异丙醇-水体系的萃取精馏分离
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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 及共沸精馏和渗透蒸发联合工艺。相信随着新工艺 技术的不断完善和进步 , 能够有效解决现有分离工 艺存在的问题 , 将给异丙醇 - 水物系的分离带来新的 转机。
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。
异丙醇-水体系的萃取精馏分离流程
第五组
组长：雷杰 组员：王迎、俞学聪、姚博文、 杨靖慷、肖宇、殷增辉
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。
优化工艺流程
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。
萃取精馏基本流程图
萃取精馏基本流程图三：萃来自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。
水-异丙醇-丁酮三元液系的分离
4.3 膜分离除水
NaA沸石分子筛膜
渗透汽化技术研究得最多、应用最普遍、 技术最成熟的领域是应用在有机溶剂脱水中。 其中，NaA型沸石膜由于其具有的高度亲水 性, 和介于水分子与大部分有机物分子之间的 孔径 (0. 41nm )，使其成为有机溶剂脱水最理 想的材料。 NaA沸石分子筛孔径为：4.1 Å 异丙醇的动力学直径：5.8 Å； 丁酮的动力学直径： 4.7 Å ； 水分子的动力学直径： 2.8 Å。
恒沸点有机混合物溶液的分离； 2.有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除、废水中少量 有机污染物的分离及水溶液中高价值有机组分的回收。
突出优点：以低的能耗实现蒸馏、萃取和吸收等传统
方法难以完成的分离任务。与蒸馏等传统的分离技术
分子筛膜渗透汽化分离原 理示意图
相比, 渗透蒸发具有高效、能耗低、操作方便、便于放 大等。
18.50
18.47 18.47 18.47 18.47
9
10 11
94.89
94.89 99.55
1
1 1
9.21
44.89 44.70
18.47
18.47 14.15
12
99.98
1
30.74
13.96
4.2 盐效应除水
加盐分相
盐效应：将盐溶解在两组分的液相混合物中时，溶液的沸点、两组分的 互溶度、气液相平衡组成等均发生变化，此即所谓的“盐效应”。
基本原理：采用饱和碳酸钾溶液为盐析剂，将饱和碳酸钾溶液与水-丁酮 -异丙醇（塔顶馏出物）溶液按一定体积比充分混合均匀，移入静置装置 中，利用碳酸钾对有机物的盐析效应使有机物在水中的溶解度减小，导 致形成有机物富集相，溶液分为两相。静置一段时间，此时两相浓度不 再变化，从而达到有机物脱水的目的。
基于Aspen Plus异丙醇异丙醚水三元体系模拟分离
异丙醇是一种 重要 的有 机 化工 原料 和性 能 优 良的有 机溶 剂… 。国内外生产异丙醇 的主要方法是丙烯 水合法 ，即以丙 烯 和水 为原料 ，采用 酸性或 阳离子 交换树 脂催 化 ，经 水合 成 。 生产过程 中将 产 生含 有异 丙 醚 、异丙 醇 和水 的高 浓度 有 机废 水 。
关键 词 ：乙二醇；Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ；异丙醇；异丙醚；共沸物
中图分 类号 ：ＴＱ００９
文献标 志码 ：Ｂ
文章 编 号 ：１００１—９６７７（２０１６）０２３—０１３５—０３
Ｓｅｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ Ｅｔｈｅｒ，Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ ａｎｄ Ｗ ａｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｓｐｅｎ ｐｌｕｓ
ＴＯＷ ＥＲ－２
ＴＯＷＥＲ－３
图 １ 工艺模拟流程 图
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ
