第41卷第11期廣州化工Vol.41 No. 112013年6月Guangzhou Chemical IndustryJune. 2013從甲醇-異丙醇混合液中回收甲醇袁旭宏'，王巧麗’，葉余原”,熊雙喜2(1臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化系，浙江臺(tái)州318000; 2臺(tái)州學(xué)院醫(yī)藥化工學(xué)院，浙江臺(tái)州318000)摘要: 對(duì)廢液中各濃度甲醇的回收再利用進(jìn)行了研究，主要對(duì)各濃度甲醇精餾過程中的不同實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了初探,得出了塔釜加熱電壓、塔釜液濃度、回流比等實(shí)驗(yàn)條件與塔頂產(chǎn)品濃度之間的關(guān)系，并用計(jì)算機(jī)繪制了圖表，確定- -組最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件，該工藝過程簡單、易操作、適合工業(yè)化生產(chǎn)。關(guān)鍵詞:精餾;甲醇;回流比;塔頂產(chǎn)品濃度中圖分類號(hào): TQ028. 31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1001 -9677(2013)11 -0129 -03.Methanol Recovery from Methanol - isopropanol MixtureYUAN Xu-hong'，WANG Qiao-li2，YE Yu -yuan2 , XIONG Shuang -xi2(1 Taizhou Vocational & Technical College ，Zhejiang Taizhou 318000;2 Department of Pharmaceutical and Chemical Engineering, Taizhou College, Zhejang Taizhou 318000, China)Abstract: The liquid waste in the concentration of methanol recycling and reuse were studied , mainly on the concen-tration of methanol in the process of distillation of different experimental conditions ，the kettle heating voltage tower, towerkettle of concentration, returm than the experimental conditions , such as the top product concentration and the relationshipbetween the computer and drew a chart to identify a group of optimal experimental conditions. The process was simple，easily operation and fit to commercial production.Key words: distiltion; methanoll; return ratio; concentration of top甲醇是化工產(chǎn)業(yè)的重要下游產(chǎn)品之一，主要用于合成纖1.3實(shí)驗(yàn)步驟維、甲醛、塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、合成蛋白質(zhì)等工業(yè)生惰性氣體出口產(chǎn)，是一種基本的有機(jī)化工原料"。在本實(shí)驗(yàn)中我們通過在全回流下改變塔釜加熱溫度和塔釜濃度;在部分回流中改變回流比、塔釜濃度等因素進(jìn)行研究,得出大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并通過計(jì)算機(jī)繪圖找出最優(yōu)的一- 組實(shí)驗(yàn)參數(shù)，為生產(chǎn)企業(yè)提供了可靠的控制數(shù)據(jù)。