Абсорбционная дистилляция изопропанола
Thread Content
В производственном процессе компании образуется следующий состав кипяченой воды: изопропанол — 13,5%, вода — 82,5%, остальное — 4%. Из-за требований к охране окружающей среды его определенно нельзя сбрасывать. Поэтому планируется использовать его оборудование для обработки, одновременно восстанавливая изопропанол. Проектная организация предоставила нам схему работы оборудования и краткое описание процесса эксплуатации. Для абсорбционной дистилляции используется бензол в качестве абсорбента. Способ подачи сырья — периодическая подача с дна колонны. Фракция, получаемая на верхней части колонны, после разделения фаз в разделяющем устройстве, проникает внутрь колонны через верхнюю часть, в то время как тяжелая фаза выталкивается наружу. По-моему, дело обстоит так: используется смесь бензола и воды, образующая абсорбционную смесь; вода вместе с бензолом выделяется при абсорбции, затем в разделительном устройстве происходит разделение компонентов. Бензол возвращается обратно в колонну, а вода постоянно выводится наружу. После полного удаления воды из нижней части колонны ипропанол выпаривается для последующего восстановления. Однако при имитации этого процесса в лаборатории я обнаружил следующее: температура в нижней части колонны составляла 103°C, а температура в верхней части — 71,6°C. Жидкость, выделяющаяся с верхушки колонны, имеет незначительное разделение на слои только в начальный период. Дальше слоев нет. Это однородная, прозрачная и чистая жидкость. По моему пониманию, это должен быть бензол. А что насчет воды? Я использую флакон объемом 1000, внутри которого также находится 700 единиц сточных вод. Но объем тяжелой фазы, полученной в результате слоистой дистилляции, составил всего 5 мл. В чем проблема?
Эту смесь сначала необходимо дистиллировать для получения абсолюта изопропанола и воды, а затем добавить толуол для удаления воды из абсолюта
Система из изопропанола, воды и бензола может образовывать различные диэтерические абсорбционные смеси. Температуры абсорбции при нормальном давлении (101,3 кПа) для этих смесей составляют: бензол-вода – 69,3℃； бензил-изопропанол 71,9℃ ； Изопропанол-вода: 80,4°C. Температуры абсцисс для этих двух смесей очень близки. Поэтому, если в лаборатории моделируется оборудование для абсцессивной дистилляции с небольшим количеством теоретических ступеней, то абсцессные смеси бензола и воды, а также бензола и изопропанола будут испаряться одновременно из верхней части колонны. В начальный период в испаряющейся смеси может преобладать абсцессная смесь бензола и воды; это приводит к появлению слоев в смеси. Кроме того, в системе из изопропанола, воды и толуола также могут образовываться различные диэтерические абсорбенты. Температуры абсорбции при нормальном давлении (101,3 кПа) для этих смесей составляют: толуол-вода – 84,1℃ ； Толуол-изопропанол 81,3℃ ； Изопропанол-вода при 80,4°C. Следовательно, ни бензол, ни толуол не подходят в качестве абсорбента для системы изопропанол-вода. В сточных водах, которые необходимо обработать, содержание изопропанола довольно низкое. Для испарения воды с использованием абсорбента требуется много энергии. Поэтому лучше оставить воду в нижней части колонны, а изопропанол выделять из верхней части колонны с помощью абсорбента. Рекомендуется использовать н-гексан в качестве абсциссора; температура абсциссии для смеси н-гексана и изопропилового спирта составляет 62,7°C.
Необходимо провести экспериментальные тесты, чтобы выяснить, может ли смесь н-гексана и изопропилового спирта разделяться на слои. Если это не происходит, то н-гексан также не может использоваться в качестве абсцесс-формирующего вещества. Похоже, выбрать абсорбент довольно сложно, и необходимо рассмотреть использование других методов, таких как экстракция в жидкой фазе.