一种异戊烷的提纯装置及提纯方法

申请号 CN202311855852.4 申请日 2023-12-29 公开(公告)号 CN117820072A 公开(公告)日 2024-04-05
申请人 洛阳中硅高科技有限公司; 发明人 万烨; 张燕南; 赵宇; 王磊; 常欣; 任传宗; 郭克涛; 赵国伟;
摘要 本 发明 提供了一种异戊烷的提纯装置和提纯方法。异戊烷的提纯装置包括 吸附 系统、 气化 装置、控温装置和集气装置。经气化装置气化得到的异戊烷混合气体流经吸附系统,被吸附塔中填充的分子筛吸附杂质,最终得到高纯度的异戊烷。在吸附系统停止吸附时,对吸附系统进行脱附处理,使吸附系统中的分子筛活化以便于后续重新吸附。上述提纯装置具有结构简单、成本低、能耗低的优点。在吸附过程提纯过程中控制合适的吸附 温度 和吸附压 力 ,并在第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔中填充孔径不同的分子筛,最终得到异戊烷的纯度达到99.99%,异戊烷回收率在70%以上。
权利要求

1.一种异戊烷的提纯装置,其特征在于,所述提纯装置包括:
吸附系统,所述吸附系统包括一组串联的吸附塔,所述串联的吸附塔至少包括第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔;所述吸附塔具有混合气体进口和混合气体出口,所述混合气体进口设置于所述吸附塔的底部,所述混合气体的出口设置于所述吸附塔的顶部;所述吸附塔内填充有分子筛,所述分子筛的孔径不大于所述异戊烷的动学直径;
气化装置,所述气化装置包括进液口和出气口,所述气化装置用以对异戊烷混合液体进行气化,以得到异戊烷混合气体;所述气化装置的出气口和所述吸附系统相连通,以使所述异戊烷混合气体能够依次通过所述串联的吸附塔;
控温装置,所述控温装置用以控制所述吸附塔的温度,以使所述吸附塔的温度稳定的预设温度范围;
集气装置,所述集气装置用以收集所述第三吸附塔的混合气体出口输出的所述异戊烷混合气体。
2.根据权利要求1所述的异戊烷的提纯装置,其特征在于,所述吸附塔还具有:
惰性气体进口,所述惰性气体进口设置于所述吸附塔的顶部;
惰性气体出口,所述惰性气体出口设置于所述吸附塔的底部;
真空,所述真空泵和所述惰性气体出口相连通,以对所述吸附系统进行脱附。
3.根据权利要求1所述的异戊烷的提纯装置,其特征在于,
所述提纯装置具有至少两个吸附系统,在一个吸附系统进行吸附时,其他吸附塔进行脱附,使得所述提纯装置连续运转。
4.一种异戊烷的提纯方法,适用于权利要求1至3中任一项中所述的提纯装置,其特征在于,所述提纯方法包括:
从所述出气口流出的异戊烷混合气体经所述第一吸附塔的所述混合气体进口输入所述串联的吸附塔后,依次流经所述第一吸附塔、所述第二吸附塔和所述第三吸附塔,在所述第三吸附塔的所述混合气体出口得到高纯度的异戊烷气体;
在所述串联的吸附塔停止吸附后,对所述串联的吸附塔进行脱附处理,使所述吸附塔中的分子筛活化。
5.根据权利要求4所述的提纯方法,其特征在于,
所述第一吸附塔中填充第一分子筛,所述第二吸附塔中填充第二分子筛,所述第三吸附塔中填充第三分子筛;
所述第一分子筛的孔径小于所述第二分子筛的孔径。
6.根据权利要求5所述的提纯方法,其特征在于,
所述第一分子筛的孔径为4 6埃;
~
所述第二分子筛的孔径为5.5 7埃;
~
所述第三分子筛的孔径为4.5 6埃。
~
7.根据权利要求4所述的提纯方法,其特征在于,
所述第一吸附塔具有第一预设温度和第一预设压力;
所述第二吸附塔具有第二预设温度和第二预设压力;
所述第三吸附塔具有第三预设温度和第三预设压力;
所述第一预设温度、所述第二预设温度和所述第三预设温度高于流入第一吸附塔的所述异戊烷混合气体的温度;
所述第一预设压力、所述第二预设压力和所述第三预设压力高于标准大气压
8.根据权利要求4所述的提纯方法,其特征在于,所述的在所述串联的吸附塔停止吸附后,对所述串联的吸附塔进行脱附处理,使所述吸附塔中的分子筛活化包括:
关闭所述混合气体进口和所述混合气体出口;
开启所述惰性气体出口,使所述第一吸附塔、所述第二吸附塔和所述第三吸附塔达到预设负压
使所述第一吸附塔、所述第二吸附塔和所述第三吸附塔在预设负压和第四预设温度下持续预设时长;
在预设时长后,开启所述惰性气体进口,使所述第一吸附塔、所述第二吸附塔和所述第三吸附塔达到第四预设压力。
9.据权利要求7所述的提纯方法,其特征在于,
所述第一预设温度为65 75℃,所述第二预设温度为65 75℃,所述第三预设温度为65~ ~ ~
75℃;所述第一预设压力为150 160KPa,所述第二预设压力为150 160KPa,所述第三预设压~ ~
力为150 160KPa。
~
10.根据权利要求8所述的提纯方法,其特征在于,
所述第四预设温度为95 105℃;
~
所述预设时长为2 4小时;
~
所述预设负压为‑90 ‑100 KPa;
~
所述第四预设压力为100 KPa。