1實(shí)驗(yàn)部分1.1 實(shí)驗(yàn)裝置出料16本實(shí)驗(yàn)裝置的主體設(shè)備是篩板精餾塔，配套的有加料系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、殘液出料管路、進(jìn)料泵和一些測量、控制儀表。實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖1。1.2 實(shí)驗(yàn)分析條件實(shí)驗(yàn)采用溫嶺市福立分析儀器公司GC9790型氣相色譜，載氣為氫氣,柱為φ3 mm、壁厚0.5 mm、高200 mm不銹鋼圈1精餾塔過程示意圖填充柱。固定相為GDX- 101白色擔(dān)體，老化溫度200 C,最.1-塔釜排液口;2-電加熱器;3-塔釜;4-塔釜液位計(jì); 5-塔板;高使用溫度220 C。熱導(dǎo)檢測，汽化室溫度170 C,柱溫120 C,6-溫度計(jì)(其余均以t表示); 7-窺視節(jié); 8-冷卻水流量計(jì);9-盤管冷凝器; 10-塔頂平衡管; 11 -回流液流量計(jì);檢測室溫度200 C,柱前壓0.11 MPa,進(jìn)樣量0.5 μL,應(yīng)用軟12 -塔頂出料流量計(jì); 13-產(chǎn)品取樣口; 14-進(jìn)料管路; 15 -塔釜平衡管;件為浙大N2000色譜工作站。16-盤管換熱器; 17 -塔釜出料流量計(jì); 18 -進(jìn)料流量計(jì); 19 -進(jìn)料泵;20 -料液儲(chǔ)槽; 21 -料槽液位計(jì); 22 -料液取樣口作者簡介:袁旭宏(1972-). 男，碩士學(xué)位,研究方向?yàn)榛ず歪t(yī)藥中間體的研制。通訊作者:葉余原(1969-). 男，熊雙喜(1953-)， 男，副教授，研究方向:分離工程。.130廣州化工2013年6月本實(shí)驗(yàn)可分為以下步驟: (1)全回流操作下，在同一塔釜2.3改變回流比對(duì)分 離效果的影響濃度下，建立塔釜加熱溫度梯度,測量對(duì)應(yīng)塔頂濃度。(2) 全向塔釜加入30%甲醇- -異丙醇混合溶液， 設(shè)定塔釜加熱溫回流操作下，在同-加熱溫度下，對(duì)應(yīng)不同塔頂產(chǎn)品濃度。度為270 C,進(jìn)料濃度30%。待全回流穩(wěn)定后，設(shè)定回流比R(3)在部分回流操作下，控制同- -加熱溫度與釜液濃度，在不(1.5:1, 2.0:1, 2.5:1, 3.0:1, 3.5: 1),進(jìn)行部分回流同回流比下測定對(duì)應(yīng)塔頂濃度。(4) 部分回流下測定產(chǎn)品濃度操作，有回流液時(shí)開始記時(shí)穩(wěn)定45 min后，對(duì)塔頂取樣分析。與不同塔釜液關(guān)系。由數(shù)據(jù)并作出塔頂甲醇濃度- -回流比曲線(圖4)。本文在全回流下，對(duì)不同加熱溫度和不同塔釜液與塔頂產(chǎn)品濃度情況進(jìn)行比較分析，找出一組最佳操作條件[6]。在最佳操作溫度與塔釜濃度下進(jìn)行部分回流，對(duì)不同回流比和不同塔釜液下塔頂濃度測量比較分析，得出出間歇式精餾的最佳操作條件。2結(jié)果與討論2.1確定取樣穩(wěn)定時(shí)間向塔釜加入30%甲醇-異丙醇混合溶液(用甲醇異丙醇配回流比R制)，設(shè)定塔釜加熱溫度240 C進(jìn)行全回流操作,待有回流液圍4塔頂甲醇濃度一回流比曲線出現(xiàn)時(shí)開始記時(shí)(”(0 min，15 min, 30 min, 45 min, 60 min)分別對(duì)塔頂進(jìn)行取樣分析。由數(shù)據(jù)做出塔頂甲醇含量--回流時(shí)由圖4可以看出:增大回流比可以提高回流效率,但降低了甲醇的產(chǎn)量，同時(shí)生產(chǎn)要求增大了能耗，且回流比在2.5以間曲線(圖2)。后，分離效率變化比較平緩,所以本實(shí)驗(yàn)可以選擇2.5作為本120實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)回流比。