新型高效丙酮精馏塔的研究与应用.pdfVIP

第 25 卷第 2 期 北 京 化 工 大 学 学 报 Vol . 25 ,No . 2 1998 年 J OU RNAL OF B EIJ IN G UN IV ERSI TY OF CHEM ICAL TECHNOLO GY 1998 新型高效丙酮精馏塔的研究与应用 李 　群 　生 (北京化工大学化学工程学院 , 北京 , 100029) 摘 　要 　研究了丙酮水的相平衡曲线与特点 。在计算机上进行了丙酮精馏的模拟与优化 , 并 进行了不同进料浓度下的精馏工艺计算 , 将新型高效填料与计算机计算结果用于丙酮精馏塔 的设计 , 工业应用试车一次成功 。与浮阀塔 、泡罩塔 、板填复合塔等塔型相比 , 新塔提高生 产能力 67 5 %～180 % , 节能 25 %～40 % , 同时得到纯度达 999 % 的丙酮产品 , 排放残液中 丙酮质量分数 w ≤0 05 % 。 关键词 　丙酮 ; 精馏 ; 填料塔 ; 节能 ; 分类号 　TQ05 181 引　言 丙酮是一种重要的溶剂与基本有机化工原料 , 在化工 、轻工 、医药等领域 , 有着广泛 的用途 。如制药行业中常将丙酮用作溶剂或萃取剂 , 将药物中的有效成份溶解或萃取出 来 , 而对生产过程中使用过的丙酮 , 则需回收精制 , 循环使用 。这样 , 一方面可以减少环 境污染 , 另一方面可以降低制药过程中的原料消耗 , 降低生产成本 。丙酮的回收精制以往 用传统的板式精馏塔较多[ 1 ,2 ] , 精馏塔效率较低 。文中则采用新型高效填料为分离元件 , 通过计算机模拟计算 , 研制出新型高效丙酮精馏塔 , 完成了工业生产中丙酮精馏提纯的任 务 。 1 　丙酮精馏的生产要求 某药物公司在制药过程中 , 排放出丙酮约为 150 kg/ h , 丙酮 w 在 20 %～90 % , 其余 主要是水以及生产过程中的一些重组分 。在该制药工艺中 , 要求回收精制后的丙酮 w ≥ 999 % , 塔釜排放残液丙酮 w ≤005 % 。生产中一般采用精馏方法对丙酮回收精制 , 循 环使用 。 2 　丙酮精馏工艺的计算机模拟与优化 2 1 　丙酮水体系汽液相平衡曲线与特点 为了研究精馏方法制取丙酮的规律 , 首先对丙酮水体系的汽液相平衡曲线进行了研 ( ) 究 , 如图 1 所示 。从图中可以看出: 在丙酮摩尔分数 液相为 x , 汽相为 y 低时 , 相平 衡曲线距对角线较远 , 将丙酮提浓比较容易; 当丙酮 x , y 高时 , 尤其是丙酮 x 99 % 时 , 相平衡曲线与对角线几乎贴上 , 进一步提纯丙酮难度较大 。在工业生产中 , 需要采用 收稿 日期 : 第一作者 : 男 , 34 岁 , 工学硕士 , 讲师 ·2 · 北 京 化 工 大 学 学 报 1998 较大的回流比和较多的理论塔板数 。 2 2 　丙酮精馏工艺的计算机模拟与优化 根据生产任务要求 , 塔顶产品中丙酮 w ≥999 % , 塔釜残液中丙酮 w ≤005 % 。为 了确定精馏工艺的理论塔板数和回流比,