本實(shí)用新型涉及精餾技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種差壓式熱耦合精餾裝置。
背景技術(shù):
精餾一種利用回流使液體混合物得到高純度分離的蒸餾方法,精餾之所以能使液體混合物得到較完全的分離,關(guān)鍵在于回流的應(yīng)用?;亓靼ㄋ敻邼舛纫讚]發(fā)組分液體和塔底高濃度難揮發(fā)組分蒸氣兩者返回塔中。汽液回流形成了逆流接觸的汽液兩相,從而在塔的兩端分別得到相當(dāng)純凈的單組分產(chǎn)品,但精餾過程能耗巨大,最早的熱偶精餾是50年前由Petlyuk提出的,研究發(fā)現(xiàn)熱偶精餾比常規(guī)精餾過程節(jié)能至少30%以上,但受當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件所限而難以工業(yè)化,近年來,由于能源價(jià)格不斷上漲,隨著對(duì)節(jié)能要求的提高,且由于控制技術(shù)的提高,熱偶精餾方面的研究又趨于活躍,但在生產(chǎn)工藝中,雖然采用差壓式耦合精餾的方法提純,使用一個(gè)進(jìn)料口,且精餾塔多采用單一的固定塔板型式,壓差高,能耗高,無法獲得高純的四氯乙烯,且本身結(jié)構(gòu)導(dǎo)致蒸汽耗較大,嚴(yán)重影響生產(chǎn)成本,已無法滿足目前行業(yè)發(fā)展的需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足,提供一種差壓式熱耦合精餾裝置,可以使精餾產(chǎn)品獲得較高的純度,不僅節(jié)省了一個(gè)精餾塔的蒸汽用量,也節(jié)省了常壓塔塔頂冷凝器循環(huán)冷卻水的用量,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,可在四氯乙烯生產(chǎn)工藝中推廣應(yīng)用。
為了解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案得以解決,一種差壓式熱耦合精餾裝置,包括常壓塔設(shè)備組和減壓塔設(shè)備組,所述常壓塔設(shè)備組包括常壓塔塔體以及通過管道連接的各常壓設(shè)備組,所述常壓塔塔體內(nèi)壁設(shè)置有多塊可伸縮的擋板,所述擋板伸縮通過設(shè)置在常壓塔體內(nèi)的流量計(jì)控制,所述常壓塔塔體上設(shè)置有第一進(jìn)料口、第一出料口和第一進(jìn)液口、第一出液口以及第一進(jìn)氣口、第一出氣口,所述常壓設(shè)備組包括再沸器、第一塔釜出料泵、第一回流泵以及具有第一放空冷凝器的第一回流槽,所述第一放空冷凝器與尾氣系統(tǒng)連接;所述減壓塔設(shè)備組包括減壓塔塔體和與所述減壓塔塔體連接的各減壓設(shè)備組,所述減壓塔塔體內(nèi)壁設(shè)置有液體分布器,所述減壓塔塔體上設(shè)置有第二進(jìn)料口、第二出料口和第二進(jìn)液口、第二出液口以及第二進(jìn)氣口、第二出氣口,所述減壓設(shè)備組包括冷凝器、再沸冷凝器、第二塔釜出料泵、第二回流泵以及具有第二放空冷凝器的第二回流槽,所述第二放空冷凝器與真空緩沖罐和真空機(jī)組連接,所述真空機(jī)組與尾氣系統(tǒng)連接。
上述方案中,優(yōu)選的,所述第一出氣口上還設(shè)置有一條帶常壓塔冷凝器的管路直接與所述第一回流槽連接。所述常壓塔冷凝器(L1)包括常壓塔冷凝進(jìn)氣口和常壓塔冷凝出液口,這套系統(tǒng)運(yùn)用于當(dāng)減壓塔損壞時(shí),可以使用這套管路完成整個(gè)工作循環(huán),不會(huì)影響生產(chǎn)。
上述方案中,優(yōu)選的,所述減壓塔塔體上還設(shè)置有第三進(jìn)氣口,所述第三進(jìn)氣口以及第二塔釜出料泵之間設(shè)置有一條帶減壓塔再沸器的管路,所述減壓塔再沸器包括減壓塔再沸器進(jìn)液口和減壓塔再沸器出氣口,所述減壓塔再沸器出氣口與所述第三進(jìn)氣口連接,所述減壓塔再沸器進(jìn)液口設(shè)置在所述第三進(jìn)氣口(J14B)以及第二塔釜出料泵之間,用于塔釜出料泵一部分液體經(jīng)減壓塔再沸冷凝器氣化后返回減壓塔中,這套系統(tǒng)這套系統(tǒng)運(yùn)用于常壓塔損環(huán)時(shí),使用這套管路完成整個(gè)工作循環(huán),不會(huì)影響生產(chǎn)。
