CN102847333A - 减压短程分子蒸馏器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有机物料的蒸发装置，特别是一种减压短程分子蒸馏器。它包括加热容器罐，冷凝器，集液槽，冷媒排放管线，馏出物收集装置，动力泵的入料口与料液连通，动力泵与料液输送管线连通，料液输送管线的输出端口穿越蒸发体筒体与蒸发体的上端连通，蒸发体安放于冷凝器内壁构成的空间内，冷凝器内壁下端口与残液接收口相连通；冷凝器内壁上的集液槽与馏出物收集装置连通。本发明中动力泵将料液输往蒸发体之外，气化蒸发的料液被冷凝器内壁进行降温液化被馏出物收集罐所收集，料液在短时间内实现短程高纯蒸发，避免因受热时间及流程距离过长而导致对料液的热解破坏、避免料液短路蒸发、避免蒸发体因放热而凝结形成的坚硬固相物。

Description

减压短程分子蒸馏器

技术领域

本发明涉及有机物料的蒸发装置，特别是一种减压短程分子蒸馏器。

背景技术

蒸馏是一种简单而高效的物理液液提纯分离或固液提纯分离的方法，它是在一定气压并伴有一定热量的条件下所发生的液体气化现象，而气化后的液体在低温遇冷的条件下又发生还原成液体的现象，本述两种现象之和即为蒸馏。

抑制坚硬固相物生成和清除已生成的坚硬固相物，是蒸馏装置运行及保养中的一大难题，清除精密部件上的坚硬固相物是维护保养中的更大难题，稍加不慎或清理次数过多，即会影响精密部件的精度甚至使其报废。

工业化蒸馏提纯工作应该是一种增值的加工活动，而对于高沸点、热敏性要求较高、内含较多杂质且加工附加值较低的料液而言，通过现有蒸馏提纯技术进行提纯分离而实现明显的经济效益是目前蒸馏提纯领域的一项重大难题，其主要原因在于：

因较大程度的热解破坏，使馏出物的内部结构品质下降。

容易造成短路蒸发。

装置造价太高且产能太低。

在装置结构的复杂区域使用了受热蒸发方式，非常容易生成坚硬固相物且清除困难。

现有技术中有如下四种较典型蒸馏加工装置：

1、普通的减压蒸馏装置：

装置的结构是在装有料液容器的上部设置有馏出物出口，为了避免涨锅物出现，料液的充装量在容器容积的二分之一以下，在容器的外部或内部设置有放热体。该装置的缺点：料液在放热体高温的作用下，所产生的高温气化馏出物不但需要克服馏出物出口的垂直角度，还要克服料液液面距馏出物出口的流程距离，而液面以下的料液在静压下又抑制了蒸发，由此不但需要消耗较大热能，所得馏出物因遭遇过多的热解破坏导致其品质下降，最终很难实现经济效益。

2、中国专利（专利号CN 101732881 A）公开了一种分子蒸馏器：它的结构是蒸馏器筒体的做功部分由圆形垂直夹套组成，在夹套中有热媒导热油为放热体，在夹套筒体内设置有冷凝器，在夹套筒体内壁至冷凝器之间设置有由上下法兰、立柱及刮板条组成的转笼装置，在夹套筒体上部设置有上法兰、物料进口、与转笼装置连接的转轴、减速机及电动机，在夹套筒体下部分别设置有真空口、斜槽、重油出口、轻油收集槽、轻油出口等，该装置冷凝管的外侧管壁与筒体内壁之间的径向距离设置为3.6cm ～4.2cm。筒体的内径设置在460mm～580mm之间，筒体内工作部分长度设置在1.3m～1.8m之间。该装置的缺点是：因其紧凑精密性较高及小型化，很难实现长时间高产能的加工模式，不适应加工高沸点、热敏性要求较高、内含较多杂质且加工附加值较低的料液，否则：因冷凝管的外侧管壁与筒体内壁之间的径向距离设置仅为3.6cm ~4.2cm，在夹套筒体内壁至冷凝器之间设置有由上下法兰、立柱及刮板条组成的转笼装置，由此非常容易使料液液滴由筒体内壁飞溅至冷凝管的外侧管壁之上，由此形成短路蒸发；因料液内含较多的杂质势必会在较短的工作时间内所产生的固相物将装置的紧凑精密空间进行污浊破坏，使装置在较短的工作时间内进入较长的检修周期中。因装置的小型化，势必造成装置的加工效率低。因装置结构比较复杂，势必造成装置的制造成本及维护成本过高。

