异丙醇-水体系的萃取精馏分离

异丙醇-水体系的萃取精馏分离流程,组长：雷杰组员：王迎、俞学聪、姚博文、杨靖慷、肖宇、殷增辉,第五组,一：异丙醇的介绍,异丙醇(IPA)是一种广泛应用的有机化工原料。它是一种性能优良的溶剂,在医药行业有广泛应用。目前,随着全球环境保护意识的增强,利用异丙醇代替含氯溶剂和氟氯烃做集成电路的清洗剂已越来越受到人们的重视,其对异丙醇的纯度要求较高。由于常压下异丙醇与水在80.3形成共沸物,其中异丙醇含量为87.4%(质量分数),工业生产过程需要从大量的异丙醇稀水溶液中分离精制以得到高纯度异丙醇,而采用普通蒸馏方法无法得到纯度高于共沸组成的异丙醇。,二：分离工艺,分离异丙醇-水体系的传统工艺是用苯共沸精馏法,由于苯对人体的危害,该工艺方法将逐渐被取代;目前出现的新的分离工艺主要有:吸附蒸馏,萃取精馏,渗透汽化法,加盐萃取共沸精馏等。萃取精馏是向原料液中加入第三组分(称萃取剂),以改变原有组分的相对挥发度而达到分离要求的特殊精馏方法,特别适宜分离各组分挥发度差别很小的溶液。萃取剂从塔顶加入,最终流入再沸器中,同时在每层塔板都与原料液接触。低挥发组分和萃取剂一同从塔釜出料,然后用一个精馏塔将其分离,回收的萃取剂循环使用。,萃取剂的选择,选择适宜萃取剂时,主要应考虑:萃取剂应使原组分间相对挥发度发生显著变化;萃取剂的挥发性应较低,即其沸点应较原混合液中的组分高,且不与原组分形成恒沸液;无毒性,无腐蚀性,热稳定性好;来源方便,价格低廉。,工艺流程图,萃取精馏工艺流程,流程：原料从8号流股加入，经换热器B3预热后流入萃取精馏塔B1，萃取剂从1号流股进入萃取精馏塔B1，在塔内萃取精馏后，异丙醇从塔顶经2号流股采出，萃取剂和水从塔釜经3号流股流入精馏塔B2进行分离，水从塔顶经4号流股采出，萃取剂从塔釜经5号流股流入换热器B3对原料进行预热，之后从6号流股流出，进入换热器B5换热降温至80后流入1号流股，对萃取剂进行循环利用。,萃取精馏基本流程图,萃取精馏基本流程图,三：萃取精馏工艺优化,萃取精馏存在溶剂用量大，能量消耗大等缺点，进而增加了操作成本，抵消了由于加入溶剂提高相对挥发度而使理论塔板数减少的效果，溶盐精馏也可以分离有恒沸点的溶液，它将非挥发的盐加入具有恒沸点的溶液中，通过盐效应来影响体系的相对挥发度，从而达到分离的目的，这种方法虽然效果显著，但存在着盐的回收，固体物料的输送，加入的盐容易堵塞管道以及腐蚀等问题，因而也限制了它的发展。在此基础上，清华大学化工系塔板科研组综合着两种方法的优点，把盐加入溶剂形成新的萃取精馏方法，称为加盐萃取精馏。它一方面利用溶盐提高欲分离组分间相对挥发度的突出性能，克服纯溶剂效能差，用量大的缺点；另一方面能保持液体分离剂容易循环和回收，便于在工业生产上实现的优点。,下图显示了某厂加盐萃取法制取异丙醇的流程，该流程包括一个异丙醇精馏塔和一个溶剂回收塔，精馏塔从上至下分为净化段、精馏段和提馏段，萃取剂为饱和醋酸甲乙二醇溶液，在净化段和精馏段之间加入。精馏塔在常压下操作，在塔顶得到质量分数大于99%的异丙醇，塔底得到含水的乙二醇，经溶剂回收塔简单蒸发脱水后套用。,优化工艺流程,结语,异丙醇的广泛应用使得对异丙醇-水分离工艺的研究越来越深入。除了本文介绍的萃取精馏和加盐萃取精馏外，科学工作者还开发了几种有前景的新型分离技术:吸附蒸馏、渗透汽化、加盐萃取共沸精馏以及共沸精馏和渗