上述方案中,優(yōu)選的,所述再沸器包括與第一出液口連接的再沸器進(jìn)液口和與第一進(jìn)氣口連接的再沸器出氣口;所述第一塔釜出料泵包括與所述第一出液口和再沸器進(jìn)液口中段連接的第一塔釜出料泵進(jìn)液口以及設(shè)置在所述第一塔釜出料泵另一側(cè)的第一塔釜出料泵出液口;所述第一回流槽包括第一回流槽進(jìn)液A口、第一回流槽進(jìn)液B口和第一回流槽進(jìn)液C口、第一回流槽出液口以及第一回流槽出氣口;所述第一回流泵包括與第一回流槽出液口連接的第一回流泵進(jìn)液口(B11),與第一進(jìn)液口連接的第一回流泵出液口;所述第一放空冷凝器包括與尾氣系統(tǒng)連接的第一放空冷凝進(jìn)氣口,與所述第一回流槽進(jìn)液A口連接的第一放空冷凝出液口以及與第一回流槽出氣口連接的第一放空冷凝出氣口;所述再沸冷凝器包括與所述第一出氣口連接的再沸冷凝進(jìn)氣口,與所述第二進(jìn)氣口連接的再沸冷凝出氣口以及與所述第二出液口連接的再沸冷凝進(jìn)液口,與第一回流槽進(jìn)液C口連接的再沸冷凝出液口;所述第二回流槽包括第二回流槽進(jìn)液A口、第二回流槽進(jìn)液B口和第二回流槽進(jìn)液C口、第二回流槽出液口以及第二回流槽出氣口;所述第二塔釜出料泵包括與所述第二出液口連接的第二塔釜出料泵進(jìn)液口和第二塔釜出料泵出液口;所述第二回流泵包括與所述第二回流槽出液口連接的第二回流泵進(jìn)液口以及與第二進(jìn)液口連接的所述第二回流泵出液口;所述第二放空冷凝器包括與第二回流槽出氣口連接的第二放空冷凝進(jìn)氣口、與所述第二回流槽進(jìn)液A口連接的第二放空冷凝出液口以及與所述真空緩沖罐連接的第二放空冷凝出氣口;所述冷凝器包括與所述第二出氣口連接的冷凝器進(jìn)氣口以及與所述第二回流槽進(jìn)液B口連接的冷凝器出液口,通過這些連接,將常壓塔塔頂氣相作為減壓塔熱沸冷凝器的熱源,省去傳統(tǒng)意義上蒸汽,節(jié)能效果明顯,將前一塔的塔頂能量用于第二塔的塔釜汽化,實(shí)現(xiàn)能量的回收利用,節(jié)省了一個(gè)精餾塔的蒸汽用量,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
上述方案中,優(yōu)選的,所述常壓塔塔體和所述減壓塔塔體的第一進(jìn)料口和第二進(jìn)料口分別與不同的待精餾混合物供給裝置相連。
上述方案中,優(yōu)選的,所述常壓塔塔體和所述減壓塔塔體底部均采用可拆式U型管結(jié)構(gòu)。
上述方案中,優(yōu)選的,所述再沸冷凝器為泡點(diǎn)冷凝器,無需過冷,減少再冷凝器的換熱面積,降低設(shè)備投資。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:采用這種結(jié)構(gòu)的裝置使精餾產(chǎn)品獲得較高的純度,可達(dá)至99.99%,將常壓塔塔頂氣相作為減壓塔熱沸冷凝器的熱源,省去傳統(tǒng)意義上蒸汽,節(jié)能效果明顯,將前一塔的塔頂能量用于第二塔的塔釜汽化,實(shí)現(xiàn)能量的回收利用,節(jié)省了一個(gè)精餾塔的蒸汽用量,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,且常壓塔和減壓塔分別設(shè)置兩套管路,當(dāng)常壓塔或者減壓塔中任一一個(gè)塔出現(xiàn)故障時(shí),可以啟動(dòng)備用管路,不會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度,有效提高生產(chǎn)效率。
附圖說明
圖1 本實(shí)用新型涉及裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式,以四氯乙烯為例,對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