综上所述：因装置的检修周期长，势必将缩短装置的生产周期，加之加工效率低等因素，最终会导致加工费用过高而很难体现料液加工的经济效益。

3、中国专利（专利号CN 1583207 A）公开了一种内循环降膜式蒸馏设备：

它的结构是锅体的下部设置有热媒夹层，中上部设置有冷媒夹层，上部设置有锅盖，锅体内的下部充装有料液并设置有轴流泵，轴流泵通过循环管与锅体上部的分散原件连通，在分散原件下部设置有外壁与热媒连通的液体分配器，在液体分配器的外部对应锅体中上部的冷媒夹层，在锅体中上部冷媒夹层的内壁下部设置有馏出液集液槽和流出管，锅体内部气压处于真空状态，液体分配器的外壁为蒸发面，锅体中上部设置的冷媒夹层内壁为冷凝面。

本装置存在如下的缺点：通过喷淋式的分散原件将被加热后的料液喷洒在液体分配器之上，加之在液体分配器与冷凝面之间没有料液液滴飞溅遮挡装置，由此非常容易使料液液滴由液体分配器飞溅至冷凝面之上，由此形成短路蒸发。

基于分散原件的运用，使装置的结构不但复杂，还容易发生液滴飞溅。因液体分配器既是蒸发体又是放热体、放热面是自然放热蒸发，没有刮板条等抑制结焦措施，因此液体分配器的蒸发面在较短的工作周期内必然形成难于清除的坚硬固相物。因蒸发面与冷凝面的距离比较短，又增加了清除固化物的工作难度，由此延长了检修周期。

综上所述：因装置的结构所致，在加工高沸点、热敏性要求较高、内含较多杂质且加工附加值较低的料液时，必然形成工作周期短，检修周期长，由此势必会导致加工费用过高而很难体现料液加工的经济效益。

4、中国专利（专利号CN 101822909 A）公开了一种热管式刮膜短程蒸馏器：

本装置的主要结构是蒸馏器筒体的中上部设置有冷却介质夹套，在该夹套下部和上部分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口。蒸馏器筒体的上部分别设置有进料口、转轴、动密封、机架、减速机和电机。蒸馏器筒体的下部分别设置有轻组份收集槽、轻组份出口和真空出口。蒸馏器筒体的下端中部与插入其内部的热管连接，下端侧部与重组份出口连通。插入蒸馏器筒体部分的热管为蒸发面，蒸馏器筒体的内壁为冷却面，在蒸发面与冷却面之间安装有与转轴连接的刮膜装置，在刮膜装置的上部设置有与进料口连通的料液分布器。在热管的内部安装有与温控仪连接的热电偶。在热管的下部外端设置有受温控仪控制的电热原件。热管是一种超导热元件。

本装置存在如下缺点： 

在蒸发面与冷却面之间安装有与转轴连接的刮膜装置，在刮膜装置的上部设置有进料口，在刮膜装置的下部设置有料液分布器，在刮膜装置的旋转下，非常容易使料液液滴由蒸发面飞溅至冷却面之上，由此形成短路蒸发；将超导热元件应用到蒸馏领域，由此将大幅增加蒸馏装置的成本；因装置结构比较复杂，势必造成装置的制造成本及维护成本过高；如果将本装置用于具有规模的工业化生产场合，那么热管的长度应该在几米以上，几米以上长度的超导热元件热管在与料液接触换热后的某部位很难达到预期的恒定温度；如果热管温度低于料液温度，那么热管及其它电热装置将失去其作用，因为通过一段时间的料液循环，可以使无热源的蒸发面温度等于或接近于料液温度；如果热管温度高于料液温度，那么蒸发面与料液之间在受热蒸发的工况下，热管将很快凝结形成难于清除的坚硬固相物。

综上所述：因装置的结构所致，必然形成装置成本高、结构繁琐且实用效果不明显等弊端，很难体现料液加工的经济效益。

本述内容中：

料液是指待蒸馏提纯的物料，既：馏出物产品的原料。

馏出物：经加热气化分离由馏出物出口得到的纯净馏份，既：主产品。

涨锅物：经加热气化分离由馏出物出口得到的携有泡沫产物，既：不合格产品。

残液：经蒸馏提纯分离后剩余的液相流体料液，既：中间产品或终端副产品。

受热蒸发：在高于料液温度的蒸发体上产生的蒸发现象。

自然蒸发：在等于或低于料液温度的蒸发体上产生的蒸发现象。

短路蒸发：待蒸馏提纯的料液，因故在未经过气化蒸发而被馏出物收集机构所收集的现象。

固相物：经蒸馏提纯分离后剩余的固相物料，该固相物料由两种工况条件形成，既：因受热蒸发而凝结形成的坚硬固相物和因自然蒸发后所剩余的松软固化物，它们均是蒸馏装置运行的障碍。

静压：流体在静止时液面以下所产生的压力，流体液面以下越深，所产生的压力越大。

流程距离：料液液面距可以收集气化馏出物的水平、向上倾斜或垂直的距离。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术之不足，而提供一种布局简单实用、抑制短路蒸发、抑制形成坚硬固相物、能耗低、加工效率高、工作周期长，运行成本低的减压短程分子蒸馏器。