说明书全文

一种异戊烷的提纯装置及提纯方法

技术领域

[0001] 本发明涉及化工技术领域,特别是涉及一种异戊烷的提纯装置及提纯方法。

背景技术

[0002] 异戊烷,化学名2‑甲基丁烷,常温下为液体,是一种无色透明的易挥发液体,不溶于,可混溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。异戊烷产品用途广泛,可用作发泡剂、溶剂、化工原料等。目前,高纯度异戊烷主要采用不同分离序列的多塔分离工艺制备,精馏塔多为精密精馏塔,塔板数大多上百,原料经过多次的精馏分离,最终的得到满足要求的异戊烷产品。上述分离方法虽然可以得到高纯度的异戊烷产品,但生产过程能耗较高,整体投资成本较大。

发明内容

[0003] 鉴于上述问题,本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的提纯装置,能够解决高纯度异戊烷制备过程中存在的能耗高的问题,达到降低生产能耗、节约投资成本的目的。
[0004] 具体地,本发明提供了一种异戊烷的提纯装置,所述提纯装置包括:吸附系统,所述吸附系统包括一组串联的吸附塔,所述串联的吸附塔至少包括第
一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔;所述吸附塔内填充有分子筛,所述吸附塔具有混合气体进口和混合气体出口,所述混合气体进口设置于所述吸附塔的底部,所述混合气体的出口设置于所述吸附塔的顶部;
气化装置,所述气化装置包括进液口和出气口,所述气化装置用以对异戊烷混合
液体进行气化,以得到异戊烷混合气体;所述气化装置的出气口和所述吸附系统相连通,以使所述异戊烷混合气体能够依次通过所述串联的吸附塔;
控温装置,所述控温装置用以控制所述吸附塔的温度,以使所述吸附塔的温度稳
定的预设温度范围;集气装置,所述集气装置用以收集所述第三吸附塔的混合气体出口输出的所述异戊烷混合气体。
[0005] 可选地,所述吸附塔还具有:惰性气体进口,所述惰性气体进口设置于所述吸附塔的顶部;
惰性气体出口,所述惰性气体出口设置于所述吸附塔的底部;
真空,所述真空泵和所述惰性气体出口相连通,以对所述吸附系统进行脱附。
[0006] 可选地,所述提纯装置具有至少两个吸附系统,在一个吸附系统进行吸附时,其他吸附塔进行脱附,使得所述提纯装置连续运转。
[0007] 本发明还提供了一种异戊烷的提纯方法,适用于上述任一项中所述的提纯装置。所述提纯方法包括:
从所述出气口流出的异戊烷混合气体经所述第一吸附塔的所述混合气体进口输
入所述串联的吸附塔后,依次流经所述第一吸附塔、所述第二吸附塔和所述第三吸附塔,在所述第三吸附塔的所述混合气体出口得到高纯度的异戊烷气体;
在所述串联的吸附塔停止吸附后,对所述串联的吸附塔进行脱附处理,使所述吸
附塔中的分子筛活化。
[0008] 可选地,所述第一吸附塔中填充第一分子筛,所述第二吸附塔中填充第二分子筛,所述第三吸附塔中填充第三分子筛;所述第一分子筛的孔径、所述第二分子筛的孔径和所述第三分子筛的孔径均不大
于异戊烷的动学直径,且所述第一分子筛的孔径小于所述第二分子筛的孔径。
