[发明专利]一种节能型精馏-膜法耦合分离有机共沸体系的方法有效

专利信息
申请号: 201910106283.0 申请日: 2019-02-02
公开(公告)号: CN109745725B 公开(公告)日: 2021-08-10
发明(设计)人: 周浩力;宗传欣;金万勤 申请(专利权)人: 南京工业大学
主分类号: B01D3/14 分类号: B01D3/14;B01D61/36
代理公司: 南京天华专利代理有限责任公司 32218 代理人: 韩正玉;徐冬涛
地址: 211899 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 节能型 精馏 耦合 分离 有机 体系 方法
【说明书】:

发明公开了一种节能型精馏‑膜法耦合分离有机共沸体系的方法,属于分离技术领域。该方法是将渗透汽化技术与精馏技术有机的结合,利用精馏技术首先将部分高沸点的有机溶剂分离出去。剩余的有机溶剂的蒸汽不予以冷凝,通过将这部分气体送入膜组件进行分离,在分离过程中使得冷凝的液体回流至膜表面发生渗透汽化过程。这两个工艺的复合减轻了整个流程操作热负荷和操作时间,减少了精馏塔操作能耗,也避免了有机溶剂长时间反复加热冷却引起的质量变差。同时渗透汽化过程操作温度范围适应强,可以根据精馏塔塔顶蒸汽温度进行合适的适应调节,无需额外加热,因此整个工艺能耗较低,预计比传统精馏与膜复合工艺节能约25%。

技术领域

本发明涉及分离技术领域,具体涉及一种节能型精馏-膜法耦合分离有机共沸体系的方法。

背景技术

存在共沸组成的有机溶剂是工业上常见的生产废料,对这部分有机溶剂的回收利用大部分通过萃取精馏,变压精馏,恒沸精馏等手段,这种精馏的方法提纯浓度较低,能耗很高,极大地增加了生产成本。渗透汽化技术是一种常见的回收利用共沸有机溶剂技术,具有节能环保,绿色无污染,集成性好等优点。在本发明中,利用渗透汽化过程中需要吸热的特性,使渗透汽化过程中汽化吸热这一过程与精馏塔塔顶冷凝器需要放热的特性,充分利用渗透汽化过程中汽化需要吸热的过程,使得精馏塔塔顶的冷凝器关闭,通过膜表面气液接触换热的流量来调控整个生产过程,有效地节约了能耗,也分离回收了高浓度的有机溶剂。

发明内容

本发明是针对上述存在的技术问题提供一种节能型精馏-膜法耦合分离有机共沸体系的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

一种节能型精馏-膜法耦合分离有机共沸体系的方法,该方法是将有机溶剂混合物1送入管道,低沸点有机溶剂浓度低于其在共沸物中的浓度,将混合物1送入精馏塔中分离,塔底得到高沸点溶剂,塔顶得到的气态混合物2输送膜组件进行换热分离,经膜组件分离后截留侧得到的混合物3继续送入精馏塔中进行进一步的分离,经膜组件分离后渗透侧获得的低沸点溶剂经真空泵后收集;

若低沸点有机溶剂浓度高于其在共沸物中的浓度,则将混合物1送入膜组件中进行分离,经膜组件分离后截留侧的混合物3送入精馏塔中进行进一步分离,在精馏塔的塔釜得到的高沸点溶剂,塔顶产生的混合物2进入膜组件进一步进行分离;膜组件渗透侧获得的低沸点溶剂经真空泵后收集。

本发明技术方案中:精馏塔塔顶不设置冷凝器。

本发明技术方案中:膜组件所使用的膜为管式膜,中空纤维膜,平板膜和卷式膜中的至少一种;

优选:膜组件所使用的是管式膜,所述的管式膜分离层为内涂层或外涂层;内涂层使用时,管式膜内径为2-70mm,进一步优选管式膜内径为7-30mm;外涂层使用时,管式膜间距为2mm-60mm,进一步优选管式膜间距为4-40mm;

优选:膜组件所使用的是中空纤维膜,其内径为0.2-3mm;进一步优选中空纤维膜内径为0.5-2mm;

优选:膜组件所使用是平板膜,其间距为2mm-50mm;进一步优选平板膜间距为7-30mm;

优选:膜组件使用的是卷式膜间距为2mm-30mm;进一步优选卷式膜间距为7-20mm。

本发明技术方案中:节能型精馏-膜法耦合分离有机共沸体系的方法经过膜组件冷凝后,回流到精馏塔中的混合物的液相分率是20-100%;优选:经过膜组件冷凝后,回流到精馏塔中的混合物的液相分率是50-99%。

本发明技术方案中:节能型精馏-膜法耦合分离有机共沸体系的方法在分离过程中,膜处理的量为混合物2质量流量的10%-95%;优选:在分离过程中,膜处理的量为混合物2质量流量的55%-90%。

本发明技术方案中:所述的共沸有机溶剂混合物为C2-C10的醇类,酯类,酮类,烷烃类,酯类,水之间行成的多元共沸体系。

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