[發(fā)明專利]控溫式分離塔及分離方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310685705.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103611327A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張家庭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張家庭
• 主分類號(hào): B01D1/00
• 分類號(hào): B01D1/00;B01D1/06;B01D3/00;B01D3/42
• 代理公司: 上海欣創(chuàng)專利商標(biāo)事務(wù)所 31217
• 代理人: 顧大平

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)工程分離設(shè)備及分離方法，尤其涉及一種可替代傳統(tǒng)精餾塔的控溫式分離塔及方法。

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背景技術(shù)

精餾塔是化工、煉油等廣泛使用的設(shè)備，一般用于精餾分餾的有機(jī)混合物分離，精餾的原理是在有限的空間中，盡可能的增大液相混合物的熱交換面積。具體的說(shuō)，蒸氣由塔底進(jìn)入，蒸發(fā)出的氣相與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)組分不斷地向氣相中轉(zhuǎn)移，氣相中的難揮發(fā)組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，氣相愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，從而達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的氣相進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出?液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，加熱蒸發(fā)成氣相返回塔中，另一部分液體作為釜?dú)堃喝〕觥＞s塔的塔身成為精餾柱，若采用填料塔，柱內(nèi)堆著不規(guī)則的填料，使氣液兩相達(dá)到良好傳質(zhì)填料層的高度即為精餾柱的有效分離長(zhǎng)度，

精餾塔按結(jié)構(gòu)不同分為填料塔和板式塔。板式塔是在圓柱形殼體內(nèi)按一定間距水平設(shè)置若干層塔板，液體靠重力作用自上而下流經(jīng)各層板后從塔底排除，各層塔板上保持有一定厚度的流動(dòng)液層；氣體則在壓強(qiáng)差的推動(dòng)下，自塔底向上依次穿過(guò)各塔板上的液層上升至塔頂排出。氣、液在塔內(nèi)逐板接觸進(jìn)行質(zhì)、熱交換，故兩相的組成沿塔高呈階躍式變化。填料塔是在圓柱形殼體內(nèi)填裝一定高度的填料，液體經(jīng)塔頂噴淋裝置均勻分布于填料層頂部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流經(jīng)填料層后自塔底排出；氣體則在壓強(qiáng)差的推動(dòng)下，穿過(guò)填料層的空隙，由塔的一端流向另一端，氣液在填料表面接觸進(jìn)行質(zhì)、熱交換，兩相的組成沿塔高連續(xù)變化。

然而，無(wú)論是填料塔還是板式塔，都存在這樣或那樣的問(wèn)題。比如，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，生產(chǎn)能力低，安裝檢修困難等問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)許多科研人員雖然先后對(duì)精餾塔的構(gòu)件、塔板、填料進(jìn)行了改進(jìn)，但是也沒(méi)能夠完全解決上述問(wèn)題。

控溫分離塔取消了精餾塔的塔板、填料，直接通過(guò)控溫來(lái)實(shí)現(xiàn)雙組份、多組分的分離，從而達(dá)到造價(jià)低，操作簡(jiǎn)便，開(kāi)停車方便，極大簡(jiǎn)化了現(xiàn)有的分離設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)如何提高分離塔的分離能力，避免使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的精餾塔，實(shí)現(xiàn)多組分混合物的精確分離，提供一種控溫式分離塔。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：控溫式分離塔，包括分離塔塔體，所述分離塔塔體的上部設(shè)有冷凝器，下部設(shè)有蒸發(fā)器，所述冷凝器下部設(shè)有收集器，所述分離塔塔體外設(shè)有循環(huán)管，所述循環(huán)管中設(shè)有循環(huán)液，使得分離塔塔體中的待分離組分與循環(huán)液實(shí)現(xiàn)熱交換。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述循環(huán)管的兩端分別與熱換器相連通。

進(jìn)一步，所述循環(huán)管中的冷媒或熱媒由循環(huán)管的下端向上端流動(dòng)。

進(jìn)一步，所述循環(huán)管的層數(shù)為至少一層。

進(jìn)一步，所述循環(huán)管為單層循環(huán)管或雙層循環(huán)管。

進(jìn)一步，所述分離塔塔體由至少一個(gè)管組成。

進(jìn)一步，所述分離塔塔體為列管形式，且所述列管之間設(shè)有折流板。

進(jìn)一步，所述管內(nèi)設(shè)有至少一塊折流板或至少一塊導(dǎo)流板或至少一個(gè)圓盤(pán)與圓環(huán)的組合體。

進(jìn)一步，所述折流板或?qū)Я靼寤驁A盤(pán)與圓環(huán)的組合體設(shè)在管的上部或中部或下部或整個(gè)管。

本發(fā)明還提供一種控溫式分離方法，將待分離物料放入蒸發(fā)器中受熱，蒸發(fā)器中產(chǎn)生的上升蒸汽在分離塔塔體壁與循環(huán)管中的循環(huán)液進(jìn)行熱量交換，循環(huán)液吸收熱量部分汽化后進(jìn)入換熱器，經(jīng)換熱器進(jìn)入分離塔塔體下部重復(fù)使用；分離塔塔體內(nèi)的重組分液化回蒸發(fā)器，輕組分上升提濃后分至塔頂泠凝器并液化，進(jìn)入收集器。

有益效果

本發(fā)明的有益效果是：在分離塔塔體外設(shè)置含有媒介物的循環(huán)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)分離塔塔體的溫度控制，控溫分離塔取消了精餾塔的塔板、填料，直接通過(guò)控溫來(lái)實(shí)現(xiàn)雙組份、多組分的分離，從而達(dá)到造價(jià)低，操作簡(jiǎn)便，開(kāi)停車方便，極大簡(jiǎn)化了現(xiàn)有的分離設(shè)備。

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附圖說(shuō)明???????????????????????????????????????????????

圖1為本發(fā)明控溫分離塔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明單管式分離塔塔體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明多管式分離塔塔體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明列管式分離塔塔體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明控溫分離塔中管的結(jié)構(gòu)示意圖；