為了徹底解決BDO裝置痛點(diǎn)問題,提高BDO裝置副產(chǎn)丁醇產(chǎn)品質(zhì)量和丁醇回收率,我公司在某項(xiàng)目現(xiàn)場開展了丁醇沸石膜脫水中試驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。中試實(shí)驗(yàn)使用有工業(yè)應(yīng)用業(yè)績的三菱化學(xué)沸石膜管,型號為ZX0、ZX1和ZX2,本次中試實(shí)驗(yàn)于2023年9月23日圓滿結(jié)束。
合肥江新自2022年4月開始設(shè)計并制造沸石膜脫水樣機(jī),于2022年10月份制造完畢,于2023年5月中旬發(fā)往項(xiàng)目現(xiàn)場。
2023年6月開展了第1階段丁醇沸石膜脫水中試驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),采用ZX1膜管(CHA沸石膜,耐水耐酸膜)進(jìn)行脫水實(shí)驗(yàn)。
2023年8月開展了第2階段丁醇沸石膜脫水中試驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),連續(xù)進(jìn)行了近1個月的試驗(yàn)。ZX1膜管更換為新的ZX2膜管(CHA沸石膜,耐水耐酸膜),使用ZX2和ZX0沸石膜(NaA膜),考察在90~130℃操作溫度下沸石膜對丁醇水溶液的脫水效果,取得了充分的中
試數(shù)據(jù),為后續(xù)工業(yè)化應(yīng)用提供強(qiáng)有力支撐。
中試采用循環(huán)脫水方式,在125℃操作溫度下,原料量約為600kg,含水率約為38wt%,連續(xù)脫水38h后,丁醇含水率降低至約0.24wt%,膜通量從14kg/m2/h降低至0.31kg/m2/h。
通過近1個月的中試運(yùn)行,分析得到如下結(jié)論:
1、對于復(fù)雜工況下的含水混合溶劑的脫水過程,特別是對含甲醇和丁醇的水溶液,ZX2和ZX0沸石膜管脫水效果較好。隨著溫度和含水率的升高,沸石膜通量升高,沸石膜通量最大約為12kg/m2/h。
2、滲透側(cè)在5kPaA的真空條件下,操作溫度在125℃條件下,脫水后的丁醇水溶液最低含水率約為0.24wt%。丁醇和水分離效果較好,滲透水中丁醇平均含量≤3wt%。
近期,丁醇價格上漲至約1萬元/噸,BDO副產(chǎn)丁醇的回收越來越有意義。沸石膜脫水耦合精餾的技術(shù)不僅可以用于炔醛法BDO工藝,也可以用于順酐法BDO工藝,該技術(shù)的突出優(yōu)勢:操作簡單方便,分離能耗較低,降低了操作費(fèi)用。在實(shí)施該技術(shù)后,丁醇水溶液得到了高效分離,可獲得99.5wt%的丁醇產(chǎn)品,丁醇收率可達(dá)95%以上,降本增效作用明顯。