本发明属于化工行业的分离纯化领域具体涉及一种萃取精馏分离丙酮和异丙醚混合物的方法。
背景技术：
丙酮在工业上主要作为溶剂用于炸药、塑料、橡胶、纤维、制革、油脂、喷漆等行业中，也可作为合成烯酮、醋酐、碘仿、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯、氯仿、环氧树脂等物质的重要原料。异丙醚是动物、植物及矿物性油脂的良好溶剂，是石蜡及树脂的良好溶剂，工业上常将异丙醚和其他溶剂混合应用于石蜡基油品的脱蜡工艺。作为溶剂应用于制药、无烟火药、涂料及油漆清洗等方面。
在化工、制药生产过程中，需要使用丙酮和异丙醚作为有机溶剂，往往会产生丙酮和异丙醚的混合物，为降低生产成本，减少环境污染，需要对丙酮和异丙醚的混合物进行分离，但丙酮与异丙醚形成共沸物，无法用普通精馏进行分离。
关于分离丙酮异丙醚的分离，目前尚未见文献报道。
中国专利CN104478712A公开了一种萃取精馏分离乙酸甲酯和甲醇的方法，以氯化1-己基-3-甲基咪唑和溴化1-乙基-3-甲基咪唑为萃取剂，通过两步萃取精馏进行分离，但该方法进行两步萃取精馏，工艺复杂，不易操作。
中国专利CN102795957A公开了一种萃取精馏分离间甲乙苯和对甲乙苯的方法，以含氮类化合物为萃取剂，但该萃取剂对间甲乙苯和对甲乙苯分离效率低，萃取剂用量大，能耗高。
技术实现要素：
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种萃取精馏分离丙酮异丙醚混合物的装置。
本发明的另一个目的是提供使用所述装置萃取精馏分离丙酮异丙醚混合物的方法。
本发明的另一个目的是提供乙二醇在精馏分离丙酮异丙醚混合物中作为萃取剂的用途。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
一种萃取精馏分离丙酮和异丙醚混合物的方法，其特征在于该方法所使用的装置主要包含以下部分：
萃取精馏塔(T1)、萃取剂回收塔(T2)、冷凝器(C1)、回流罐(D1)、回流罐(D2)、再沸器(R1)、再沸器(R2)、换热器(H)；其中再沸器(R1)和再沸器(R2)分别连接在萃取精馏塔(T1)和萃取剂回收塔(T2)塔底，冷凝器(C1)和回流罐(D1)依次连接在常压塔(T1)塔顶，冷凝器(C2)和回流罐(D2)依次连接在萃取剂回收塔(T2)塔顶；
该分离方法主要包括以下步骤：
(1)丙酮和异丙醚混合物先进入换热器(H)利用萃取剂回收塔(T2)塔预蒸汽预热，然后进入萃取精馏塔(T1)，萃取剂进入萃取精馏塔(T1)的上部，萃取精馏塔(T1)塔顶蒸汽经过冷凝器(C1)冷凝、回流罐(D1)收集后，将一部分物流输送到萃取精馏塔(T1)顶部进行回流，将另一部分物流作为丙酮产品采出；
(2)萃取精馏塔(T1)塔底一部分物流进入再沸器(R1)，加热后进入萃取精馏塔(T1)，萃取精馏塔(T1)塔底另一部分物流输送至萃取剂回收塔(T2)内进行萃取剂与异丁醚的分离；
(3)萃取剂回收塔(T2)塔顶蒸汽在换热器(H)内换热后冷凝，经过回流罐(D2)收集后，将一部分物流输送到萃取剂回收塔(T2)顶部进行回流，将另一部分物流作为异丁醚产品采出；
(4)萃取剂回收塔(T2)塔底一部分物流进入再沸器(R2)，加热后进入萃取剂回收塔(T2)，萃取剂回收塔(T2)塔底另一部分物流作为萃取剂循环物流输送至萃取精馏塔(T1)内循环使用。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于所述方法采用的萃取精馏萃取剂为乙二醇。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于所述萃取精馏塔(T1)和萃取剂回收塔(T2)操作压力均为1atm绝压，萃取精馏塔(T1)理论塔板数为20～40，丙酮和异丙醚混合物进料位置为10～20，萃取剂进料位置为3～10，回流比为0.8～2，塔顶温度为52.5～60.3℃，塔底温度为90.8～100.3℃；萃取剂回收塔(T2)理论塔板数为15～50，进料位置为8～25，回流比为0.3～1.2；塔顶温度为63.1～70.5℃，塔底温度为185.3～197.5℃。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于所述萃取剂与丙酮和异丙醚混合物质量之比，即溶剂比为0.6～6。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于分离的丙酮和异丙醚混合物可以以任意比例混合。
