本發(fā)明涉及一種循環(huán)系統(tǒng)，尤其涉及一種冷凝回流系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

冷凝回流系統(tǒng)在食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛。例如，酯化反應(yīng)是一種可逆反應(yīng)，生成物中包含酯和水，一般需要在冷凝回流系統(tǒng)中進(jìn)行。若反應(yīng)系統(tǒng)中的水不能快速脫出分離，就會(huì)影響反應(yīng)的正向進(jìn)行。同時(shí)，酯化反應(yīng)需要將溫度控制在一定范圍內(nèi)才能進(jìn)行，如果反應(yīng)過(guò)程中溫度降低，那么酯化反應(yīng)速率會(huì)變慢甚至停止正反應(yīng)過(guò)程。

如圖1所示，現(xiàn)有的冷凝回流系統(tǒng)主要由蒸餾分離器1’、冷凝器2’和油水分離器3’構(gòu)成，蒸餾分離器1’中蒸發(fā)出的回流溶劑分子和水分子以及少量反應(yīng)物和酯類生成物會(huì)進(jìn)入到冷凝器2’中，經(jīng)過(guò)冷凝器2’的冷卻降溫，一部分冷凝成液態(tài)物質(zhì)，流入油水分離器3’，另一部分未被冷凝的廢氣排出冷凝器2’。進(jìn)入油水分離器3’的原料、生成物和回流溶劑會(huì)進(jìn)行分離，其中生成物中的水可以隨著油水分離器3’下方的疏水閥排出系統(tǒng)，而其他部分會(huì)排出油水分離器3’進(jìn)入循環(huán)管路，進(jìn)而再次循環(huán)到蒸餾分離系統(tǒng)中，進(jìn)行新一輪的循環(huán)。

現(xiàn)有冷凝回流系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是，從循環(huán)管路進(jìn)入蒸餾分離器的回流溶劑溫度太低，會(huì)吸收蒸餾分離器中大量熱量，造成反應(yīng)速率降低或減慢反應(yīng)的正向進(jìn)行。另外，從循環(huán)管路進(jìn)入蒸餾分離器的回流溶劑的溫度不可控，若回流溶劑溫度過(guò)高，則會(huì)使反應(yīng)生成副產(chǎn)物。

所以，如何提出一種冷凝回流系統(tǒng)，能夠解決上述缺點(diǎn)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種冷凝回流系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有冷凝回流系統(tǒng)的溶劑回流溫度低且反應(yīng)效率低的問(wèn)題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種冷凝回流系統(tǒng)，包括蒸餾分離器、冷凝器、油水分離器和換熱器；其中，所述冷凝器的進(jìn)口與所述蒸餾分離器的出口通過(guò)第一管路相連，所述油水分離器的進(jìn)口與所述冷凝器的出口通過(guò)第二管路相連，所述換熱器的工作介質(zhì)進(jìn)口與所述油水分離器的出口通過(guò)第三管路相連，所述換熱器的工作介質(zhì)出口與所述蒸餾分離器通過(guò)第四管路相連。

優(yōu)選地，所述冷凝回流系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器用于控制所述換熱介質(zhì)進(jìn)口的換熱介質(zhì)流量。

優(yōu)選地，所述第四管路上設(shè)置有第一溫度檢測(cè)元件，所述換熱介質(zhì)進(jìn)口之前設(shè)置有第一溫度控制閥組；所述第一溫度控制閥組的控制端和所述第一溫度檢測(cè)元件的輸出端均與控制器相連；所述第一溫度檢測(cè)元件向所述控制器輸出第一溫度信號(hào)，所述第一溫度控制閥組接收所述控制器傳輸?shù)乃龅谝粶囟刃盘?hào)以控制所述換熱介質(zhì)流量。

設(shè)置第一溫度檢測(cè)元件可以監(jiān)測(cè)第四管路的溶劑溫度，進(jìn)而查看換熱器的換熱效果，從而對(duì)換熱介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)控。第一溫度控制閥組可以通過(guò)監(jiān)測(cè)到的溶劑溫度來(lái)調(diào)節(jié)換熱介質(zhì)的流量。第一溫度控制閥組和第一溫度檢測(cè)元件通過(guò)電氣控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒌谝粶囟葯z測(cè)元件檢測(cè)到的溫度反饋給控制器，從而控制第一溫度控制閥組調(diào)節(jié)閥門的開(kāi)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)換熱介質(zhì)流量的自動(dòng)調(diào)控。

