[發明專利]精餾塔序列差壓塔段熱集成節能精餾方法及裝置

有效

• 申請號: 201010283950.1
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN101966398A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 袁希鋼;閆兵海;劉春江;羅祎青;許良華;曾愛武;唐忠利
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D3/38
• 分類號: B01D3/38;B01D3/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及精餾技術領域和精餾塔系統，特別地，涉及一種精餾塔序列差壓塔段熱集成節能精餾裝置及方法。

背景技術

精餾是當代應用最廣的一種工業分離方法，已經廣泛應用于化工、石油、食品、輕工等工業部門。雖然科技的發展，新型分離技術已經開始了工業應用，但在一定的時期內，精餾技術的統治地位還不能被動搖。

精餾分離技術成熟、容易工業化，但缺點是耗能很大。傳統的精餾分離，輸入能耗占工業總能耗的40％以上，這在能源日益緊缺的21世紀是不可忽視的。

科學家和工程技術人員根據精餾的特點提出了各式的精餾節能方法。根據精餾操作條件，合理調整運行參數；運用過程能量集成思想，合理利用余熱、廢氣；開發各種高效率的精餾塔板、填料，提高精餾分離效率；研究新型精餾技術，如多效精餾、熱耦合精餾、熱泵精餾等。這些技術提高了精餾分離過程能量利用的效率，達到了節約能耗的目的。

對于現有的多組分分離常規精餾序列如圖1所示，在分離難分離物系時，所需理論板數較多，造成塔的高度較大；所需塔的操作回流比很大，造成塔體直徑較大，并且塔底再沸器所需熱負荷和塔頂冷凝器所需冷凝負荷較大，因此塔的能耗較高，操作費用也較高。若能結合各種工藝和技術，將其運用到精餾過程中，能夠使過程的塔頂冷凝負荷和塔底熱負荷消耗降至最小，實現精餾過程的節能降耗，同時還可降低生產成本，意義十分重大。

發明內容

本發明針對上述精餾分離工業過程的高能耗問題，提出了一種低能耗，新型的節能精餾裝置及方法。

本發明一種精餾塔序列差壓塔段熱集成節能精餾裝置及方法，該裝置包括輕組分蒸出塔、蒸汽混合器、輕組分精制塔精餾塔段、輔助冷凝器、回流罐、閃蒸罐、輕組分精制塔提餾塔段、輔助再沸器、主再沸器。其中：輔助冷凝器(19)位于主再沸器(34)和回流罐(21)之間；閃蒸罐(25)位于輕組分精制塔精餾塔段塔底液體出口管(23)與輕組分精制塔提餾塔段塔頂液體回流管(29)之間；輔助再沸器(32)位于輕組分精制塔提餾塔段(30)塔底。

所述輕組分蒸出塔(2)用于加壓輕組分精制塔精餾塔段(16)；輕組分精制塔精餾塔段塔頂飽和蒸汽出口管(17)連接到主再沸器(34)熱介質進口，熱介質出口連接到回流罐(21)進口，塔底液體出口(23)連接到閃蒸罐(25)進口；輕組分精制塔提餾塔段塔底液體出口(31)分別連接到輔助再沸器(32)冷介質進口和主再沸器(34)冷介質進口，冷介質出口分別連接到輔助再沸器蒸汽出口管線(33)和主再沸器蒸汽出口管線(35)。

本發明精餾塔序列差壓塔段熱集成節能精餾裝置的操作方法是：

a)將輕組分精制塔分割為輕組分精制塔精餾塔段和輕組分精制塔提餾塔段，其中輕組分精制塔精餾塔段與輕組分蒸出塔操作壓力相同，輕組分精制塔提餾塔段的操作壓力低于輕組分精制塔精餾塔段的操作壓力；

b)輕組分蒸出塔用于為輕組分精制塔精餾塔段提供加壓蒸汽；

c)輕組分精制塔精餾塔段塔底液體經減壓閥減壓后再進入閃蒸罐；

d)輕組分精制塔提餾塔段的操作壓力低于輕組分精制塔精餾塔段的操作壓力，使得輕組分精制塔提餾塔段塔釜再沸物料的溫度低于輕組分精制塔精餾塔段塔頂物料的溫度，利用這兩股物料的匹配換熱可實現兩個塔段之間的熱集成；

e)輔助冷凝器和輔助再沸器用于輔助保障整個系統的平穩運行。

具體操作方法如下：