根据本发明的另一优选实施方式，其特征在于分离后丙酮的纯度为99.80％～99.99％，丙酮的回收率为99.80％～99.99％，异丙醚的纯度为99.82％～99.99％，异丙醚的回收率为99.82％～99.99％。
乙二醇在萃取精馏分离丙酮和异丙醚混合物的方法中作为萃取剂的用途。
本发明中，如无特殊说明，所记载的百分比均为质量百分比。
[有益效果]
本发明与现有的技术相比，主要有以下有益效果：
(1)采取本方法分离丙酮和异丙醚混合物，得到两种高纯度产品，解决了丙酮和异丙醚共沸物难以分离的难题。
(2)在工艺中利用热集成的方法，节约了冷凝水的用量，降低了能耗。
(3)该方法具有能耗低，工艺简单，设备投资少，分离后丙酮和异丙醚的产品纯度高等优点，所采用的萃取剂乙二醇可以显著改善丙酮和异丙醚的相对挥发度、易于回收、化学热稳定性好。
【附图说明】
附图1为本发明的萃取精馏分离丙酮和异丙醚混合物的工艺流程图。
图中，T1萃取精馏塔；T2萃取剂回收塔；C1冷凝器；H换热器；D1，D2回流罐；R1，R2再沸器；数字表示各物流管道。
【具体实施方式】
下面结合实施例，进一步说明本发明，但本发明并不限于实施例。
实施例1：
进料温度为30℃，流量为1000kg/h，压力为1atm绝压，进料中含丙酮30％，含异丙醚70％。萃取精馏塔理论板数为20，塔内径为0.29m，丙酮和异丙醚混合物进料板为10，萃取剂乙二醇的流量为600kg/h(溶剂比为0.6)，萃取剂进料板为4；萃取剂回收塔理论板数为15，塔内径为0.28m，进料板为8。萃取精馏塔操作压力为1atm绝压，回流比为0.8，塔顶温度为60.3℃，塔底温度为100.3℃；萃取剂回收塔操作压力为1atm绝压，回流比为0.3，塔顶温度为70.5℃，塔底温度为185.3℃。分离后丙酮的纯度为99.80％，丙酮的回收率为99.80％，异丙醚的纯度为99.82％，异丙醚的回收率为99.82％。
表1.热集成能耗对比
实施例2：
进料温度为30℃，流量为1000kg/h，压力为1atm绝压，进料中含丙酮50％，含异丙醚50％。萃取精馏塔理论板数为35，塔内径为0.32m，丙酮和异丙醚混合物进料板为18，萃取剂乙二醇的流量为1000kg/h(溶剂比为1)，萃取剂进料板为6；萃取剂回收塔理论板数为25，塔内径为0.3m，进料板为15。萃取精馏塔操作压力为1atm绝压，回流比为0.9，塔顶温度为56.2℃，塔底温度为94.9℃；萃取剂回收塔操作压力为1atm绝压，回流比为1.0，塔顶温度为68.1℃，塔底温度为190.4℃。分离后丙酮的纯度为99.90％，丙酮的回收率为99.90％，异丙醚的纯度为99.95％，异丙醚的回收率为99.95％。
表2.热集成能耗对比
实施例3：
进料温度为30℃，流量为1000kg/h，压力为1atm绝压，进料中含丙酮70％，含异丙醚30％。萃取精馏塔理论板数为40，塔内径为0.35m，丙酮和异丙醚混合物进料板为20，萃取剂乙二醇的流量为6000kg/h(溶剂比为6)，萃取剂进料板为10；萃取剂回收塔理论板数为50，塔内径为0.26m，进料板为25。萃取精馏塔操作压力为1atm绝压，回流比为2，塔顶温度为52.5℃，塔底温度为90.8℃；萃取剂回收塔操作压力为1atm绝压，回流比为1.2，塔顶温度为65.1℃，塔底温度为197.5℃。分离后丙酮的纯度为99.99％，丙酮的回收率为99.99％，异丙醚的纯度为99.99％，异丙醚的回收率为99.99％。
表3.热集成能耗对比
从上述数据可以看出，本发明取得了分离产品的纯度和收率均达到了现有技术的顶级水平，此外采用本申请的热集成方法，冷凝水用量可以降低一半，降低了能耗，这些技术效果都是本领域技术人员根据现有技术无法预期的。