[0009] 可选地,所述第一分子筛的孔径为4 6埃;~
所述第二分子筛的孔径为5.5 7埃;
~
所述第三分子筛的孔径为4.5 6埃。
~
[0010] 可选地,在所述吸附步骤中,所述第一吸附塔具有第一预设温度和第一预设压力;所述第二吸附塔具有第二预设温度和第二预设压力;
所述第三吸附塔具有第三预设温度和第三预设压力。
[0011] 所述第一预设温度、所述第二预设温度和所述第三预设温度高于流入第一吸附塔的所述异戊烷混合气体的温度;所述第一预设压力、所述第二预设压力和所述第三预设压力高于标准大气压
[0012] 可选地,所述的脱附步骤包括:关闭所述混合气体进口和所述混合气体出口;
开启所述惰性气体出口,使所述第一吸附塔、所述第二吸附塔和所述第三吸附塔
达到预设负压
使所述第一吸附塔、所述第二吸附塔和所述第三吸附塔在预设负压和第四预设温
度下持续预设时长;
在预设时长后,开启所述惰性气体进口,使所述第一吸附塔、所述第二吸附塔和所
述第三吸附塔达到第四预设压力。
[0013] 可选地,所述第一预设温度为65 75℃,所述第二预设温度为65 75℃,所述第三预~ ~设温度为65 75℃;所述第一预设压力为150 160KPa,所述第二预设压力为150 160KPa,所~ ~ ~
述第三预设压力为150 160KPa。
~
[0014] 可选地,所述第四预设温度为95 105℃;~
所述预设时长为2 4小时;
~
所述预设负压为‑90 ‑100 KPa;
~
所述第四预设压力为100 KPa。
[0015] 在本发明的异戊烷的提纯装置中,异戊烷混合液体经进液口流入气化装置,经气化装置气化后由液相变为气相后从出气口流出气化装置。从气化装置流出的异戊烷混合气体经第一吸附塔的混合气体进口流入第一吸附塔,依次经第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔后从第三吸附塔的混合气体出口流出。在异戊烷混合气体流经第一吸附塔时,第一吸附塔中的分子筛吸附动力学直径小于第一吸附塔中分子筛的孔径的物质,第二吸附塔中的分子筛吸附动力学直径小于第二吸附塔中分子筛的孔径的物质,第三吸附塔中的分子筛吸附动力学直径小于第三吸附塔中分子筛的孔径的物质,从而使得第三吸附塔的混合气体出口流出的气体为高纯度的异戊烷。依据分子筛的孔径的大小和混合气体的动力学直径大小选择吸附目标,吸附选择性高,与传统的多塔精密精馏相比,显著降低投资成本和生产能耗。
[0016] 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

[0017] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本发明一个实施例的异戊烷的提纯方法的工艺流程图
图2是根据本发明一个实施例的异戊烷提纯方法中的分子筛脱附活化的工艺流程
图;
图3使根据本发明又一个是实施例的异戊烷提纯方法的工艺流程图;
图4是根据本发明一个实施例的异戊烷提纯装置的工艺流程图;
图5是根据本发明一个实施例的吸附塔的示意性结构图。

