耗较小，但对萃取剂回收塔要求苛刻，溶剂有部分损失，且引入新组分，产品中有残留；

3)膜分离法：能耗低，醇选择性高，但膜分离系数和通量小，寿命较短，成本高，技术未完全成熟因此未得到广泛应用；