查 阅文献资料 可 知 ，采用 乙二 醇做 萃 取 剂 ，以打 破 异丙 ２ 流 程 参 数 的模 拟优 化
醇 、异丙醚 、水 的共沸平衡 ｊ。考虑到废水中水 的含量 比较多 ，
所 以采用先除水 的方法 ，一级精馏 塔塔顶 主要得 到异丙 醚、异 ２．１ 工艺 流程模 拟 计算
丙醇 以及少量水的混合物 ，而塔 釜得 到基本纯净 的水 （水 中异丙 ２．１．１ 热力学模型 的选择
醇 的含量小于 ２０ ｍｇ／Ｌ，异丙醚含量小 于 １００ ｍｇ／Ｌ）；一级 精馏
异丙醇 的生产合成 过程中的副产物 异丙 醚能 和异丙 醇 、水
基于Aspen Plus异丙醇异丙醚水三元体系模拟分离
基于Aspen Plus异丙醇异丙醚水三元体系模拟分离李成帅【摘要】采用乙二醇做萃取剂,在选用UNIFAC物性分析方法的基础上,用Aspen Plus中的Radfrac模型,研究了不同操作参数(如回流比、塔板数、流出率、进料位置以及萃取精馏塔萃取剂的用量等)对精馏过程的影响,并对各参数进行了优化。
同时进行了灵敏度分析。
结果表明：对于处理量为1 t/h,含异丙醚为7wt%,异丙醇13wt%,水为80wt%的物料,采用多级精馏的方式可以实现水中异丙醇的含量小于20 mg/L,异丙醚含量小于100 mg/L的要求,且乙二醇质量分数99．9%以上,可以循环使用。
%Glycol was used as the extracting agent. The Aspen Plus was used to simulate the rectification parameters, including reflux ratio, plate number and feed stage. The Radfrac and sensitivity were chosen for simulation. The results indicated that when the volume was 1 t/h which contained 7wt% isopropyl ether, 13wt% isopropanol and 80wt% water, multiple rectification realized that the content of isopropanol was lower than 20 ppm and the content of isopropyl ether was lower than 100 ppm. The other result showed that glycol can be recycled.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)023【总页数】3页(P135-137)【关键词】乙二醇;Aspen Plus;异丙醇;异丙醚;共沸物【作者】李成帅【作者单位】中国石油大学胜利学院，山东东营 257061【正文语种】中文【中图分类】TQ009异丙醇是一种重要的有机化工原料和性能优良的有机溶剂[1]。
隔壁共沸精馏塔分离异丙醇水溶液的模拟_李军
Simulation of Dividing-Wall Azeotropic Distillation Column for Separation of Isopropyl Alcohol and Water
LI Jun , CHANG Xing-wu , SUN Lan-yi , LI Qing-song
似 , 其结果如图 5 和图 6 所示 。
23 7
□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 3 常规流程中脱水塔内液 相组成分布
□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 5 常规流程中提浓塔液相组成分布
□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 4 隔壁共沸精馏塔主塔内液相组成分布
图 9 和图 10 分别为常规共沸精馏流程脱水塔 、 隔壁共沸精馏塔主塔内的汽液相流量分布曲线 。
□ — 液相流量 ;○ — 汽相流量 图 10 隔壁共沸精馏塔主塔内的流量分布
沸精馏塔侧线精馏段中的汽液相流量分布曲线 。