具体实施方式

[0018] 下面参照图1至图5来描述本发明实施例的一种异戊烷的提纯装置和提纯方法。在本实施例的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征,也即包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个、三个等,除非另有明确具体的限定。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时,除非另外特别地描述,这指示不排除其它特征和可以进一步包括其它特征。
[0019] 除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦合”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。本领域的普通技术人员,应该可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0020] 此外,在本实施例的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。也即在本实施例的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”、或“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0021] 在本实施例的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0022] 图4是本发明一个实施例的异戊烷提纯装置的工艺流程图,如图4所示,并参考图1至图3、图5,本发明实施例提供了一种异戊烷的提纯装置和提纯方法。上述提纯装置包括:吸附系统、气化装置100、控温装置和集气装置700。吸附系统包括一组串联的吸附塔200,串联的吸附塔200至少包括第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230。吸附塔200具有混合气体进口240和混合气体出口260,混合气体进口240设置于吸附塔200的底部,混合气体的出口设置于吸附塔200的顶部。吸附塔200内填充有分子筛270,分子筛270的孔径不大于异戊烷的动力学直径。气化装置100包括进液口和出气口,气化装置100用以对异戊烷混合液体进行气化,以得到异戊烷混合气体。气化装置100的出气口和吸附系统相连通,以使异戊烷混合气体能够依次通过串联的吸附塔200。控温装置,控温装置用以控制吸附塔200的温度,以使吸附塔200的温度稳定的预设温度范围。集气装置700用以收集第三吸附塔230的混合气体出口260输出的异戊烷混合气体。
[0023] 本实施例的具体工作过程包括:异戊烷混合液体经进液口流入气化装置100,经气化装置100气化后由液相变为气相后从出气口流出气化装置100。从气化装置100流出的异戊烷混合气体经第一吸附塔210的混合气体进口240流入第一吸附塔210,依次经第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230后从第三吸附塔230的混合气体出口260流出。在异戊烷混合气体流经第一吸附塔210时,第一吸附塔210中的分子筛270吸附动力学直径小于第一吸附塔210中分子筛270的孔径的物质,第二吸附塔220中的分子筛270吸附动力学直径小于第二吸附塔220中分子筛270的孔径的物质,第三吸附塔230中的分子筛270吸附动力学直径小于第三吸附塔230中分子筛270的孔径的物质,从而使得第三吸附塔230的混合气体出口260流出的气体为高纯度的异戊烷,并被集气装置700收集。
[0024] 在本实施例中,依据分子筛270的孔径的大小和混合气体的动力学直径大小选择吸附目标,吸附选择性高,与传统的多塔精密精馏相比,显著降低投资成本和生产能耗。
[0025] 在本发明的异戊烷的提纯装置的一些实施例中,吸附塔200还具有惰性气体进口300、惰性气体出口400和真空泵600。惰性气体进口300设置于吸附塔200的顶部;惰性气体出口400设置于吸附塔200的底部;真空泵600和惰性气体出口400相连通,以对吸附系统进行脱附。
[0026] 具体地,具体地,真空泵600与吸附塔200的惰性气体出口400相连通,真空泵600工作,将吸附塔200中的气体吸入泵腔,并通过油封将吸入真空泵600的气体排出泵外。真空泵600产生负压,使分子筛270吸附的小分子烷、烯烃等气体从分子筛270上脱附,进而实现分子筛270的脱附活化。在吸附塔200的负压状态持续预设时长时,关闭惰性气体出口400,开启惰性气体进口300,以使用惰性气体对吸附塔200进行充压至预设压力。
[0027] 在本实施例中,对分子筛270进行脱附处理,以使得吸附系统能够重复利用。采用惰性气体而非空气对吸附塔200充压,避免分子筛270吸附的小分子烷烃与空气中的气发生反应,降低险;同时避免分子筛270发生氧化,进而延长分子筛270的使用寿命。
[0028] 在本发明的异戊烷的提纯装置的一些实施例中,提纯装置具有至少两个并联的吸附系统,在一个吸附系统进行吸附时,其他吸附塔200进行脱附,使得提纯装置连续运转。