R 102.4部分回流時(shí)塔釜 濃度對(duì)分離效率的影響趣8向塔釜分別加人濃度為(10%，20%， 30%， 40%，i 6050%)的甲醇-異丙醇溶液，設(shè)定塔釜加熱溫度為270 C,回流比為2.5,進(jìn)料濃度為30%，進(jìn)行部分回流操作['5),回流穩(wěn)定有餾出液后開始計(jì)時(shí)穩(wěn)定45 min后對(duì)塔頂取樣分析。數(shù)據(jù)記80錄于表9,并作塔頂甲醇-塔釜液濃度曲線(圖5)?；亓鲿r(shí)間/min圖2 塔頂甲醇含量- -回流時(shí)間曲線由圖2可知，從0~45 min之間，塔頂甲醇濃度隨著時(shí)間的增長而升高;但從40 min以后基本穩(wěn)定，不再隨著時(shí)間增長而變化8]。故確定取樣穩(wěn)定時(shí)間為45 min。2.2改變塔 釜加熱溫度對(duì)分離效果的影響實(shí)驗(yàn)條件:向塔釜加入(10%， 20%， 30%，40%，5050%)甲醇一異丙醇混合溶液9-10),設(shè)定不同塔釜加熱溫度塔釜液甲醇含量/%(依次180C, 210C, 240 C, 270 C, 300 C)進(jìn)行全回流圖5 塔頂甲醇濃度-塔釜液甲醇濃度曲線操作，待有回流液出現(xiàn)時(shí)開始，穩(wěn)定45 min后，分別對(duì)塔頂進(jìn)行取樣分析。由數(shù)據(jù)記錄并做出塔頂甲醇含量-塔釜加熱溫度由圖5可以看出:增大部分回流時(shí)的塔釜液濃度可以提高曲線(圖3)。分離效果，但整個(gè)變化過程非常平穩(wěn)，尤其是在30%以后幾乎不再變化，所以可以確定--個(gè)最佳塔釜液濃度為30%。.st983結(jié)論97.5-97-本實(shí)驗(yàn)通過甲醇一異丙醇混合系統(tǒng)在精餾塔中各種分離條96.5-件的優(yōu)化，確定了--些分離參數(shù)。首先通過全回流確定塔釜加96 t95.5熱溫度與塔釜液濃度，再在部分回流下確定回流比，從而得出一組優(yōu)化后的分離參數(shù):取樣穩(wěn)定時(shí)間為45 min;塔釜加熱溫3040 50度為260~270C;全回流最優(yōu)塔釜液濃度30%;最佳回流比塔釜液甲醇濃度/%2.5;部分回流最優(yōu)塔釜液濃度30%，但這些參數(shù)只是在實(shí)驗(yàn)圈3全回流不同塔釜液濃度與塔頂甲醇含量曲線室的小型塔器取得，在用廢液回收甲醇的實(shí)際操作時(shí)，還是要由圖3可以看出:隨塔釜液濃度的升高，分離效率- - 直呈針對(duì)企業(yè)自身情況選擇適宜的操作方式進(jìn)行精餾。(下轉(zhuǎn)第189頁)上升趨勢;但30%以后隨塔釜液濃度的上升，分離效率的上升趨勢相對(duì)較小，因此可以選取最優(yōu)塔釜液濃度為30%。.第41卷第11期金舒怡等:基于BioWin 的改良AAVO工藝模擬89301 I只COD(10 mg/L)+硝釀鹽氰BOD(m/L)+總氮g 201.00.71當(dāng)0.5進(jìn)水初沉池厭氧池缺氧池好氟池沉淀池出水圈4主要構(gòu)筑物中硝酸鹽氮、 氨氮濃度R=0.7R=0.8 R=0.9R=1.0Fig4 Concentration of nitrale nitrogen and圖6不同 R值下的出水水質(zhì)ammonia nitrogen in the main structuresFig 6 Efluent water quality under the diferent R values805結(jié)論70-◆溶解磷酸鹽6(甘總磷通過BioWin工藝模擬，采用改良A/A/O工藝進(jìn)行處理,COD、BOD、NH,-N、TP的去除率分別為93.0%、98.5%、99.2%、85.5%,去除率較高，出水水質(zhì)可達(dá)標(biāo)排放。證明改號(hào)4良AA/O處理對(duì)污水處理效果顯著。通過BioWin 模擬運(yùn)行，e 30-優(yōu)化污泥回流比，觀察到污泥回流比過大或過小都會(huì)導(dǎo)致出水20水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，本次實(shí)驗(yàn)最佳取值為0.8~1.0。10BioWin軟件能較準(zhǔn)確便捷地模擬污水處理系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行,進(jìn)水初沉池厭氧池缺氧池好氧池沉淀池出水并可用于研究和優(yōu)化工藝運(yùn)行。