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助力THF精馏节能降耗,合肥江新申请的专利《一种节能型四氢呋喃水溶液精馏系统》获得授权
发布时间:2023-09-28阅读次数:

本实用新型涉及一种节能型四氢呋喃水溶液精馏系统,可用于聚四氢呋喃(PTMEG)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等领域,特别适合于现有四氢呋喃水溶液精馏系统的技术改造。

四氢呋喃与水形成共沸物,所以常规单塔精馏无法分离出高纯度四氢呋喃,需使用特殊精馏方法对其进行分离。目前广泛采用低压塔、加压塔双塔精馏工艺来分离THF和水。在常压下,THF与水会形成共沸物,共沸物组成为95.1wt%THF和4.9wt%水;在0.6MPaG条件下,共沸物组成则为88.9wt%THF和11.1wt%水。

在双塔变压精馏工艺中,THF水溶液首先进入低压塔,低压塔塔顶浓缩后含水量5~6wt%的THF水溶液,再去加压塔进一步脱水和轻组分,加压塔塔顶浓缩后含水量9~10wt%的THF水溶液循环回常压塔处理。此精馏工艺中大量的THF水溶液在常压塔塔顶、加压塔进料、加压塔塔顶和常压塔进料之间连续循环,增加了双塔的处理负荷,消耗了大量的蒸汽和循环水,提高了操作成本。

为解决THF水溶液在双塔中大量循环的问题,现有技术中存在将膜脱水装置与双塔精馏系统进行耦合以降低THF水溶液循环量的尝试。

本实用新型的创新点在于在传统双塔精馏的基础上,在加压塔塔顶气相耦合沸石膜进行脱水,降低了沸石膜投资和公用工程消耗,起到降本增效的作用。

在使用时,本实用新型的节能型四氢呋喃水溶液精馏系统采用如下流程:

(1)来自界外的四氢呋喃水溶液原料首先进常压塔,通过常压塔的精馏分离,塔顶得到四氢呋喃/水的共沸物,塔釜得到废水。

(2)来自常压塔塔顶的四氢呋喃/水共沸物与加压塔塔釜的四氢呋喃产品换热后,作为加压塔的进料,加压塔塔顶水含量进一步浓缩,塔顶气体去沸石膜脱水单元进行脱水。脱水后的气体进入加压塔冷凝器进行冷凝,再进入加压塔回流罐进行缓冲,通过加压塔回流泵加压后一部分作为回流液,一部分作为轻组分去界外,加压塔塔釜得到四氢呋喃产品。

(3)在沸石膜脱水单元中对含水的四氢呋喃气体进行脱水,得到脱水的四氢呋喃气体和少量渗透水,渗透水返回常压塔进一步回收其中含有的低含量四氢呋喃。

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本实用新型的有益效果是:

1)采用沸石膜脱水和双塔精馏工艺相耦合的系统,加压塔塔顶浓缩后的四氢呋喃水溶液,不需要再循环回常压塔进一步分离,直接采用沸石膜进行脱水提浓后作为回流组分回流或轻组分采出,仅沸石膜渗透水(相比于THF的量而言,水的量很少)参与循环,大幅降低了双塔间物料循环量,降低了分离能耗,和操作成本,起到降本增效的目的;

2)采用沸石膜脱水和双塔精馏工艺相耦合的系统,双塔操作负荷降低,塔设备尺寸变小,降低了设备总投资;

3)双塔操作灵活性增加,加压塔可以降压操作,降低操作难度;

4)适于在现有四氢呋喃水溶液双塔精馏系统上进行技术改造,需要增加的设备较少,改造成本低,改造难度小,实施速度快。

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