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CN103977592A - 包含双再沸器的精馏装置及用该装置脱除轻溶剂的方法 - Google Patents

包含双再沸器的精馏装置及用该装置脱除轻溶剂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种包含双再沸器的精馏装置及用该装置脱除轻溶剂的方法,该装置包括精馏塔、循环再沸器、采出再沸器、换热器、冷凝器、回流采出控制系统以及产品接受罐,循环再沸器和采出再沸器分别和精馏塔的塔釜连接,采出再沸器与精馏塔之间设置有采出再沸器液相管及采出再沸器气相管,所述精馏塔与回流采出控制系统之间设置有原料换热器及冷凝器,产品接受罐与回流采出控制系统连接。该方法可根据塔釜液相温度计及精馏塔内液位计高度,判断是否运行采出再沸器。本发明解决了传统再沸器一次蒸发不彻底的问题,使得精馏塔塔釜采出物料中的轻组分含量降低,提高了产品的收率。

Description

包含双再沸器的精馏装置及用该装置脱除轻溶剂的方法
技术领域
本发明涉及化工分离技术领域,特别是涉及一种包含双再沸器的精馏装置及用该装置脱除轻溶剂的方法。具体的是一种利用包含双再沸器的精馏装置将含微量及少量重沸物的原料,通过两次蒸发完成塔釜物料轻组分的进一步脱除,使得在塔釜得到较高浓度重沸物的设备和方法。它属于化工分离的范畴,尤其适用于含微量及少量重沸物物料与轻组分产品分离的场合。
背景技术
化工、制药等行业中通常会涉及重沸物物料与轻组分产品分离的场合。当所含的重沸物物料为微量或少量时,需要经过长时间高温加热精馏才能将重沸物分离出来,精馏过程中由于加热时间加长、温度过高,塔釜再沸器换热管壁上会有重沸物的结焦、黏壁,甚至可能会堵塞换热管,使得再沸器的加热效率降低。若采用单再沸器加热并连续采出的工艺,塔釜采出的物料是含大量轻组分的重组分,这样势必会造成轻组分的损失,降低分离效率。
基于以上问题,考虑如何将高浓度重沸物尽快且彻底的取出精馏装置是延长换热管堵塞,提高甲酯收率的关键所在。
如何能创设一种结构简单、换热管更换次数少、分离效率高的新的包含双再沸器的精馏装置及用该装置脱除轻溶剂的方法,实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种包含双再沸器的精馏装置及用该装置脱除轻溶剂的方法,使其结构简单、换热管更换次数少、分离效率高,从而解决了现有的精馏装置重沸物一次蒸发不彻底、换热管易堵塞、分离效率低的不足。
为解决上述技术问题,本发明提供一种包含双再沸器的精馏装置,其特殊之处在于:包括精馏塔、循环再沸器、采出再沸器、换热器、冷凝器、回流采出控制系统以及产品接受罐,循环再沸器和采出再沸器分别和精馏塔的塔釜连接,采出再沸器与精馏塔之间设置有采出再沸器液相管及采出再沸器气相管,所述精馏塔与回流采出控制系统之间设置有原料换热器及冷凝器,产品接受罐与回流采出控制系统连接。
作为本发明的一种改进,所述精馏塔在塔釜设置有用于检测塔釜液位的塔釜液位计及用于检测塔釜气相温度的塔釜气相温度检测仪。
进一步的,所述循环再沸器通过塔釜循环泵与精馏塔的塔釜连接。
进一步的,所述精馏塔进料管线设置有进料流量控制系统。
进一步的,所述的循环再沸器为强制循环再沸器、强制降膜再沸器、热虹吸式再沸器或一次通过式再沸器,所述循环再沸器换热管内壁抛光处理。
进一步的,所述采出再沸器为浸没式列管式再沸器,所述浸没式列管式再沸器换热管内壁抛光处理,加热介质采用蒸汽加热或导热油加热。