□ — 液相流量 ;○ — 汽相流量 图 11 常规流程提浓塔内的流量分布
2.1 模拟条件 为了对隔壁共沸精馏塔的节能降耗性能有定量
的认识 , 采用 Aspen Plus 软件对常规共 沸精馏流程 及隔壁共沸精馏塔进行了模拟研究 。由于环己烷异丙醇-水存在汽-液-液平衡 , 两液相热力学模型采 用 NRTL 方程 , 汽相采用理想方程进行计算 。 两流 程中各塔理论板数分别为 :常规共沸精馏流程中脱 水塔 19 、提浓塔 12 ;隔壁共沸精馏塔主塔 19 , 其中脱 水段 11 、公共精馏段 8 , 侧线精馏段 12 。 常规流程由 脱水塔第 3 块理论板进料(从上往下数 , 下同), 隔壁 共沸精馏塔由公共精馏段第 6 块理论板进料 。进料 为异丙醇质量分数 77 %的异丙醇水溶液 , 进料量为 3 906 kg h , 补 充 的 环 己 烷 量 为 0.036 kg h , 泡 点
水-异丙醇-丁酮三元液系的分离
2 案例介绍
各组分的沸点及其相互之间的二元和三元共沸组成及沸点
物质 水 丁酮 异丙醇 水-丁酮
水-异丙醇
异丙醇-丁酮 丁酮-异丙醇-水
沸点(℃) 100 79.6 82.3 —
—
— —
共沸点(℃) — — — 73.4
80.3
77.9 73.4
共沸组成(%)
—
—
—
—
—
—
丁酮 88.7 水 11.3
4.3 膜分离除水
NaA沸石分子筛膜
渗透汽化技术研究得最多、应用最普遍、 技术最成熟的领域是应用在有机溶剂脱水中。 其中，NaA型沸石膜由于其具有的高度亲水 性, 和介于水分子与大部分有机物分子之间的 孔径 (0. 41nm )，使其成为有机溶剂脱水最理 想的材料。
NaA沸石分子筛孔径为：4.1 Å 异丙醇的动力学直径：5.8 Å； 丁酮的动力学直径： 4.7 Å ； 水分子的动力学直径： 2.8 Å。
釜液 W 99.98 1.00 30.74
0.99996 0.00003 0.00001
4.1 精馏除水
精馏塔各板操作参数
塔板数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
温度(oC)
73.88 75.80 93.00 94.81 94.89 94.89 94.89 94.89 94.89 94.89 99.55 99.98
异丙醇、丁酮均是重要的有机化工原料和性能优良的溶剂，因此其水溶 液的分离也日益受到关注。
2 案例介绍
处理对象：丁酮、异丙醇水溶液 溶液浓度：15-20%，按20%设计，其中：丁酮14%，异丙醇6% 处理量：18.75~37.5 kg/h，450~900 kg/d，按40kg/h 设计 处理要求：有机物浓度：≥ 99.8%，水达标排放 回收有机物的量：3.75~7.50 kg/h，90~180kg/d
萃取-恒沸精馏联合流程用于异丙醇-水分离的节能研究
萃取-恒沸精馏联合流程用于异丙醇-水分离的节能研究
黄涛;汤志刚;段占庭
【期刊名称】《精细化工》
【年(卷),期】2003(20)5
【摘要】针对现有的恒沸精馏法生产工艺能耗较大的缺点,将萃取—恒沸精馏联合流程用于异丙醇-水的分离工艺并提出了改造方案。
对新工艺进行实验研究表明,原料进入提浓塔并保持回流比0 6以上,其塔顶产物进入V(原料)∶V(萃取剂)∶V(分离剂)=1∶2 5∶1的萃取塔进行萃取,萃取相通过脱水塔可以从塔底得到合格异丙醇产品,塔顶恒沸物冷凝分相后,有机层大部分作为萃取剂重新使用,萃余相通过浓缩器回收得到分离剂溶液。
根据实验研究结果进行的模拟计算表明,新工艺比原工艺节约能耗40%。
【总页数】7页(P273-278)
【关键词】异丙醇;萃取;恒沸精馏;节能
【作者】黄涛;汤志刚;段占庭
【作者单位】清华大学化学工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028
【相关文献】
1.间歇恒沸精馏分离异丙醇水溶液的节能研究 [J], 李小保;叶菊娣
2.萃取精馏分离二异丙醚-异丙醇共沸物的流程模拟 [J], 杨磊;张志刚;黄动昊;贾鹏;
李文秀
3.萃取精馏分离二异丙醚-异丙醇共沸物的流程模拟 [J], 杨磊;张志刚;黄动昊;贾鹏;李文秀;
4.连续萃取精馏分离异丙醇/水共沸体系的流程模拟 [J], 刘永威;吕帮怀;黄禹;游金文;王克良;连明磊;杜廷召
