一种异戊烷的提纯装置及提纯方法与流程

本发明涉及化工，特别是涉及一种异戊烷的提纯装置及提纯方法。

背景技术：

1、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，不溶于水，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，塔板数大多上百块，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。

技术实现思路

1、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。

2、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：

3、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；

4、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；

5、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。

6、可选地，所述吸附塔还具有：

7、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；

8、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；

9、真空泵，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。

10、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。

11、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：

12、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；

13、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。

14、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；

15、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力学直径，且所述第一分子筛的孔径小于所述第二分子筛的孔径。

16、可选地，所述第一分子筛的孔径为4~6埃；

17、所述第二分子筛的孔径为5.5~7埃；

18、所述第三分子筛的孔径为4.5~6埃。

19、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；

20、所述第二吸附塔具有第二预设温度和第二预设压力；

21、所述第三吸附塔具有第三预设温度和第三预设压力。

22、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；

23、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。

24、可选地，所述的脱附步骤包括：

25、关闭所述混合气体进口和所述混合气体出口；

26、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；

27、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；

28、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。

29、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。

30、可选地，所述第四预设温度为95~105℃；

31、所述预设时长为2~4小时；

32、所述预设负压为-90~-100 kpa；

33、所述第四预设压力为100 kpa。

34、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。

35、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。

技术特征：

1.一种异戊烷的提纯装置，其特征在于，所述提纯装置包括：

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：

3.根据权利要求1所述的异戊烷的提纯装置，其特征在于，

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：

5.根据权利要求4所述的提纯方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的提纯方法，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的提纯方法，其特征在于，

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：

9.据权利要求7所述的提纯方法，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的提纯方法，其特征在于，

技术总结
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。

技术研发人员：万烨,张燕南,赵宇,王磊,常欣,任传宗,郭克涛,赵国伟
受保护的技术使用者：洛阳中硅高科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17