本實(shí)用新型涉及一種精餾塔，尤其適用于對(duì)生物柴油產(chǎn)物進(jìn)行精餾提純的裝置。

背景技術(shù)：
在酯交換反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油過(guò)程中，由于生物柴油粗產(chǎn)品（脂肪酸甲酯）中含有一定量的未反應(yīng)和部分反應(yīng)的原料油三甘酯、二甘酯組分，需要通過(guò)精餾的方法將其去除才能得到合格產(chǎn)品。生物柴油粗產(chǎn)品分餾工藝目前均采用普通的減壓蒸餾，該方法主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）生物柴油產(chǎn)品脂肪酸甲酯的沸點(diǎn)非常高，1kpa下的沸點(diǎn)為170～200℃，因此即使采用高真空的分離溫度也非常高，而粗生物柴油的粘度大、其中不飽和鍵含量多，具有在高溫下容易結(jié)焦的特性，不但在塔底容易堵塞，而且影響產(chǎn)品質(zhì)量；（2）生物柴油粗產(chǎn)品還含有微量的輕組分（水分、甲醇組分、甘油、不凝氣等輕組分），這些輕組分分離不徹底會(huì)使生物柴油產(chǎn)品指標(biāo)中閃點(diǎn)及總甘油含量不合格，同樣影響產(chǎn)品質(zhì)量，而由于輕組分沸點(diǎn)低，去除輕組分時(shí)的溫度又不需要太高，因此塔的設(shè)計(jì)過(guò)程需要考慮幾個(gè)因素，如塔底物料在高溫下的結(jié)焦與堵塞以及精餾塔的溫度合理分布、熱源供給和能耗問(wèn)題。CN1869163A提出了一種利用分子蒸餾技術(shù)生產(chǎn)生物柴油的方法，該方法采用分離蒸餾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)和完成生物柴油的提純和精制工藝，能夠生產(chǎn)出符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)標(biāo)生物柴油，省略水洗及干燥過(guò)程，沒(méi)有廢水污染。該方法為一種理想的生物柴油的提純和精制工藝，但該工藝不但流程復(fù)雜，包括分子蒸發(fā)器、脫氣系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，而且技術(shù)和設(shè)備要求高、設(shè)備的制造成本高、生產(chǎn)規(guī)模有限，因而制約了該技術(shù)的在工業(yè)發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用。CN102604665A公開(kāi)了一種基于多層蒸發(fā)的生物柴油連續(xù)精餾系統(tǒng)和工藝，該系統(tǒng)包括進(jìn)料泵、換熱器、冷凝器、多層蒸發(fā)器、產(chǎn)品中間罐、出料泵、精餾塔、輕組分中間罐、回流泵、預(yù)熱器等設(shè)備，該方法的有益效果是粗生物柴油經(jīng)多層蒸發(fā)器脫凈輕組分后，促使后續(xù)精餾塔體系維持較高的真空度。該工藝系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上為首先將輕組分連續(xù)蒸發(fā)，從而提高后續(xù)精餾塔的真空度，不但工藝流程復(fù)雜，涉及到的設(shè)備多，而且并沒(méi)有從根本上解決精餾塔塔底物料結(jié)焦、堵塞等問(wèn)題。