參見圖1所示,一種差壓式熱耦合精餾裝置,包括常壓塔設(shè)備組和減壓塔設(shè)備組,所述常壓塔設(shè)備組包括常壓塔塔體C1以及通過管道連接的各常壓設(shè)備組,所述常壓塔塔體C1內(nèi)壁設(shè)置有多塊可伸縮的擋板,所述擋板伸縮通過設(shè)置在常壓塔體內(nèi)的流量計(jì)控制,所述常壓塔塔體C1上設(shè)置有第一進(jìn)料口C13、第一出料口C16和第一進(jìn)液口C12、第一出液口C15以及第一進(jìn)氣口C14、第一出氣口C11,所述常壓設(shè)備組包括再沸器F1、第一塔釜出料泵T1、第一回流泵B1以及具有第一放空冷凝器K1的第一回流槽H1,所述第一放空冷凝器K1與尾氣系統(tǒng)W1連接;所述減壓塔設(shè)備組包括減壓塔塔體J1和與所述減壓塔塔體J1連接的各減壓設(shè)備組,所述減壓塔塔體J1內(nèi)壁設(shè)置有液體分布器,所述減壓塔塔體J1上設(shè)置有第二進(jìn)料口J13、第二出料口J16和第二進(jìn)液口J12、第二出液口J15以及第二進(jìn)氣口J14A、第二出氣口J11,所述減壓設(shè)備組包括冷凝器L2、再沸冷凝器F2、第二塔釜出料泵T2、第二回流泵B2以及具有第二放空冷凝器K2的第二回流槽H2,所述第二放空冷凝器K2與真空緩沖罐Z1和真空機(jī)組Y1連接,所述真空機(jī)組Y1與尾氣系統(tǒng)W1連接。
所述第一出氣口C11上還設(shè)置有一條帶常壓塔冷凝器L1的管路直接與所述第一回流槽H1連接。所述常壓塔冷凝器L1包括常壓塔冷凝進(jìn)氣口L11和常壓塔冷凝出液口L12,所述減壓塔塔體J1上還設(shè)置有第三進(jìn)氣口J14B,所述第三進(jìn)氣口J14B以及第二塔釜出料泵T2之間設(shè)置有一條帶減壓塔再沸器F3的管路,所述減壓塔再沸器F3包括減壓塔再沸器進(jìn)液口F32和減壓塔再沸器出氣口F31,所述減壓塔再沸器出氣口F31與所述第三進(jìn)氣口J14B連接,所述減壓塔再沸器進(jìn)液口F32設(shè)置在所述第三進(jìn)氣口J14B以及第二塔釜出料泵T2之間,所述再沸器F1包括與第一出液口C15連接的再沸器進(jìn)液口F11和與第一進(jìn)氣口連接的再沸器出氣口F12;所述第一塔釜出料泵T1包括與所述第一出液口C15和再沸器進(jìn)液口F11中段連接的第一塔釜出料泵進(jìn)液口T11以及設(shè)置在所述第一塔釜出料泵T1另一側(cè)的第一塔釜出料泵出液口T12;所述第一回流槽H1包括第一回流槽進(jìn)液A口H11、第一回流槽進(jìn)液B口H13和第一回流槽進(jìn)液C口H14、第一回流槽出液口H15以及第一回流槽出氣口H12;所述第一回流泵B1包括與第一回流槽出液口H15連接的第一回流泵進(jìn)液口B11,與第一進(jìn)液口C12連接的第一回流泵出液口B12;所述第一放空冷凝器K1包括與尾氣系統(tǒng)W1連接的第一放空冷凝進(jìn)氣口K11,與所述第一回流槽進(jìn)液A口H11連接的第一放空冷凝出液口K12以及與第一回流槽出氣口H12連接的第一放空冷凝出氣口K13;所述再沸冷凝器F2包括與所述第一出氣口C11連接的再沸冷凝進(jìn)氣口F24,與所述第二進(jìn)氣口J14A連接的再沸冷凝出氣口F21以及與所述第二出液口J15連接的再沸冷凝進(jìn)液口F22,與第一回流槽進(jìn)液C口H14連接的再沸冷凝出液口F23;所述第二回流槽H2包括第二回流槽進(jìn)液A口H21、第二回流槽進(jìn)液B口H23和第二回流槽進(jìn)液C口H24、第二回流槽出液口H25以及第二回流槽出氣口H22;所述第二塔釜出料泵T2包括與所述第二出液口J15連接的第二塔釜出料泵進(jìn)液口T21和第二塔釜出料泵出液口T22;所述第二回流泵B2包括與所述第二回流槽出液口H25連接的第二回流泵進(jìn)液口B21以及與第二進(jìn)液口J12連接的所述第二回流泵出液口B22;所述第二放空冷凝器K2包括與第二回流槽出氣口H22連接的第二放空冷凝進(jìn)氣口K23、與所述第二回流槽進(jìn)液A口H21連接的第二放空冷凝出液口K22以及與所述真空緩沖罐Z1連接的第二放空冷凝出氣口K21;所述冷凝器L2包括與所述第二出氣口J11連接的冷凝器進(jìn)氣口L21以及與所述第二回流槽進(jìn)液B口H23連接的冷凝器出液口L22,所述常壓塔塔體C1和所述減壓塔塔體J1的第一進(jìn)料口C13和第二進(jìn)料口J13分別與不同的四氯乙烯混合物供給裝置相連,所述常壓塔塔體C1和所述減壓塔塔體J1底部均采用可拆式U型管結(jié)構(gòu),所述再沸冷凝器F2為泡點(diǎn)冷凝器。所述常壓塔體(C1)內(nèi)塔頂壓力0~20KPa.g,塔頂溫度為120~140℃,塔釜溫度140~160℃;減壓塔體(J1)內(nèi)塔頂壓力為-50~-95KPa.g,塔頂溫度為50~80℃,塔釜溫度為70~90℃。