进一步的,所述的采出再沸器为容积式式再沸器,所述容积式再沸器筒体内壁抛光处理,加热介质采用蒸汽加热或导热油加热。
进一步的,所述的采出再沸器底部管箱设置有采出再沸器液相温度口和塔釜采出管线。
本发明还涉及一种用上述装置脱除轻溶剂的方法,采用精馏塔、循环再沸器、采出再沸器、回流采出控制系统、冷凝器、产品接收罐以及之间的连接管路等共同来脱除塔釜采出馏份中的轻组分,其步骤如下:
(1)将需要分离的原料通过进料流量控制系统控制进料流量,原料流过塔顶换热器与塔顶蒸汽进行换热,在精馏塔中部进料;
(2)给循环再沸器供应热媒,开始加热精馏塔内物料,使得轻组分的蒸汽上升,通过塔顶回流采出控制系统控制物料回流返回精馏塔,回流液体使得全塔的填料完全润湿;
(3)当精馏塔内塔釜液位高于限定液位时,打开采出再沸器气相管的阀门,使得采出再沸器与精馏塔塔釜压力平衡,然后打开采出再沸器液相管,精馏塔内液体流入到采出再沸器内,给采出再沸器供应热媒,将进入到采出再沸器的轻组分继续加热蒸发,当采出再沸器的液相温度达到达到重沸物混合物的饱和温度后,关闭采出再沸器液相管阀门,继续加热至采出再沸器达到高点温度,打开塔釜采出管线上阀门将塔釜物料采出界区外。
进一步的,所述精馏塔的进料方式为连续进料方式,塔釜的采出可以采用连续采出方式或间歇采出方式。
本发明的有益效果是:
本发明既适用于常压操作亦适用于减压及加压操作,操作简单、应用范围广,适用性强。通过设置两套用于给精馏塔提供热量的加热装置,解决了传统再沸器一次蒸发不彻底的问题,使得精馏塔塔釜采出物料中的轻组分含量大大降低,提高了产品的收率。本发明所述的方法主要用于含微量或少量重沸物的物料的精馏操作。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
图1是本发明一种包含双再沸器的精馏装置的结构示意图。
图2是本发明实施例2所述的装置的结构示意图。
其中,1、精馏塔;2、塔釜气相温度检测仪;3、采出再沸器气相管;4、采出再沸器液相管;5、采出再沸器;6、采出再沸器液相温度;7、塔釜采出管线;8、塔釜循环泵;9、循环再沸器;10、塔釜液位计;11、原料换热器;12、冷凝器;13、回流采出控制系统;14、产品接收罐;15、原料进料控制系统;16、塔釜液相温度检测仪。
具体实施方式
实施例1
参照图1所示,本发明提供一种包含双再沸器的精馏装置,包括精馏塔1、循环再沸器9、采出再沸器5、换热器11、冷凝器12、回流采出控制系统13以及产品接受罐14;循环再沸器9和采出再沸器5分别和精馏塔1的塔釜连接,采出再沸器5与精馏塔1之间设置有采出再沸器液相管4及采出再沸器气相管3;所述精馏塔1与回流采出控制系统13之间设置有原料换热器11及冷凝器12,产品接受罐14与回流采出控制系统13连接。
循环再沸器9可以通过塔釜循环泵8与精馏塔1连接,采出再沸器5通过管线直接与精馏塔连接。所述循环再沸器9一端与精馏塔1塔釜气相空间相连,另一端与塔釜循环泵8相连。
所述精馏塔1进料端设置有进料流量控制系统15。
所述精馏塔1塔釜设置有塔釜气相温度检测仪2、塔釜液相温度计16及用于检测塔釜液位的塔釜液位计10。
所述循环再沸器9可以为强制循环再沸器或强制降膜再沸器,循环再沸器9可以采用蒸汽加热也可以为导热油加热;循环再沸器的换热管内壁抛光,有利于防止重沸物料在管壁上的结焦或黏壁,堵塞管子。
所述采出再沸器5优选为浸没式的列管式再沸器;采出再沸器5可以采用蒸汽加热也可以为导热油加热;采出再沸器5的换热管规格采用大管径换热管,至少选用Ф32或Ф38换热管且其换热管内壁抛光;采出再沸器5设置四个工艺物料接触管口:工艺物料液体进口,气相平衡口、工艺物料采出口、液相温度检测口。