通過(guò)以上分析，現(xiàn)有技術(shù)中生物柴油粗產(chǎn)品分餾過(guò)程存在的塔底溫度高而帶來(lái)的結(jié)焦與堵塞問(wèn)題、精餾塔的溫度合理分布、熱源供給和能耗等問(wèn)題亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種精餾塔，尤其適用于酯交換反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油的產(chǎn)品分餾過(guò)程，首先為了減少塔底重組分溫度高及停留時(shí)間長(zhǎng)帶來(lái)的結(jié)焦問(wèn)題，將塔底設(shè)置為雙再沸器強(qiáng)制循環(huán)工藝，可以提高塔底物料在再沸過(guò)程中的流速，減少物料的結(jié)焦；在再沸器返回物料部分設(shè)置了抽屜式重組分交替過(guò)濾單元，對(duì)塔底物料中的重組分進(jìn)行過(guò)濾，以除去其中的固體焦質(zhì)，防止塔底堵塞；此外，精餾段和提餾段采用分別供熱的方式，塔底高溫部分采用高溫導(dǎo)熱油供熱，塔上部低溫部分采用塔內(nèi)蒸汽熱源供熱的方式，有利于減少輕組分的揮發(fā)損失和降低塔的能耗。本實(shí)用新型的精餾塔，從上至下依次為塔頂回流段、外供熱精餾段、提餾段、塔底過(guò)濾段；其中進(jìn)料位置到塔側(cè)線(xiàn)抽出位置之間為外供熱精餾段，塔側(cè)線(xiàn)抽出位置到塔頂之間為塔頂回流段，進(jìn)料位置到再沸器返回物料之間為提餾段，再沸器返回物料與塔底之間為過(guò)濾段；精餾塔的頂部設(shè)置塔頂氣相出料管，與抽真空設(shè)備相連；塔頂回流段與精餾段之間設(shè)置側(cè)線(xiàn)抽出管線(xiàn)，抽出物料的一部分經(jīng)返回口回到塔頂部，另一部分作為產(chǎn)品引出；精餾段設(shè)置若干帶有加熱底板的填料單元；在提餾段下部設(shè)置過(guò)濾段，過(guò)濾段內(nèi)設(shè)置了多個(gè)上下交替放置的抽屜式過(guò)濾器；精餾塔底部的兩側(cè)設(shè)置雙再沸器強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)。本實(shí)用新型中，所述冷凝回流段所需的理論板數(shù)為1~3層，外供熱精餾段所需的理論板數(shù)為4~8層，提餾段所需的理論板數(shù)為2~4層。本實(shí)用新型中，所述的雙再沸器強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，以塔底的封頭底部為中心，設(shè)置了塔底出料口位于封頭的兩側(cè)，并依次連接塔底抽料泵、抽料泵出口管線(xiàn)、再沸器及出口管線(xiàn)，最后至位于提餾段與過(guò)濾段之間的物料返回管線(xiàn)。本實(shí)用新型中，所述的再沸器的結(jié)構(gòu)為立式或臥式，管側(cè)介質(zhì)為塔底物料，殼側(cè)介質(zhì)為蒸汽及冷凝水；再沸器優(yōu)選采用J型或X型殼體，以保證再沸器管側(cè)壓降低于2kpa，控制管內(nèi)流速為0.3～1.2m/s，以防止管側(cè)物料結(jié)焦。本實(shí)用新型中，所述的抽屜式過(guò)濾器的個(gè)數(shù)為2～6個(gè)，過(guò)濾器整體固定在抽屜滑道上，滑道固定在焊接在塔內(nèi)壁的支撐圈上，過(guò)濾器靠近外側(cè)的位置設(shè)置有抽拉把手。本實(shí)用新型中，所述的雙再沸器強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)采用高溫導(dǎo)熱油供熱，其中的導(dǎo)熱油入口溫度為300～350℃，導(dǎo)熱油入口與出口溫差不大于50℃；所述的精餾段供熱方式采用蒸汽供熱，其中的蒸汽壓力為0.5～1.0MPaG。本實(shí)用新型中，所述的精餾段加熱底板為多組固定在塔截面上的盤(pán)管結(jié)構(gòu)，盤(pán)管的一側(cè)連接加熱蒸汽入口管線(xiàn)，另一側(cè)連接冷凝水出口管線(xiàn)。本實(shí)用新型中，所述精餾塔內(nèi)的精餾段和提餾段為塔板結(jié)構(gòu)或填料結(jié)構(gòu)；所述塔板選自泡罩塔板、篩孔形塔板、導(dǎo)向篩板、多降液管篩板、浮閥型塔板、立體傳質(zhì)塔板或復(fù)合塔板中的一種或多種；所述填料的形狀為矩鞍環(huán)、階梯環(huán)、鮑爾環(huán)、θ環(huán)、扁環(huán)、螺旋形、孔板波紋、絲網(wǎng)波紋中的至少一種。