[0029] 在本实施例中,异戊烷提纯装置中通过设置两套不少于两个并联的吸附系统,且两个吸附系统之间可以实现切换,使得在一个吸附系统维护时,另一个吸附系统能够正常工作,从而实现异戊烷提纯的连续生产。
[0030] 如图1所示,本发明还提供了一种异戊烷的提纯方法,适用于上述任一实施例中的提纯装置。上述提纯方法包括:步骤S100,从出气口流出的异戊烷混合气体经第一吸附塔210的混合气体进口240
输入串联的吸附塔200后,依次流经第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230,在第三吸附塔230的混合气体出口260得到高纯度的异戊烷气体;
步骤S200,在串联的吸附塔200停止吸附后,对串联的吸附塔200进行脱附处理,使
吸附塔200中的分子筛270活化。
[0031] 在步骤S100中,异戊烷混合气体流经串联的吸附塔200时,吸附塔200中的分子筛270对动力学直径小于分子筛270的孔径的物质进行吸附,以提高异戊烷混合气体中异戊烷的纯度。
[0032] 在步骤S200中,串联的吸附塔200停止吸附后,对第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230进行脱附处理,使的吸附塔200中的分子筛270活化。
[0033] 在本实施例中,通过将填充有分子筛270的吸附塔200串联,实现对异戊烷混合气体的提纯。在吸附塔200停止吸附后对吸附塔200内的分子筛270进行活化,活化后的分子筛270能够重新吸附,实现分子筛270的重复利用,便于工业化生产。
[0034] 在本发明的异戊烷的提纯方法的一些实施例中,第一吸附塔210中填充第一分子筛270,第二吸附塔220中填充第二分子筛270,第三吸附塔230中填充第三分子筛270。第一分子筛270的孔径小于第二分子筛270的孔径。
[0035] 在本实施例中,位于上游的第一分子筛270的孔径小于位于第一分子筛270下游的第二分子筛270的孔径,不同孔径的分子筛270可以吸附的物质存在差异。在异戊烷混合气体流动的过程中,第一吸附塔210中的第一分子筛270吸附动力直径小于或等于第一分子筛270的孔径的物质。第二吸附塔220中的第二分子筛270主要吸附动力学直径大于第一分子筛270的孔径的物质。分级吸附有利于提高吸附效率。
[0036] 在本发明的异戊烷的提纯方法的一些实施例中,第一分子筛270的孔径为4 6埃,~第二分子筛270的孔径为5.5 7埃,第三分子筛270的孔径为4.5 6埃。
~ ~
[0037] 在本实施例中,第一分子筛270吸附小分子烃烷,第二分子筛270吸附烯烃,第三分子筛270的吸附在第一吸附塔210和第二吸附塔220中未被吸附的小分子烃烷和烯烃,进一步提高异戊烷混合气体中异戊烷的纯度。
[0038] 优选地,第一分子筛270的孔径为5埃,第二分子筛270的孔径为6埃,第三分子筛270的孔径为6埃。
[0039] 在本发明的异戊烷的提纯方法的一些实施例中,第一吸附塔210具有第一预设温度和第一预设压力,第二吸附塔220具有第二预设温度和第二预设压力,第三吸附塔230具有第三预设温度和第三预设压力。第一预设温度、第二预设温度和第三预设温度高于流入第一吸附塔210的异戊烷混合器的温度。第一预设压力、第二预设压力和第三预设压力高于标准大气压。
[0040] 进一步地,在本发明的异戊烷的提纯方法的另一些实施例中,第一预设温度为65~75℃,第二预设温度为65 75℃,第三预设温度为65 75℃。第一预设压力为150 160KPa,第~ ~ ~
二预设压力为150 160KPa,第三预设压力为150 160KPa。
~ ~
[0041] 在本实施例中,第一预设温度、第二预设温度、第三预设温度的设置使得异戊烷混合物保持在气体状态。第一预设压力、第二预设压力和第三预设压力的设置使得异戊烷混合气体在第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230中保持适宜的流动高速度。
[0042] 优选地,第一预设温度为70℃,第二预设温度为70℃,第三预设温度为70℃。第一预设压力为150KPa,第二预设压力为150KPa,第三预设压力为150KPa。
[0043] 如图2所示,在本发明的异戊烷的提纯方法的一些实施例中,上述在串联的吸附塔200停止吸附后,对串联的吸附塔200进行脱附处理,使吸附塔200中的分子筛270活化脱附步骤包括:
步骤S210,关闭混合气体进口240和混合气体出口260;
步骤S220,开启惰性气体出口400,使第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附
塔230达到预设负压;
步骤S230,使第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230在预设负压和第四
预设温度下持续预设时长;
步骤S240,在预设时长后,开启惰性气体进口300,使第一吸附塔210、第二吸附塔
220和第三吸附塔230达到第四预设压力。