5.萃取精馏分离异丙醇-水共沸物的模拟及节能 [J], 韩东敏; 陈艳红
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吸附蒸馏分离异丙醇_水的试验研究
收稿日期:2002-10-26基金项目:国家自然科学基金资助(20136010)作者简介:赵 鹏(1975-),男,1975年出生,山西临汾人,在学硕士研究生,主要从事吸附蒸馏研究。
研究论文吸附蒸馏分离异丙醇-水的试验研究赵 鹏1,许春建1,周 明1,李宏伟1,盛兆顺2,商剑峰2,王冬梅2(11天津大学化工学院,天津300072;21中原油气高新股份有限公司天然气处理厂,河南璞阳457061)摘要:本文利用吸附蒸馏这一复合分离技术[1]对异丙醇-水混合物的分离进行了试验研究。
试验采用乙二醇为载液,4A 分子筛原粉为吸附剂。
对加和不加吸附剂对分离过程的影响进行了对比试验,提出了适宜的工艺条件:浆料循环比为2∶1,回流比为1∶1,浆料固含率为15kg Πm 3产品异丙醇的含量可以达到9917%,收率为9513%。
关键词:吸附蒸馏;分离;异丙醇;分子筛;乙二醇中图分类号:T Q02811+5; 文献标识码:A 文章编号:1004-9533(2003)06-0342-05T Q02813+1Experimental Study on the Separation of Isopropanol andW ater by Adsorptive DistillationZH AO Peng 1,X U Chun -jian 1,ZH OU Ming 1,LI H ong -wei 1,SHE NG Zhao -shun2SH ANGJian -feng 2,W ANG D ong -mei2(1.School of Chem ical Engineering ,T ianjin University ,T ianjin 300072,China ;2.Natural gas treatment plant ,Zhongyuan y ouqi gaoxin C orporation Ltd.,Henan Puyang 457061,China )Abstract :The separation of is opropanol -water mixture was experimentally studied by the hy 2brid separation process ———ads orptive distillation.The fine powder of 4A m olecular sieve was selectd as abs orbent and glycol as liquid carrier of the powder.Under the following experiment 2ed conditions ,feed com position is 85%;recycling ratio is 2∶1;reflux ratio is 1∶1and s olid con 2tent is 15kg Πm 3,the purity and yield of is opropanol (IPA )is up to 9917%and 9513%respec 2tively.K ey w ords :ads orptive distillation ;separation ;is opropanol ;m olecular sieve ;glycol2003年12月Dec.2003 化 学 工 业 与 工 程CHE MIC A L I NDUSTRY AND E NGI NEERI NG 第20卷 第6期V ol.20 N o.6 异丙醇(IPA)是重要的基本有机化工原料。
异丙醇工艺流程
异丙醇工艺流程
《异丙醇工艺流程》
异丙醇是一种重要的有机化合物，常用于溶剂和清洁剂的生产。
其工艺流程主要包括合成反应、分离纯化和后续加工等环节。
首先，异丙醇的工艺流程开始于合成反应。
一般采用丙烯和水的加氢制备异丙醇。
在反应过程中，需要控制反应温度、压力和催化剂的选择，以确保反应可以高效进行。
反应结束后，通过分离纯化的步骤，将异丙醇从反应混合物中提取出来。