所述采出再沸器5底部管箱设置有采出再沸器液相温度口6。
所述采出再沸器5底部管箱还设置有塔釜采出管线7,用于塔釜合格物料的采出。
实施例2
参照图2所示,本实施例与上述实施例的区别在于,所述的循环再沸器9直接通过管线与精馏塔1连接,所述的循环再沸器9为热虹吸再沸器或一次通过式再沸器;采出再沸器为容积式再沸器,筒体内壁抛光。
本发明还提供一种采用上述包含双再沸器的精馏装置脱除轻溶剂的方法,主要采用精馏塔、循环再沸器、采出再沸器、回流采出控制系统、冷凝器、产品接收罐以及之间的连接管路等共同来脱除塔釜采出馏份中的轻组分,其步骤如下:
(1)将需要分离的原料通过进料流量控制系统控制进料流量,原料流过塔顶换热器与塔顶蒸汽进行换热,在精馏塔中部进料;
(2)所述精馏塔进料的原料可以是含微量重组分的醇类、酯类、有机酸类等的原料。
(3)给循环再沸器供应热媒,开始加热精馏塔内物料,使得轻组分的蒸汽上升,通过塔顶回流采出控制系统控制物料回流返回精馏塔,回流液体使得全塔的填料完全润湿;
(4)当精馏塔内液位高于总液位的2/3时,打开采出再沸器气相管的阀门,使得采出再沸器与精馏塔塔釜压力平衡,然后打开采出再沸器液相管,精馏塔内液体流入到采出再沸器内,给采出再沸器供应热媒,将进入到采出再沸器的轻组分继续加热蒸发,当采出再沸器的液相温度达到合适温度后,关闭采出再沸器液相管阀门,继续加热至采出再沸器达到高点温度,打开塔釜采出管线上阀门将塔釜物料采出界区外。
该脱除轻溶剂的方法可以用于常压操作、减压操作也可以用于加压操作;对于常压沸点较高的介质采用减压操作,用于降低塔釜的操作温度,以防物料的高温分解或结焦;对于常压沸点较低的物料采用常压操作。
所述的精馏方法所处理的原料为含微量或少量重沸物的物料。所述精馏塔的进料为连续进料方式,塔釜的采出可以采用连续方式也可以采用间歇采出方式。
实施例3
下面以脂肪酸甲酯脱除重组份为例,对本发明做进一步解释,本实施例中的物料组成均为质量分数。
待分离的混合物为含重沸物的脂肪酸甲酯溶液,其中,脂肪酸甲酯的质量分数为95%,其他为甲醇及少量重沸物。将原料经原料泵加压以连续的形式进入有28块塔板数的精馏塔1的20块板。通过进料流量控制系统15控制原料的加入流量为1250kg/h。
精馏塔1的操作条件中塔顶的操作温度为190℃,操作压力为5Kpa,精馏塔1塔釜的操作温度为230℃,采出再沸器5液相温度约为245℃±10℃。换热器11的热流体入口与精馏塔的气相相连,由塔顶脂肪酸甲酯的蒸汽提供原料预热能量,原料进入精馏塔1时的温度为170℃。
物料在精馏塔1内进行气液热质传递,在精馏塔1塔顶得到合格的脂肪酸甲酯产品,流量为1200kg/h。
循环再沸器9为强制降膜再沸器,通过循环泵8完成循环,塔釜循环泵8的循环物料为富含脂肪酸甲酯的塔釜料,循环温度为230℃,循环量为20吨/h,采出再沸器底部物料间歇采出,约每8小时采出一次,采出物料中脂肪酸甲酯组份含量为5%-10%。
循环再沸器采用导热油加热,采出再沸器采用导热油加热。
实施例4
下面以脱除乙酸丙酯脱重组份为例,对本发明做进一步解释,本实施例中的物料组成均为质量分数。
待分离的混合物为含重沸物的乙酸丙酯溶液,其中,乙酸丙酯的质量分数为97.5%,其他为乙醇醇及少量重沸物。将原料经原料泵加压以连续的形式进入有32块塔板数的精馏塔1的22块板。通过进料流量控制系统15控制原料的加入流量为2300kg/h。
精馏塔1的操作条件中塔顶的操作温度为102℃,操作压力为常压,精馏塔1塔釜的操作温度为125℃,采出再沸器5液相温度约为130℃±5℃。换热器11的热流体入口与精馏塔的气相相连,由塔顶乙酸丙酯的蒸汽提供原料预热能量,原料进入精馏塔1时的温度为90℃。
