CN101721825B - 一种多功能乙醇回收精馏设备 - Google Patents

Abstract

一种多功能乙醇回收精馏设备，整体结构为管状塔式结构，自下向上由水汽分离器、一级填料塔、中央通汽列管换热器、二级填料塔、中央通汽列管冷却器及塔顶封头组成；本发明结构简单，操作方便，连续生产，高效低耗，适用范围广。适用于乙醇及多种与水混溶溶剂的回收精馏。尤其适合用于-边使用乙醇加工提取，一边回收精馏乙醇进行循环使用的环境与场合。

Description

一种多功能乙醇回收精馏设备

技术领域

本发明涉及一种新型多功能乙醇回收精馏设备，适用于多种生产方式的乙醇回收精馏。 

背景技术

目前使用的乙醇回收精馏设备大都是塔釜式回收精馏装置，其结构是下部设置圆柱形的金属釜，釜内安装有盘管换热器或排管换热器，釜上部竖立填料塔，塔顶旁边另外设置冷却器。其操作方式是先将需回收精馏的冷稀醇注入釜内，然后将蒸汽送至换热器，通过换热器加热稀醇至产生蒸汽进入填料塔中进行乙醇回收精馏。当釜内液面降低时就需不断补充稀醇溶液，随着补充液的加入和乙醇的蒸发釜内乙醇含量就会不断发生改变，为了维持正常乙醇回收就要求随机改变操作。由于釜内的液体在未回收完乙醇前不能放出，导致釜内液体含醇量越来越少，回收效率越来越低，最后不得不把未彻底回收完乙醇的废水排出，造成浪费。因此塔釜式乙醇回收精馏装置存在热转换效率低，耗能高；间歇式工作，操作调整困难，生产效率低；残留水液中含醇高，回收不彻底等缺点。 

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种新型多功能乙醇回收精馏设备，是一种乙醇及多种与水混溶溶剂回收精馏的设备。结构简单，操作方便，连续生产，高效低耗，适用范围广。尤其适合用于一边使用乙醇加工提取，一边回收精馏乙醇进行循环使用的环境与场合。 

本发明的设计要点： 

1、改塔釜式为管状塔式一体化结构； 

2、改换热器单纯加热为冷却、加热互换式； 

3、改间歇操作为连续性工作方式； 

4、合理使用换热器残留蒸汽直接加温稀乙醇液的操作方式； 

5、合理安排提取生产与溶剂回收精馏同步工作和同步工作时的免加热模式； 

6，改造列管换热器和列管冷却器为中央通汽式列管换热器和中央通汽式列管冷却器。 

本发明的技术解决方案：一种新型多功能乙醇回收精馏设备，整体结构为管状塔式结构，自下向上由水汽分离器(8)、一级填料塔(18)、中央通汽列管换热器(2)、二级填料塔(5)、中央通汽列管冷却器(6)及塔顶封头(22)组成；水汽分离器(8)的底部连接有排水管(10)，一级填料塔(18)中设置有蒸汽直冲管(3)和残留汽体管(9)，中央通汽列管换热器(2)的上部设置有汽液分配室(19)，下部设置有汽液分离室(21)，汽液分配室(19)上连接有换热器入口(1)；中央通汽列管换热器(2)的侧壁上端连接有蒸汽入口/冷却水出口(11)，下端连接有残留蒸汽出口/冷却水入口(12)；中央通汽列管冷却器(6)的上端装有塔顶封头(22)，下端设置有乙醇回收室(24)，侧壁上端连接有冷却水出口(13)，下端连接有冷却水入口(14)，乙醇回收室(24)上连接有乙醇回收管(16)。 

所述中央通汽换热器(2)由中央通汽管(4)和列管换热器(20)构成，中央通汽管(4)位于列管换热器(20)的中央，且中央通汽管(4)的上端与二级填料塔(5)相通，下端与汽液分离室(21)相通；列管换热器(20)的侧壁上端设置有蒸汽入口/冷却水出口(11)，下端设置有残留蒸汽出口/冷却水入口(12)。 

所述中央通汽冷却器(6)由中央通汽管(7)和列管冷却器(23)构成，中央通汽管(7)位于列管冷却器(23)的中央，且中央通汽管(7)的上端与塔顶封头(22)相通，下端与二级填料塔(5)相通；列管冷却器(23)侧壁上端设置有冷却水出口(13)，下端设置有冷却水入口(14)。 

