[發明專利]一種利用塔頂氣相餾分冷凝熱精餾的系統及其方法

有效

• 申請號: 201710019106.X
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106730967B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉常青;宛捍東;趙途;張玉新;胡永琪
• 申請（專利權）人: 河北美邦工程科技股份有限公司
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;B01D3/32
• 代理公司: 北京東方芊悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11591
• 代理人: 李鴻儒

本發明屬于精餾節能領域，涉及一種利用塔頂氣相餾分冷凝熱精餾的系統及其方法，精餾系統中儲水罐中的水與精餾塔塔頂餾出的氣相餾分在冷凝汽化換熱器中進行換熱，水經冷凝汽化換熱器汽化為水蒸氣，該水蒸氣再經蒸氣壓縮機將溫度提升，獲得較高溫度的高品位水蒸氣，高品位水蒸氣可作為再沸器或原料預熱器的加熱熱源，從而使塔頂氣相餾分的潛熱得到了利用。本發明在減少精餾塔操作過程外供水蒸氣消耗的同時，還免去了塔頂氣相餾分冷凝用的冷卻水，達到節能降耗的目的。

技術領域

本發明精餾節能技術領域,涉及一種利用塔頂氣相餾分冷凝熱精餾的系統及其方法。

背景技術

精餾操作憑借其優異的分離能力，被廣泛應用于生活生產的各個領域，是分離過程中重要的單元操作，但精餾過程中需要消耗大量的能量，且能量利用率不高，據統計傳統的精餾操作所消耗的總能量約占工業生產總能耗的一半左右，是制約整個生產工藝的關鍵步驟；如HPPO法制備環氧丙烷技術雖然生產工藝流程簡單，產品收率高，符合綠色清潔生產要求，但該生產過程需要使用大量甲醇作溶劑，在分離出產品后要對甲醇溶劑進行精餾操作，而常規的精餾系統操作，塔頂冷卻冷凝器一般采用冷卻水將塔頂氣相餾分進行冷卻和冷凝，并將部分冷凝液返回塔頂第一塊塔板上；塔底再沸器則一般采用外供水蒸氣將塔底部分液相餾分加熱蒸發后返回塔底第一塊塔板上，以維持精餾操作，一方面塔頂冷卻冷凝器需要消耗大量的冷卻水，另一方面，塔底再沸器消耗大量的外供水蒸氣，使得整個精餾操作能耗較高，因此如何提高精餾過程中的能量利用率，進而減小整個精餾過程中消耗的能量，成為了眾多學者的研究重點。中國專利CN205287681U，公開了一種生產MBET的精餾節能裝置，該裝置通過對精餾塔的加熱器和冷凝器進行設計，實現了對塔內溫度的精確測量，在保證產品純度的條件下，盡可能降低塔內溫度，進而實現節能的目的，但該方法并未對精餾塔塔頂和塔釜產品帶出的熱量進行有效利用，節能效果并不十分顯著。中國專利CN204815741U公開了一種精餾節能裝置，該裝置將塔釜產生的物料一部分采出，另一部分通過節流膨脹變為蒸氣，與塔釜料液進行換熱，再通過壓縮進入精餾塔，作為回流，該裝置將塔釜產生的能量有效利用，在一定程度上降低了精餾過程的能耗，但對于塔頂的大量潛熱并未合理利用，距離真正意義的節能降耗還存在很大的差距。中國專利CN205549650U公開了一種熱泵精餾體系，該體系針對乙醇精餾體系，將塔頂獲得的乙醇蒸氣進行壓縮提溫，再作為再沸器的熱源進行重復利用，該體系雖然有效利用了塔頂物流所帶出的熱量，但該乙醇蒸氣不宜直接壓縮，在操作過程中存在安全隱患，在一定程度上限制了該體系的應用領域。

發明內容

本發明為解決目前技術中存在的問題，提供一種利用塔頂氣相餾分冷凝熱精餾的系統及其方法。它能利用水與精餾塔塔頂餾出的氣相餾分進行間歇換熱，水經換熱后變為水蒸氣，用于加熱再沸器或原料預熱器，可以有效回收塔頂餾出氣相餾分所帶出的熱量。

本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明一種利用塔頂氣相餾分冷凝熱精餾的系統，該系統包括精餾塔、再沸器、冷凝汽化換熱器、循環水泵、蒸氣壓縮機、儲水罐、原料加熱器、氣液分離器、塔頂餾分回流泵、塔頂餾分緩沖罐以及原料預熱器；所述的精餾塔1的塔頂氣相出料口與冷凝汽化換熱器左端的管程進口相連，冷凝汽化換熱器右端的管程出口與塔頂餾分緩沖罐頂部相連；位于塔頂餾分緩沖罐底部的出口同時與塔頂餾分回流泵的進口和F閥門相連，塔頂餾分回流泵的出口經L閥門與精餾塔頂側部的的精餾塔進口相連，F閥門又與塔頂產品采出管線相連；

所述的儲水罐底部的出口與循環水泵的進口相連，循環水泵的出口經I閥門與冷凝汽化換熱器底部右側的殼程進口相連；冷凝汽化換熱器頂部左側的殼程出口與氣液分離器左側中部的進口相連，氣液分離器頂部的氣相出口經J閥門與蒸氣壓縮機的進口相連，氣液分離器底部的液相出口經K閥門與儲水罐上部的進口相連。