物料在精馏塔1内进行气液热质传递,在精馏塔1塔顶得到合格的乙酸丙酯产品,流量为2250kg/h。
循环再沸器9为热虹吸式再沸器,循环物料为富含乙酸丙酯的塔釜料,循环温度为125℃,循环量为25.8吨/h,采出再沸器底部物料间歇采出,约每10小时采出一次,采出物料中乙酸丙酯组份含量控制在5%以内。
循环再沸器9采用蒸汽加热,采出再沸器5采用蒸汽加热。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许任何修改、等同变化或修饰,均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种包含双再沸器的精馏装置,其特征在于:包括精馏塔、循环再沸器、采出再沸器、换热器、冷凝器、回流采出控制系统以及产品接受罐,循环再沸器和采出再沸器分别和精馏塔的塔釜连接,采出再沸器与精馏塔之间设置有采出再沸器液相管及采出再沸器气相管,所述精馏塔与回流采出控制系统之间设置有原料换热器及冷凝器,产品接受罐与回流采出控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种包含双再沸器的精馏装置,其特征在于:所述精馏塔在塔釜设置有用于检测塔釜液位的塔釜液位计及用于检测塔釜气相温度的塔釜气相温度检测仪。
3.根据权利要求1所述的一种包含双再沸器的精馏装置,其特征在于:所述循环再沸器通过塔釜循环泵与精馏塔的塔釜连接。
4.根据权利要求1所述的一种包含双再沸器的精馏装置,其特征在于:所述精馏塔进料管线设置有进料流量控制系统。
5.根据权利要求1所述的一种包含双再沸器的精馏装置,其特征在于:所述的循环再沸器为强制循环再沸器、强制降膜再沸器、热虹吸式再沸器或一次通过式再沸器,所述循环再沸器换热管内壁抛光处理。
6.根据权利要求1所述的一种包含双再沸器的精馏装置,其特征在于:所述采出再沸器为浸没式列管式再沸器,所述浸没式列管式再沸器换热管内壁抛光处理,加热介质采用蒸汽加热或导热油加热。
7.根据权利要求1所述的一种包含双再沸器的精馏装置,其特征在于:所述的采出再沸器为容积式式再沸器,所述容积式再沸器筒体内壁抛光处理,加热介质采用蒸汽加热或导热油加热。
8.根据权利要求1所述的一种包含双再沸器的精馏装置,其特征在于:所述的采出再沸器底部管箱设置有采出再沸器液相温度口和塔釜采出管线。
9.一种采用权利要求1-8任意一项所述的包含双再沸器的精馏装置脱除轻溶剂的方法,其特征在于:包括以下步骤如下:
(1)将需要分离的原料通过进料流量控制系统控制进料流量,原料流过塔顶换热器与塔顶蒸汽进行换热,在精馏塔中部进料;
(2)给循环再沸器供应热媒,开始加热精馏塔内物料,使得轻组分的蒸汽上升,通过塔顶回流采出控制系统控制物料回流返回精馏塔,回流液体使得全塔的填料完全润湿;
(3)当精馏塔内塔釜液位高于限定液位时,打开采出再沸器气相管的阀门,使得采出再沸器与精馏塔塔釜压力平衡,然后打开采出再沸器液相管,精馏塔内液体流入到采出再沸器内,给采出再沸器供应热媒,将进入到采出再沸器的轻组分继续加热蒸发,当采出再沸器的液相温度达到达到重沸物混合物的饱和温度后,关闭采出再沸器液相管阀门,继续加热至采出再沸器达到高点温度,打开塔釜采出管线上阀门将塔釜物料采出界区外。
10.根据权利要求9所述的一种采用包含双再沸器的精馏装置脱除轻溶剂的方法,其特征在于:所述精馏塔的进料方式为连续进料方式,塔釜的采出采用连续采出方式或间歇采出方式。
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