當(dāng)四氯乙烯混合物經(jīng)第一進(jìn)料口C16到達(dá)所述常壓塔塔體C1內(nèi),混合物中沸點(diǎn)較高的雜質(zhì)下落至塔釜第一出液口C15,廢料由第一塔釜出料泵T1排出,一部分液體經(jīng)再沸器F1化為氣體后通過所述第一進(jìn)氣口C14重新進(jìn)入常壓塔塔體C1內(nèi),混合物中沸點(diǎn)較低的四氯乙烯氣化上升至塔頂,經(jīng)第一出氣口C11到達(dá)再沸冷凝器F2,氣體帶來的熱量作為再沸冷凝器F2的熱源,一部分未液化的氣態(tài)四氯乙烯通過第二進(jìn)氣口J14A進(jìn)入減壓塔塔體J1內(nèi),一部分液化的四氯乙烯回流至第一回流槽H1,第一回流槽H1內(nèi)的液化四氯乙烯一部分經(jīng)第一回流泵B1達(dá)到第一進(jìn)液口C12,重新回流至常壓塔塔體C1內(nèi),將塔頂位置氣化后純度不高的氣相四氯乙烯下壓再次氣化,一部分經(jīng)第一出料口C16產(chǎn)出獲得四氯乙烯,同時(shí),四氯乙烯混合物經(jīng)第二進(jìn)料口J13到達(dá)所述減壓塔塔體J1內(nèi),混合物中沸點(diǎn)較高的雜質(zhì)下落至塔釜第二出液口J15,廢料由第二塔釜出料泵T2排出,一部分液體經(jīng)再沸冷凝器F2氣化為氣態(tài)后通過所述第二進(jìn)氣口第二出氣口J11重新進(jìn)入減壓塔塔體J1內(nèi),混合物中沸點(diǎn)較低的四氯乙烯氣化上升至塔頂,經(jīng)過冷凝器L2后液化回流至第二回流槽H2,第二回流槽H2內(nèi)的液化四氯乙烯一部分經(jīng)第二回流泵B2到達(dá)第二進(jìn)液口J12,重新回流至減壓塔塔體J1內(nèi),將塔頂氣化后純度不高的氣相四氯乙烯下壓后再次氣化,一部分經(jīng)第二出料口J16獲得四氯乙烯產(chǎn)品,所述第一回流槽H1中未冷凝的氣體與不凝氣體經(jīng)過第一放空冷凝器K1冷凝后,液化的液體回至第一回流槽H1中,不凝氣體進(jìn)入尾氣系統(tǒng)W1排出;所述第二回流槽H2中未冷凝的氣體與不凝氣體經(jīng)過第二放空冷凝器K2冷凝后,在真空緩沖罐Z1中進(jìn)行分離,液化的液體回至第二回流槽H2中,進(jìn)入真空機(jī)組Y1的不凝氣通過尾氣系統(tǒng)W1排出。
所述第一出氣口C11上還設(shè)置有一條帶常壓塔冷凝器L1的管路直接與所述第一回流槽H1連接,所述減壓塔塔體J1上還設(shè)置有第三進(jìn)氣口J14B,所述第三進(jìn)氣口J14B以及第二塔釜出料泵T2之間設(shè)置有一條帶減壓塔再沸器F3的管路,當(dāng)常壓塔或減壓塔損壞時(shí),分別通過帶常壓塔冷凝器L1的管路和帶減壓塔再沸器F3的管路完成單獨(dú)的工作循環(huán),不會(huì)影響生產(chǎn),所述常壓塔塔體C1和所述減壓塔塔體J1底部均采用可拆式U型管結(jié)構(gòu),采用可拆式U型管結(jié)構(gòu)方便清理,不僅減少清理成本,而且可以提高清理效率,所述再沸冷凝器為泡點(diǎn)冷凝,無需過冷,減少再冷凝器的換熱面積,降低設(shè)備投資。
本實(shí)用新型涉及裝置還適用于常壓塔塔頂與減壓塔塔釜溫差大于20℃以上的物系,且不含固體顆料、不易自聚的物系,常壓塔塔頂氣相發(fā)生相變時(shí)放出的熱量大于等于減壓塔塔釜再沸器所需的熱負(fù)荷。
本實(shí)用新型的保護(hù)范圍包括但不限于以上實(shí)施方式,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn),任何對(duì)本技術(shù)做出的本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到的替換、變形、改進(jìn)均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。