優(yōu)選地，所述換熱介質(zhì)出口之后設(shè)置有疏水閥組。疏水閥組可以排出蒸汽形成的凝結(jié)水。

優(yōu)選地，所述第一溫度控制閥組包括串聯(lián)設(shè)置的第一閥門、第一溫度控制閥和第二閥門；當(dāng)所述第一溫度控制閥正常工作時(shí)，所述第一閥門和所述第二閥門處于常開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)維修所述第一溫度控制閥時(shí)，所述第一閥門和所述第二閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述第一溫度控制閥組還包括與所述第一閥門、所述第一溫度控制閥和所述第二閥門并聯(lián)的第一旁通閥；當(dāng)所述第一溫度控制閥所在的管路發(fā)生故障或超出額定流量時(shí)，開(kāi)啟所述第一旁通閥。

當(dāng)?shù)谝粶囟瓤刂崎y進(jìn)行維修時(shí)，可以開(kāi)啟與之并聯(lián)的第一旁通閥，不妨礙整個(gè)系統(tǒng)的正常工作；同時(shí)，串聯(lián)在第一溫度控制閥兩旁的兩個(gè)閥門，即第一閥門和第二閥門要關(guān)閉，并達(dá)到零泄漏，此時(shí)才可以維修第一溫度控制閥。

優(yōu)選地，所述第三管路上設(shè)置有循環(huán)管路，所述控制器還控制所述循環(huán)管路的流量。

優(yōu)選地，所述循環(huán)管路的進(jìn)口處設(shè)有第二溫度檢測(cè)元件，所述循環(huán)管路包括第二溫度控制閥組；所述第二溫度控制閥組的控制端和所述第二溫度檢測(cè)元件的輸出端均與控制器相連；所述第二溫度檢測(cè)元件向所述控制器輸出第二溫度信號(hào)，所述第二溫度控制閥組接收所述控制器傳輸?shù)乃龅诙囟刃盘?hào)以調(diào)節(jié)所述循環(huán)管路的流量。

第二溫度控制閥組的設(shè)置可以起到通過(guò)監(jiān)測(cè)油水分離器出口的溫度從而控制回流溶劑流量的效果。第二溫度控制閥組和第二溫度檢測(cè)元件均連接到控制器上，可以通過(guò)第二溫度檢測(cè)元件的溫度反饋來(lái)控制第二溫度控制閥組的閥門開(kāi)度，進(jìn)而控制循環(huán)管路的流量。

優(yōu)選地，所述循環(huán)管路還包括泵組，所述泵組與所述第二溫度控制閥組串聯(lián)。

泵組的設(shè)置可以給循環(huán)管路中的溶劑增壓，從而使溶劑能夠到達(dá)循環(huán)管路出口，防止溶劑因壓力損失過(guò)多而不能循環(huán)至蒸餾分離器。

優(yōu)選地，所述循環(huán)管路還包括流量指示閥組；所述泵組、第二溫度控制閥組和所述流量指示閥組串聯(lián)；所述流量指示閥組用以顯示流經(jīng)管路的瞬時(shí)流量。

流量指示閥組能夠清楚地觀測(cè)經(jīng)泵增壓后溶劑的流量。

本發(fā)明中冷凝回流系統(tǒng)的有益效果在于：

1)在油水分離器的出口和蒸餾分離器之間加設(shè)換熱器，能夠?qū)囟容^低的回流溶劑進(jìn)行加熱，提高溶劑進(jìn)入蒸餾分離器的溫度，由此可加快蒸餾速度；

2)在換熱器的工作介質(zhì)出口和蒸餾分離器之間加裝第一溫度檢測(cè)元件，并與換熱器的換熱介質(zhì)進(jìn)口處的第一溫度控制閥組相互電連接，第一溫度檢測(cè)元件可以將回流溶劑的溫度反饋給第一溫度控制閥組，從而通過(guò)控制換熱流體的流量來(lái)調(diào)節(jié)換熱器的換熱量，起到控制回流溶劑溫度的效果，從而防止回流溶劑溫度過(guò)高使反應(yīng)生成副產(chǎn)物。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的冷凝回流系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明中冷凝回流系統(tǒng)示意圖。