本實(shí)用新型中，所述抽真空設(shè)備為螺桿真空泵、水環(huán)泵和液環(huán)泵中的一種；抽真空級(jí)數(shù)為一級(jí)或多級(jí)，通過(guò)抽真空使精餾塔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。本實(shí)用新型中，精餾塔的塔底重組分主要包括三甘酯、二甘酯及其它酯類(lèi)或脂肪酸類(lèi)物質(zhì)，控制進(jìn)料，使重組分占生物柴油粗品總進(jìn)料量的0.5wt%～5wt%。本實(shí)用新型中，控制精制塔的塔頂溫度為120～160℃，壓力為1.0kpa～15kpa，塔底溫度為140～180℃，壓力為2.0～15kpa。由于生物柴油粗品中存在未反應(yīng)原料三甘酯、中間產(chǎn)物二甘酯等重組分，一方面使其沸點(diǎn)十分高，且含有很多飽和鍵，在采用減壓蒸餾精制產(chǎn)品時(shí)，溫度≥220℃會(huì)出現(xiàn)聚合結(jié)焦現(xiàn)象，容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不合格、塔底結(jié)焦、堵塞以及能耗高等問(wèn)題，影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。本實(shí)用新型的精餾塔，塔底設(shè)置為雙再沸器強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，可以提高塔底物料在再沸過(guò)程中的流速，減少物料的結(jié)焦；在再沸器返回物料部分設(shè)置了抽屜式重組分交替過(guò)濾單元，對(duì)塔底物料中的重組分進(jìn)行過(guò)濾，以除去其中的固體焦質(zhì)，可以有效防止塔底堵塞；精餾段和提餾段采用分別供熱的方式，塔底高溫部分采用高溫導(dǎo)熱油供熱，塔上部低溫部分采用塔內(nèi)蒸汽熱源供熱的方式，有利于減少輕組分的揮發(fā)損失和降低塔的能耗。本實(shí)用新型精餾塔適用于酯交換反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油的精餾過(guò)程，精餾產(chǎn)物或優(yōu)于中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)BD100的指標(biāo)要求的同時(shí)，可以有效的解決塔底物料結(jié)焦、堵塞、能耗高的問(wèn)題，而且可以比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)能10%～30%。附圖說(shuō)明圖1是本實(shí)用新型的生物柴油產(chǎn)品精餾裝置，見(jiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。其中：1-精餾塔進(jìn)料，2-精餾塔；3-塔頂回流段，4-外供熱精餾段，5-提餾段，6-塔底過(guò)濾段，7-抽真空系統(tǒng)，8-抽屜式過(guò)濾器，9-蒸汽加熱底板，10-再沸器，11-冷卻器。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)和使用方法。本實(shí)用新型的產(chǎn)品精餾裝置，用于酯交換生產(chǎn)生物柴油的產(chǎn)品精餾過(guò)程如下：進(jìn)料1（生物柴油粗產(chǎn)品）進(jìn)入精餾塔2的進(jìn)料管，經(jīng)閃蒸后的輕組分進(jìn)入外供熱精餾段4，其中的外供熱精餾段內(nèi)是由填料和蒸汽加熱底板構(gòu)成，經(jīng)精餾段完成精制分離后，更輕的組分進(jìn)入塔頂回流段3，且在外供熱精餾段4和塔頂回流段3之間設(shè)置有側(cè)線(xiàn)抽出管線(xiàn)，抽出的物料部分經(jīng)冷卻器11冷卻后返回塔頂用于控制塔頂溫度，部分離開(kāi)精餾塔作為塔頂產(chǎn)品；精餾塔進(jìn)料管經(jīng)閃蒸后的重組分進(jìn)入提餾段，汽提出其中的輕組分后再進(jìn)入塔底過(guò)濾段6，在6內(nèi)設(shè)置了若干組抽屜式過(guò)濾器單元8，用于將塔底的粘稠結(jié)焦物料進(jìn)行過(guò)濾，塔底物料利用再沸器10進(jìn)行供熱。