[0044] 在本实施例中,开启惰性气体出口400,对第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230进行抽负压处理,使第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230内压力值达到预设负压,并在预设温度下按照预设负压保持预设时长,使分子筛270中吸附的物质实现脱附。在第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230在预设温度下按照预设负压保持预设时长后,开启惰性气体进口300,使第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230达到第四预设压力。
[0045] 在本实施例中,在负压脱附后,向第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230充惰性气体,避免分子筛270脱附后残留的小分子烷烃和空气中的氧气发生反应,又能避免分子筛270和氧气接触形成氧化。
[0046] 进一步地,在本发明的异戊烷的提纯方法的另一些实施例中,为了提高脱附效果,提升分子筛270活性,可以进行多次对吸附塔200抽负压和对吸附塔200充惰性气体的循环。优选地,循环次数为三次。
[0047] 在本发明的一些实施例中,第四预设温度为95 105℃,预设时长为2 4小时,预设~ ~负压为‑90 ‑100 KPa,第四预设压力为95 105 KPa。
~ ~
[0048] 在本实施例中,第四预设温度、预设时长、预设负压的设置有利于分子筛270中吸附物质的脱附,从而实现分子筛270活化。充惰性气体后第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230内部压力值与外部大气压相当,有利于维护吸附塔200的稳定。
[0049] 优选地,第四预设温度为100℃,预设时长为3小时,预设负压为‑95 KPa,第四预设压力为100 KPa。
[0050] 在本发明的异戊烷的提纯装置的一些实施例中,提纯装置还包括真空泵600。第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230均在顶部设置有惰性气体进口300,第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230均在底部设置有惰性气体出口400。惰性气体出口400均和真空泵600相连通。
[0051] 需要特别指出的是,上述吸附塔200可以是第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230的部分或全部。上述分子筛270也可以指第一分子筛270、第二分子筛270和第三分子筛270的部分或全部。
[0052] 在本发明的异戊烷的提纯装置的一些实施例中,提纯装置还包括冷却器500,冷却器500与真空泵600相连通。冷却器500设置于真空泵600的上游,以使流出第一吸附塔210和/或第二吸附塔220和/或第三吸附塔230的惰性气体,经冷却器500冷却后进入真空泵600。
[0053] 在本实施例中,冷却器500设置在真空泵600的上游,使得吸附塔200中流出的气流经冷却器500冷却降温后再进入真空泵600,进而避免高温气体进入真空泵600引起密封不良、热蒸发和气体回流的问题。
[0054] 在本发明的异戊烷的提纯装置的一些实施例中,第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230均设置有控温装置,以使第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230的温度稳定在预设温度范围。
[0055] 在本实施例中,控温装置的设置,使得第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230的内部温度稳定在预设温度范围。吸附塔200内部温度稳定在预设温度范围使得异戊烷提纯过程中吸附质量稳定,进而使得生产中异戊烷的纯度稳定。
[0056] 在本发明的异戊烷的提纯装置的一些实施例中,控温装置为水夹套。水夹套是套设在吸附塔200外部的密封管道,将高温水引入水夹套,通过水夹套内的管道将高温水的热量传递给吸附塔200,从而实现对吸附塔200的加热。具体地,通过控制高温水的温度和流量,实现对吸附塔200的温度的精确控制。
[0057] 在本实施例中,设置水夹套实现对吸附塔200温度的调节,温度控制精确,且温度调整操作简便。
[0058] 在本发明的异戊烷的提纯装置的一些实施例中,第一进口、第三出口、惰性气体进口300和惰性气体出口400分别设置有控制控制阀分别控制第一进口、第三出口、惰性气体进口300和惰性气体出口400的开闭。