所述二级填料塔(5)内设置有乙醇分流管(15)和稀醇进液管(17)。 

所述二级填料塔(5)内设置有稀醇进液管(17)。 

本发明与现有技术相比具有的优点和效果： 

1、本发明采用将新型中央通汽式列管换热器设置在一级填料塔上部位置，新型中央通汽式列管冷却器设置在二级填料塔下部位置，将稀醇液以定量方式连续不断注入列管换热器，采用调整蒸汽流量、温度、压力以及在一级填料塔底部补充经换热器排出的残余蒸汽直接加温等手段，使降至塔底部的汽液分离器中的水液不含乙醇，并将不含乙醇的水液连续放出，使连续工作方式得以完成。由于采用了连续工作方式和精确定量以及采用残余蒸汽直接加温的新方法，实现了高效低耗，操作简便，乙醇回收率高之目的。 

2、本发明通过新型中央通汽列管换热器进行冷却、加热互换操作模式成功解决了乙醇提取加工与回收精馏同时进行这一难题。可把乙醇加工提取时所产生水醇蒸汽，直接注入中央通汽列管换热器的汽液分配室，通过分配器进入列管中，这时让冷水流过列管外壁进行冷却。被冷却后的水液和水醇共沸汽体进入汽液分离室，分离后的水液降到一级填料塔继续分离至无醇后，沉降到汽液分离器排出。而水醇共沸汽体通过中央通汽管升入二级填料塔进行精馏至符合要求，通过冷却放入储罐，循环使用。通过控制冷却水流量调整温度分离水醇，并给精馏提供必须的热量，完成免加温精馏的操作。 

3、本发明成功解决了因操作失误而产生的汽液分离器中待排废水含醇问题和精馏塔温度低的问题。本发明通过将水汽分离器8排出的含醇水液泵入中央通汽换热器入口重新加温精馏，或泵入在二级填料塔底部设置的稀醇进液管17进行精馏。当精馏温度低时，可将蒸汽通过一级填料塔下部设置的蒸汽直冲管3直接注入，直接加温精馏。 

4、本发明可通过乙醇放液管16将已回收的稀乙醇分流至乙醇分流管(15)再次进入二级填料塔5进行精馏，提高乙醇的浓度。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图， 

图2为本发明中央通汽列管换热器的结构示意图， 

图3为本发明中央通汽列管冷却器的结构示意图。 

具体实施方式

结合图1、2、3描述本发明的一种实施例。 

一种新型多功能乙醇回收精馏设备，整体结构为管状塔式结构，自下向上由水汽分离器8、一级填料塔18、中央通汽列管换热器2、二级填料塔5、中央通汽列管冷却器6及塔顶封头22组成；水汽分离器8的底部连接有排水管10，一级填料塔18中设置有蒸汽直冲管3和残留汽体管9，中央通汽列管换热器2的上部设置有汽液分配室19，下部设置有汽液分离室21，汽液分配室19上连接有换热器入口1；中央通汽列管换热器2的侧壁上端连接有蒸汽入口/冷却水出口11，下端连接有残留蒸汽出口/冷却水入口12；二级填料塔5内设置有乙醇分流管15和稀醇进液管17；中央通汽列管冷却器6的上端装有塔顶封头22，下端设置有乙醇回收室24，侧壁上端连接有冷却水出口13，下端连接有冷却水入口14，乙醇回收室24上连接有乙醇回收管16。 

中央通汽换热器2由中央通汽管4和列管换热器20构成，中央通汽管4位于列管换热器20的中央，且中央通汽管4的上端与二级填料塔5相通，下端与汽液分离室21相通；列管换热器20的侧壁上端设置有蒸汽入口/冷却水出口11，下端设置有残留蒸汽出口/冷却水入口12。 

中央通汽冷却器6由中央通汽管7和列管冷却器23构成，中央通汽管7位于列管冷却器23的中央，且中央通汽管7的上端与塔顶封头22相通，下端与二级填料塔5相通；列管冷却器23侧壁上端设置有冷却水出口13，下端设置有冷却水入口14。 

乙醇提取加工与回收精馏同时进行： 

将提取生产过程中所产生的水醇蒸汽(包括提取挥发，浓缩蒸发，残留物料稀醇回收)，经换热器上的入口1注入汽液分配室19通过分配器分配进入列管换热器20中的列管沿管壁下降，由冷却水入口12输入冷却水经列管外壁与管内水醇蒸汽进行冷却降温后，冷却水经冷却水出口11放出。精确控制冷却水的流量使水醇蒸汽降温至水中不含醇，水醇共沸蒸汽能满足精镏需要能量的程度。冷却后的水与水醇共沸汽体下降进入汽液分离室21经分离后，水液下降进入一级填料塔18继续分离至水中不含醇后，下降至汽液分离器8分离后，水由排水口10排出。水醇共沸汽通过中央通汽管4上升进入二级填料塔5进行精馏，待符合规定后，经中央通汽管7进入塔顶封头22，然后进入列管冷却器23进行冷却，冷却后的乙醇液经乙醇回收室24从乙醇放液管16放出，进储罐循环使用。 

