异丙醇-水体系的萃取精馏分离

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。
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。
萃取精馏基本流程图
萃取Leabharlann Baidu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。
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。
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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。
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。