[0059] 具体地,在使用吸附塔200对异戊烷提纯时,关闭惰性气体进口300和惰性气体出口400,开启第一进口和第三出口,使得异戊烷混合气体依次流经第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230,实现对异戊烷的提纯。在对吸附塔200中分子筛270进行脱附活化时,关闭第一进口、第三出口和惰性气体进口300,开启惰性气体出口400和真空泵600,以使第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230达到并保持负压状态。在第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230保持预设时长的负压状态后,开启惰性气体进口300,对第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230充惰性气体,以使第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230内压力达到预设压力值。
[0060] 在本实施例中,控制阀的设置使得第一进口、第三出口、惰性气体进口300和惰性气体出口400的开闭可以分别控制,使得调整吸附塔200的工作模式的操作简单化。
[0061] 在本发明的异戊烷的提纯装置的一些实施例中,第一吸附塔210的高径比为8:1~12:1,第二吸附塔220的高径比为10:2 12:2,第三吸附塔230的高径比为10:2 12:2。
~ ~
[0062] 吸附塔200高径比过小影响吸附效果,高径比过大会降低异戊烷的收率。在本实施例中,根据异戊烷混合气体的组分对第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230设置不同的高径比,有利于提高吸附效率,同时保证异戊烷的收率。
[0063] 优选地,第一吸附塔210的高径比为10:1,第二吸附塔220的高径比为10:2,第三吸附塔230的高径比为10:2。
[0064] 在本发明的异戊烷的提纯装置的一些实施例中,吸附塔200的材质为S304,。在本实施例中,S304在频繁的升降温中能够保持良好的韧性,且节约成本,经济适用。
[0065] 下面结合图3,通过具体实施方式来进一步说明本发明,以下实施例为本发明具体的实施方式,但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0066] 步骤S310,向吸附塔200外部的水夹套通150℃高温水,使第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230的温度保持在65 70℃。~
[0067] 步骤S320,将异戊烷含量40%混合液体以100kg/h流量进入气化装置100,气化装置100温度为64℃,气化装置100内部压力150KPa。
[0068] 步骤S330,将异戊烷混合液体气化后气体通过第一吸附塔210的混合气体进口240输入第一吸附塔210,经过第一分子筛270后从第一吸附塔210的混合气体出口260流出,控制第一吸附塔210的压力在150 160KPa。~
[0069] 步骤S340,从第一吸附塔210的混合气体出口260流出的异戊烷混合气体通过第二吸附塔220的混合气体进口240流入第二吸附塔220,经过第二分子筛270后从第二吸附塔220的混合气体出口260流出,控制第二吸附塔220的压力在150
~
160KPa。
[0070] 步骤S350,从第二吸附塔220的混合气体出口260流出的异戊烷混合气体通过第三吸附塔230的混合气体进口240流入第三吸附塔230,经过第三分子筛270后从第三吸附塔230的混合气体出口260流出,控制第三吸附塔230的压力在150 160KPa。
~
[0071] 步骤S360,在12小时后,将异戊烷混合气体输入另一个吸附系统,当前运行的吸附系统中第一吸附塔210的混合气体进口240和第三吸附塔230的混合气体出口260,同时开启当前运行的吸附系统中第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230的惰性气体出口400;
步骤S370,打开真空泵600,变频控制控制真空泵600功率将第一吸附塔210、第二
吸附塔220和第三吸附塔230内部压力均抽至‑95kpa,同时调大水夹套的水流量,将第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230的温度升温至100℃。
[0072] 步骤S380,在3小时后,打开第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230的惰性气体进口300,将第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230充压至100kpa。
[0073] 步骤S390,重复步骤370和步骤S380,重复2次后关闭真空泵600,调小水夹套的水流量,将第一吸附塔210、第二吸附塔220和第三吸附塔230的温度将温至70℃,以便于下一次吸附。
[0074] 真空泵600的功率为15KW,抽速为200 Nm³/h。
[0075] 在步骤S360中收集到异戊烷混合气体340Kg,经GC‑MS检测异戊烷纯度为99.99%,异戊烷回收率70.83%。
[0076] 至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
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