今后，可將BioWin 推廣用于指導(dǎo)實(shí)際運(yùn)行，避免不必要的調(diào)試而造成的浪費(fèi)，也使實(shí)際運(yùn)圖5主要構(gòu)筑物中溶解性磷酸鹽、 總磷濃度Fig 5 Concentration of soluble phosphate and行更加具有應(yīng)變性。total phosphorus in the main structures參考文獻(xiàn)由圖5可知，出水中的總磷和溶解磷酸鹽濃度較進(jìn)水時(shí)明[1] 任潔,顧國維 .楊海真.改良型A2/O工藝處理城市污水的中試研究顯降低，之后通過排泥，可去除污水中的磷，達(dá)到除磷的效[J].給水排水,2000 ,26(6):7- 10.2] 萬年紅. A?/0工藝的改良與設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].中國給水排水,2003,19:81 -83.4回流污泥比的優(yōu)化3]周斌. 改良型A20工藝在常州市城北污水處理廠的應(yīng)用[J].市政技術(shù),2001 :50 -53.回流污泥從二沉池回到厭氧池，通過回流污泥維持各段污4]張建琴. 改良型A20工藝的生產(chǎn)運(yùn)行效果[J].水處理技術(shù),2007,泥濃度，使之進(jìn)行生化反應(yīng)。本次模擬的污泥回流比R取0.8,33(5) :82 -84.并通過改變污泥回流比R,確定最優(yōu)值。5] 李鑫瑋,牛慶利,甘一萍，等. BioWin在污水處理脫氮除磷系統(tǒng)中從圖6中可以看到，除R為0.7時(shí)，總磷不達(dá)標(biāo)外，其他條的應(yīng)用研究[J].水工業(yè)市場,2009 :38 -41.件下均能達(dá)標(biāo)排放。0. 8時(shí)氨氮濃度最小，0. 9時(shí)總磷濃度最小，6] 胡志榮,周軍,甘一萍,等.基于BioWin的污水處理工藝數(shù)學(xué)模擬而在1.0時(shí)，COD、BOD、 TP均是最小值，但總磷濃度有所上與工程應(yīng)用[J].中國給水排水[J].2008 ,24(4):19 -23.升且接近1?？梢娢勰嗷亓鬟^大或過小都會(huì)導(dǎo)致出水水質(zhì)不達(dá)7] 熊雪萍,孫遜，張克峰,等。BioWin3動(dòng)態(tài)模擬在城市污水處理廠中標(biāo)。當(dāng)污泥回流比過小時(shí)，生化反應(yīng)效果差，總氮、總磷去除率的應(yīng)用水[J].資源與水工程學(xué)報(bào),2010,21(3):124 - 126.低;當(dāng)污泥回流比過大時(shí)，回流污泥帶人太多的硝酸鹽，影響8] 潘碌亭,屠曉青,羅華飛,等.改良厭氧/缺氧/好氧脫氮除磷工藝處理城鎮(zhèn)污水[J].中國給水排水,2007 ,23(22): 61 -63.厭氧釋磷，降低總磷的去除效果。為了使脫氮除磷的協(xié)同作用最優(yōu)化，R應(yīng)取在適當(dāng)區(qū)間內(nèi)，本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果為0.8~1.0。(上接第130頁)[1]王正平 ,陳興娟.化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].哈爾濱工程大學(xué)[5] 柴誠敬. 化工原理課程設(shè)計(jì)[ M].天津科學(xué)技術(shù)出版社, 1994:99 -出版社,2005:124 - 128.102.王保國.化工過程綜合實(shí)驗(yàn)[ M].清華大學(xué)出版社,2004:34 -35.6] 陳敏恒,叢德滋.化工原理(下冊(cè))[M].化學(xué)工業(yè)出版社2000:[3] 馮暉,居沈貴,夏毅,編.化工原理實(shí)驗(yàn)[M].東南大學(xué)出版社，9S-114.2003 :94 -95.[7]范希中 ,范希國,范東林,等.一種甲醇精餾工藝及精餾設(shè)備:中國，4] 崔小明.異丙醇的生產(chǎn)應(yīng)用及市場分析[J].四川化工與腐蝕控制，03112003. 2[P].2006:01 -04.2005 ,5(3):32 -37.