操作失误时的补救措施：正常运行时只要控制好冷却水流量便可利用生产中产生的水醇蒸汽自身提供的热量完成回收精馏的运作。如果由于操作失误造成精馏温度低，不能正常工作时，利用在一级填料塔底部设有的蒸汽直冲管3直接冲入蒸汽提高温度，保证精馏回收正常运行。 

稀醇溶液的回收精馏过程： 

将生产过程中收集的稀醇输入换热器入口1进入汽液分配室19经液体分配器进入列管换热器20列管后，稀醇就会均匀的沿着列管内壁下降。由蒸汽入口11输入蒸汽加热列管内壁上的液体使其形成膜蒸发，残余蒸汽和冷凝水从残余蒸汽出口12排出。通过调整稀醇注入量和调整蒸汽压力及流量控制稀醇蒸发，其原则为下降至汽液分离器8底部的水液符合排放标准，而上升精馏的水醇共沸蒸汽热量能满足回收精馏的需要。被加热产生的水醇共沸蒸汽和水液降入汽液分离室21经分离后，水液流入一级填料塔继续分离至无醇后，经汽液分离器8分离从排水口10排出。水醇共沸蒸汽由中央通汽管4上升至二级填料塔5进行精馏至符合要求，醇蒸汽经中央通汽管7进入塔顶封头22后，再通过列管冷却器23冷却，冷却后的醇液流入乙醇回收室24从乙醇放液管16放出，备用或循环使用。 

残余蒸汽的合理使用：经残余蒸汽出口12排出的残余蒸汽，经过一级填料塔18下部的残余蒸汽入口9直接加入，进行加温精馏，减少能耗。 

当汽液分离器中待排废水含醇时，可通过将水汽分离器8排出的含醇水液泵入中央通汽换热器入口重新加温精馏，或泵入在二级填料塔底部设置的稀醇进液管17进行精馏。当精馏温度低时，可将蒸汽通过一级填料塔下部设置的蒸汽直冲管3直接注入，直接加温精馏。 

稀乙醇的再精馏过程：本发明还可通过乙醇放液管16将已回收的稀乙醇分流至乙醇分流管15再次进入二级填料塔5进行精馏，提高乙醇的浓度。 

Claims (3)

1.一种多功能乙醇回收精馏设备，包括二级填料塔(5)、汽液分离器(8)、一级填料塔(18)、列管换热器(20)、塔顶封头(22)及列管冷却器(23)，其特征是：所述设备为管状塔式结构，自下向上由汽液分离器(8)、一级填料塔(18)、中央通汽列管换热器(2)、二级填料塔(5)、中央通汽列管冷却器(6)及塔顶封头(22)组成；汽液分离器(8)的底部连接有排水管(10)，一级填料塔(18)中设置有蒸汽直冲管(3)和残留汽体管(9)，中央通汽列管换热器(2)的上部设置有汽液分配室(19)，下部设置有汽液分离室(21)，汽液分配室(19)上连接有换热器入口(1)；中央通汽列管换热器(2)的侧壁上端连接有蒸汽入口/冷却水出口(11)，下端连接有残留蒸汽出口/冷却水入口(12)；中央通汽列管冷却器(6)的上端装有塔顶封头(22)，下端设置有乙醇回收室(24)，侧壁上端连接有冷却水出口(13)，下端连接有冷却水入口(14)，乙醇回收室(24)上连接有乙醇回收管(16)；

所述中央通汽列管换热器(2)由第一中央通汽管(4)和列管换热器(20)构成，第一中央通汽管(4)位于列管换热器(20)的中央，且第一中央通汽管(4)的上端与二级填料塔(5)相通，下端与汽液分离室(21)相通；列管换热器(20)的侧壁上端设置有蒸汽入口/冷却水出口(11)，下端设置有残留蒸汽出口/冷却水入口(12)；

所述中央通汽列管冷却器(6)由第二中央通汽管(7)和列管冷却器(23)构成，第二中央通汽管(7)位于列管冷却器(23)的中央，且第二中央通汽管(7)的上端与塔顶封头(22)相通，下端与二级填料塔(5)相通；列管冷却器(23)侧壁上端设置有冷却水出口(13)，下端设置有冷却水入口(14)。

2.根据权利要求1所述的一种多功能乙醇回收精馏设备，其特征是：所述二级填料塔(5)内设置有乙醇分流管(15)和稀醇进液管(17)。

3.根据权利要求1所述的一种多功能乙醇回收精馏设备，其特征是：所述二级填料塔(5)内设置有稀醇进液管(17)。

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