圖中：

1’-蒸餾分離器；2’-冷凝器；3’-油水分離器；

1-蒸餾分離器；2-冷凝器；3-油水分離器，31-排水閥；

4-換熱器，41-第一溫度控制閥組，42-疏水閥組，43-第六閥門，44-第一溫度檢測(cè)元件；

411-第一閥門，412-第一溫度控制閥，413-第二閥門，414-第一旁通閥；

421-第三閥門，422-疏水閥，423-第二旁通閥；

5-循環(huán)管路，51-第二溫度檢測(cè)元件，52-泵組，53-流量指示閥組，54-第二溫度控制閥組；

541-第四閥門，542-第二溫度控制閥，543-第五閥門，544-第三旁通閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖2所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種冷凝回流系統(tǒng)，包括蒸餾分離器1，冷凝器2，油水分離器3和換熱器4；其中，冷凝器2的進(jìn)口與蒸餾分離器1的出口通過(guò)第一管路相連，油水分離器3的進(jìn)口與冷凝器2的出口通過(guò)第二管路相連，換熱器4的工作介質(zhì)進(jìn)口與油水分離器3的出口通過(guò)第三管路相連，換熱器4的工作介質(zhì)出口與蒸餾分離器1通過(guò)第四管路相連。

本實(shí)施例的第四管路上設(shè)置有第一溫度檢測(cè)元件44。換熱器4上設(shè)有換熱介質(zhì)進(jìn)口和換熱介質(zhì)出口，換熱介質(zhì)進(jìn)口之前設(shè)置有第一溫度控制閥組41，換熱介質(zhì)出口之后設(shè)置有疏水閥組42。第一溫度控制閥組41的控制端和第一溫度檢測(cè)元件44的輸出端均與控制器相連；第一溫度檢測(cè)元件44向控制器輸出第一溫度信號(hào)，第一溫度控制閥組41接收控制器的溫度信號(hào)以調(diào)節(jié)所述換熱介質(zhì)的流量,即第一溫度控制閥組41可以接收第一溫度檢測(cè)元件44的溫度信號(hào)，并以此溫度信號(hào)來(lái)控制閥門開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。本實(shí)施例中的第一溫度控制閥組41包括串聯(lián)設(shè)置的第一閥門411、第一溫度控制閥412和第二閥門413，以及與第一閥門411、第一溫度控制閥412和第二閥門413并聯(lián)的第一旁通閥414；當(dāng)?shù)谝粶囟瓤刂崎y412正常工作時(shí)，第一閥門411和第二閥門413處于常開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)所述第一溫度控制閥412所在的管路發(fā)生故障或超出額定流量時(shí)，第一閥門411和第二閥門413處于關(guān)閉狀態(tài)，并開(kāi)啟第一旁通閥414。

當(dāng)?shù)谝粶囟瓤刂崎y412進(jìn)行維修時(shí)，可以開(kāi)啟與之并聯(lián)的第一旁通閥414，不會(huì)妨礙系統(tǒng)的正常工作，第一旁通閥414選用截止閥；維修第一溫度控制閥412時(shí)，串聯(lián)在溫度控制閥452兩旁的第一閥門411和第二閥門413均要關(guān)閉，并達(dá)到零泄漏，此時(shí)才可以維修第一溫度控制閥412，因此，第一旁通閥均可選用球閥，利用球閥的性質(zhì)從而防止溫度控制閥452出現(xiàn)內(nèi)漏。

疏水閥組42包括串聯(lián)設(shè)置的第三閥門421和疏水閥422，以及與所述第三閥門421和所述疏水閥462并聯(lián)的第二旁通閥423。疏水閥組42的作用是自動(dòng)排除換熱介質(zhì)出口管道中的蒸汽凝結(jié)水及空氣等不凝氣體，且不漏出蒸汽，充分利用蒸汽潛熱防止蒸汽管道中發(fā)生水錘。

本實(shí)施例的換熱器4并聯(lián)有第六閥門43，在回流溶劑的溫度處于正常范圍時(shí)，該種并聯(lián)設(shè)置能夠使溶劑不通過(guò)換熱器4即流入蒸餾分離器1，節(jié)約了能源。

本實(shí)施例的第三管路上設(shè)置有循環(huán)管路5，循環(huán)管路5包括泵組52、流量指示閥組53和第二溫度控制閥組54；第二溫度控制閥組54、泵組52與流量指示閥組53串聯(lián)。泵組52設(shè)置成并聯(lián)的兩臺(tái)泵，使用時(shí)只需開(kāi)啟其中一臺(tái)，讓另一臺(tái)處于停工狀態(tài)，能夠保證泵不連續(xù)工作，從而延長(zhǎng)了泵的使用壽命。