分离纯化包括蒸馏、结晶、萃取等操作，目的是分离出高纯度的异丙醇，同时去除杂质。
在这一环节中，需要严格控制操作条件，以确保产品的质量和纯度。
最后，经过分离纯化的异丙醇进入后续加工环节。
根据不同的用途，可以对异丙醇进行进一步的合成反应，或者进行精细化工处理，以得到符合要求的产品。
总的来说，异丙醇工艺流程经历了合成反应、分离纯化和后续加工等环节，需要严格操作和控制，以确保产品的质量和产量。
随着工业化生产的发展，异丙醇的生产技术也在不断改进和创新，以满足不同领域的需求。
水乙醇异丙醇混合液分离方法
水乙醇异丙醇混合液分离方法引言水乙醇异丙醇混合液是工业生产和实验室中常用的溶剂体系之一。
对于很多应用场景而言，需要将其中的成分进行分离，以达到特定的纯度要求。
本文将讨论水乙醇异丙醇混合液分离的方法。
理论背景水乙醇异丙醇混合液的分离过程是基于其成分之间的物理性质的差异实现的。
以下将介绍几种常用的分离方法。
1. 蒸馏法蒸馏法是常用的水乙醇异丙醇混合液分离方法之一。
该方法利用不同组分的沸点差异，通过加热混合液使其部分汽化，再将蒸汽冷凝回液相，从而实现分离。
蒸馏法分为常压蒸馏和高真空蒸馏两种。
常压蒸馏适用于成分间的沸点差异较大，但又不需高纯度的情况。
高真空蒸馏则适用于追求较高纯度的产品，通过降低操作压力，降低沸点对应温度，减小成分间的沸点差异。
2. 萃取法萃取法利用不同组分在两个不同的溶剂相中的差异，通过提取溶质实现分离。
在水乙醇异丙醇混合液的分离中，常见的溶剂相包括水相、有机相和超临界流体相。
要进行萃取分离，首先需要选择合适的萃取剂，其具有对目标组分有选择性的能力。
当混合液与萃取剂接触后，根据各组分在两相中的溶解度差异，将目标组分从混合液中分配到萃取剂中，从而实现分离。
3. 结晶法结晶法是一种通过溶解度差异实现分离的方法。
在分离水乙醇异丙醇混合液时，可以通过调节温度和浓度来控制溶剂中各组分的溶解度，从而引发结晶过程。
通过控制结晶条件，如温度梯度、结晶速率等，可以得到较高纯度的单一组分晶体。
实验方法以下是一种常见的水乙醇异丙醇混合液的分离实验方法：1.准备一个装有水乙醇异丙醇混合液的圆底烧瓶，并连接上冷凝管和接收瓶。
2.加热烧瓶中的混合液，控制加热温度在混合液中沸点范围内。
根据所需分离纯度，可以选择适当的蒸馏压力。
3.冷凝管中的冷却水冷却蒸汽，使其冷凝成液体，流入接收瓶中。
4.根据目标组分的沸点，在接收瓶中可以收集到不同纯度的产物。
除了蒸馏法，也可以尝试使用其他方法进行水乙醇异丙醇混合液的分离，如萃取法或结晶法。
异丙醇-盐-水体系萃取分离苏丹红Ⅰ-Ⅳ
浓缩方法大多采用传统的液液萃取和固相萃取 卅 。由于此两种方法均使用有毒的有机熔剂 ， 污染环境 ，且
危害检测人员的身体健康 ，同时操作步骤也繁琐 ，因而急需研究出绿色 、无污染、操作简便的富集分离方
法。
双水相体系是一种新型无污染且操作简便的萃取体系 。双水相体系一般是含一种聚合物和无机盐的 水溶液 ，或两种不同水溶性聚合物的水溶液，在一定条件下溶液会分成界面清晰的两层水相 。由于表面 性质 、电荷作用和各种作用力 （ 如疏水作用 ，离子键 ， 氢键 ） 等因素 的影响 ，被分离的物质在双水相体系 两相间的分配系数不同，导致其在上下相的浓度不同 ， 从而达到分离的目的。双水相萃取体系已广泛应用 于生物化学、细胞生物学 、 食品化工和药物分离等领域 ， 具有广阔的应用前景。双水相体系有望能用于 苏丹红的萃取分离 中， 然而 目 前 国内外 尚未见报道 。本文基于异丙醇一盐一水双水相体系 ， 通过考查盐的 种类 、盐的用量和苏丹红浓度对其萃取率影响 ，建立 了一种萃取分离苏丹红 Ｉ — Ｉ Ｖ的新方法 。
１ ． ２ 苏丹红 ｌ — ｌ Ｖ样 品溶液 的配 制
准确称取 ０ ． １ ｇ 苏丹红 Ｉ — Ｉ Ｖ ， 用乙腈溶解定容至 １ ０ ０ ｍ Ｌ ， 即为各种苏丹红的贮备液， 浓度均为 １ ｍ ｇ・ ｍ Ｌ 一 。
以乙腈为溶剂将贮备液稀释至 １ ０ ０ ｇ・ ｍ Ｌ ～ ，即为苏丹红样品工作液。
直接吸取上相进液相色谱仪测定其 中苏丹红 的浓度 ， 计算萃取率 ， 描述苏丹红在双水相中的分配行为。 萃取率 的计算公式为 ： ： ｆ ・ ｃ ／ ｍ ） × １ ０ ０ ％， 式中 ｍ指加入的苏丹红质量 ， ｃ 指上相 中苏丹红的质量浓度。
１ ． ４ 色谱分 析条件