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)于本實(shí)用新型所述的使用效果進(jìn)一步說(shuō)明，但不受下述實(shí)施例的限制。本實(shí)用新型采用的原料見(jiàn)表1：表1對(duì)比例1采用常規(guī)的生物柴油的產(chǎn)品分餾塔（原料性質(zhì)見(jiàn)表1），塔頂抽真空，塔頂氣經(jīng)冷凝冷卻后進(jìn)行氣液分離，分離出的液體部分作為塔頂回流，部分作為生物柴油產(chǎn)品。分餾塔內(nèi)填裝不銹鋼鮑爾環(huán)填料，塔徑：φ500mm，塔高：6800mm。操作條件如下：進(jìn)料量：600kg/h，其中的脂肪酸甲酯組分占進(jìn)料量的95.2%；進(jìn)料溫度為80℃；塔頂溫度為40℃；塔頂壓力0.5～1.0kpa。在該操作條件下，實(shí)現(xiàn)的塔底溫度為249.7℃，得到的生物柴油流量為486.0kg/h，生物柴油收率為81.0%，單位產(chǎn)品能耗為65kg標(biāo)油/噸產(chǎn)品，塔底在運(yùn)行7天后發(fā)生塔底塔板、塔底再沸器的結(jié)焦堵塞現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，采用該方法進(jìn)行生物柴油產(chǎn)品分餾，一方面分餾塔的塔底溫度較高，會(huì)造成物料結(jié)焦堵塞、產(chǎn)品損失大、能耗高等問(wèn)題。實(shí)施例1采用本實(shí)用新型的精餾塔，原料性質(zhì)見(jiàn)表1，采用的精餾塔塔徑：φ500mm，塔高：6800mm；提餾段和精餾段均采用不銹鋼鮑爾環(huán)填料，冷凝回流段采用波紋絲網(wǎng)填料，抽屜式過(guò)濾器為耐高溫不銹鋼絲網(wǎng)過(guò)濾器，塔上部未采用加熱底板進(jìn)行供熱，熱源全部來(lái)自塔底再沸器。操作條件與對(duì)比例1相同。經(jīng)該裝置處理后，實(shí)現(xiàn)的塔底溫度為206.4℃，得到的生物柴油流量為548.4kg/h，生物柴油產(chǎn)品收率為91.4%，單位產(chǎn)品能耗為58kg標(biāo)油/噸產(chǎn)品，塔底在每運(yùn)行5天交替拉出清洗過(guò)濾器，30天未發(fā)現(xiàn)塔底結(jié)焦堵塞現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，采用該方法進(jìn)行生物柴油產(chǎn)品分餾，一方面分餾塔的塔底溫度較低，有利于減少物料結(jié)焦、消除塔底堵塞的現(xiàn)象，且得到的產(chǎn)品收率高。實(shí)施例2采用本實(shí)用新型的精餾塔，原料性質(zhì)見(jiàn)表1，采用的精餾塔塔徑：φ500mm，塔高：6800mm；提餾段和精餾段均采用不銹鋼鮑爾環(huán)填料，冷凝回流段采用波紋絲網(wǎng)填料，抽屜式過(guò)濾器為耐高溫不銹鋼絲網(wǎng)過(guò)濾器。塔上部的加熱底板通入蒸汽進(jìn)行供熱。操作條件與對(duì)比例1相同。經(jīng)該裝置處理后，實(shí)現(xiàn)的塔底溫度為206.4℃，得到的生物柴油流量為548.4kg/h，生物柴油產(chǎn)品收率為91.4%，單位產(chǎn)品能耗為51kg標(biāo)油/噸產(chǎn)品。塔底在每運(yùn)行5天交替拉出清洗過(guò)濾器，30天未發(fā)現(xiàn)塔底結(jié)焦堵塞現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，采用該方法進(jìn)行生物柴油產(chǎn)品分餾，一方面分餾塔的塔底溫度較低，有利于減少物料結(jié)焦、消除塔底堵塞的現(xiàn)象，且得到的產(chǎn)品收率高、能耗低。