泵組52的設(shè)置可以給流體增壓，防止溶劑因壓力損失過(guò)多而不能循環(huán)至蒸餾分離器。流量指示閥組53用以顯示流經(jīng)管路的瞬時(shí)流量，能夠清楚地觀測(cè)經(jīng)泵增壓后溶劑的流量。第二溫度控制閥組54的設(shè)置可以起到通過(guò)監(jiān)測(cè)油水分離器出口的溫度從而控制回流溶劑流量的效果。

循環(huán)管路5的進(jìn)口處設(shè)有第二溫度檢測(cè)元件51。第二溫度控制閥組54的控制端和第二溫度檢測(cè)元件51的輸出端均與控制器相連；第二溫度檢測(cè)元件51向控制器輸出第二溫度信號(hào)，第二溫度控制閥組54可以接收控制器的第二溫度信號(hào)以調(diào)節(jié)所述循環(huán)管路5的流量。

本實(shí)施例中的第二溫度控制閥組54包括串聯(lián)設(shè)置的第四閥門541、第二溫度控制閥542和第五閥門543，以及與第四閥門541、第二溫度控制閥542和第五閥門543并聯(lián)的第三旁通閥544。第二溫度控制閥組54與第一溫度控制閥組41的工作方式以及閥門種類的選用均相同，當(dāng)?shù)诙囟瓤刂崎y542正常工作時(shí)，第四閥門541和第五閥門543處于常開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)所述第二溫度控制閥542所在的管路發(fā)生故障或超出額定流量時(shí)，第四閥門541和第五閥門543處于關(guān)閉狀態(tài)，并開(kāi)啟第三旁通閥544。

本實(shí)施例進(jìn)行酯化反應(yīng)的具體操作方式如下：加熱蒸餾分離器1，蒸餾分離器1中的醇和酸發(fā)生反應(yīng)，生成酯和水。這些反應(yīng)物、生成物和溶劑沿第一管道進(jìn)入冷凝器2中，在冷凝器2中發(fā)生冷卻，一些廢氣會(huì)隨著冷凝器2的廢氣處理管道排出，另外的冷凝液體沿第二管道進(jìn)入油水分離器3中。水經(jīng)過(guò)油水分離器3底部的排水閥31排出系統(tǒng)，反應(yīng)物、生成的酯和回流溶劑沿油水分離器3的排油管道進(jìn)入循環(huán)管道中。當(dāng)油水分離器3中油的液面低于排油管道的安裝高度時(shí)，可以先打開(kāi)排水閥31，待水基本從排水閥31排出后，關(guān)閉排水閥31，然后打開(kāi)同一管路上串聯(lián)的電磁閥，將回流溶劑輸送到循環(huán)管路5的進(jìn)口。

當(dāng)經(jīng)過(guò)泵組53增壓后，溶劑流經(jīng)流量指示閥組53的其中一條并聯(lián)管路，用以檢測(cè)增壓后流體的瞬時(shí)流量。之后流經(jīng)第二溫度控制閥組54，第二溫度控制閥組54可以根據(jù)第二溫度檢測(cè)元件51測(cè)定的溫度值來(lái)控制流量，當(dāng)?shù)诙囟葯z測(cè)元件51測(cè)定的溫度值低于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉第六閥門43，開(kāi)啟換熱器4，本實(shí)施例中優(yōu)選板式換熱器，對(duì)回流溶劑進(jìn)行加熱。加熱后的溶劑通過(guò)第四管道進(jìn)入蒸餾分離器1中。

第四管道上設(shè)置有第一溫度檢測(cè)元件44，第一溫度控制閥組41可以根據(jù)第一溫度檢測(cè)元件44測(cè)定的溫度值來(lái)控制流量，當(dāng)這一溫度值低于設(shè)定值時(shí)，第一溫度控制閥412的閥門開(kāi)度增加，換熱介質(zhì)進(jìn)口中流經(jīng)更多的低壓蒸汽，從而實(shí)現(xiàn)高效率熱交換，使進(jìn)入蒸餾分離器的溶劑溫度達(dá)到設(shè)定值；當(dāng)這一溫度值高于設(shè)定值時(shí)，第一溫度控制閥412的閥門開(kāi)度減小，換熱介質(zhì)進(jìn)口中流經(jīng)的低壓蒸汽變少，從而降低了進(jìn)入蒸餾分離器1的溶劑溫度。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。