本发明解决其技术问题采用如下技术方案：

一种减压短分子蒸发装置，包括加热容器罐，料液，放热体，动力泵，料液输送管线，冷凝器，蒸发体，集液槽，冷媒排放管线，馏出物收集装置；所述料液与放热体接触换热；所述动力泵的入料口与料液连通，该动力泵的排料口与料液输送管线连通，该料液输送管线的输出端口自下而上穿越蒸发体筒体与蒸发体的上端连通，该蒸发体安放于冷凝器内壁构成的空间内，所述冷凝器内壁下端口与残液接收口相连通；所述冷凝器内壁的上端呈封闭结构；所述冷凝器内壁上的集液槽与馏出物收集装置连通。

采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，通过动力泵将受热后的料液输往安放于冷凝器内壁构成空间内的蒸发体上端之外，使料液沿蒸发体外壁自上向下流淌蒸发，经气化蒸发的料液被冷凝器内壁进行降温液化，经集液槽被馏出物收集罐所收集，由此可使料液在短时间内实现短程高纯蒸发，可以避免因受热时间及流程距离过长而导致对料液的过度热解破坏、避免料液短路蒸发、避免蒸发体因放热而凝结形成的坚硬固相物，由此实现较低的运营费用，节约蒸发制热能和冷凝制冷能，尤其适用于对热敏性要求高、内含较多杂质且加工附加值较低的料液蒸馏。

本发明的优选方案是：

所述在蒸发体与冷凝器内壁之间设置有遮挡体。

所述冷凝器内壁下端口与加热容器罐的残液接收口相连通；该加热容器罐内盛装有料液，该料液内设置有放热体。

所述冷凝器内壁下端口与残液容器罐的残液接收口连通。

所述动力泵是液下泵。

所述动力泵是容积式液下泵。

所述动力泵是罗茨式液下泵。

所述料液输送管线通过变径输出管线自下而上穿越蒸发体筒体与蒸发体上端连通。

所述在变径输出管线内设置有多孔分割均化板。

所述冷媒排放管线一端与冷媒出口连通，另一端与料液入口阀门连通。

所述冷凝器内壁的上端连接有顶层遮挡体；该顶层遮挡体套装在所述蒸发体外部。

所述顶层遮挡体的下方设置有层叠遮挡体，该层叠遮挡体的最底层置于蒸发体下端的蒸发体支撑座之上。

所述遮挡体呈倾斜状态装在蒸发体的外部；该遮挡体与蒸发体的连接端至遮挡体的延伸端呈向上倾斜的结构设置。

所述遮挡体通过定位间隔板与蒸发体连接。

所述加热容器罐包括一级加热容器罐和二级加热容器罐；所述动力泵包括一级动力泵和二级动力泵，所述馏出物收集装置包括轻组份收集罐、中组份收集罐和重组份收集罐，所述一级加热容器罐的上方通过馏出物出口封罩及轻组份管线与轻组分收集罐连通，一级加热容器罐内的一级动力泵通过一级料液输送管线与二级加热容器罐上方的一级短程蒸发装置中的一级蒸发体连通；二级加热容器罐内的二级动力泵通过二级料液输送管线与二级短程蒸发装置中的二级蒸发体连通，二级短程蒸发装置的下方连接残液容器罐；二级加热容器罐的

上方通过一级短程蒸发装置中的馏出物出口及中组份管线与中组份收集罐连通；二级短程蒸发装置通过二级短程蒸发装置中的馏出物出口以及重组份管线与重组份收集罐连接；所述重组份收集罐、中组份收集罐和轻组份收集罐三者的上方分别通过多级废气排放管线连通与真空泵连通。

所述馏出物收集装置包括重组份馏出物收集罐、中组份馏出物收集罐和轻组份馏出物收集罐；所述冷凝器内壁上的馏出物出口顺次与馏出物收集管线、中组份液化管线和轻组份气液管线连通，馏出物收集管线与中组份液化管线之间装有重组份液化分离器，重组份液化分离器通过重组分液相冷凝器与重组份分离收集罐连通；中组份液化管线与轻组份气液管线之间装有中组份液化分离器，中组份液化分离器通过中组份液相冷凝器与中组份馏出物收集罐连通；轻组份气液管线通过轻组份气液冷凝器与轻组份馏出物收集罐连通，轻组份馏出物收集罐的上方通过废气排放管线与真空泵连通。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图中部件连接结构示意图。

图2是本发明实施例1结构示意图中零件连接结构示意图。

图3是蒸发体与冷凝器内壁的俯视结构示意图。

图4是定位间隔板与遮挡圈连接的结构示意图。

图5是蒸发体与遮挡圈连接的俯视结构示意图。

图6是本发明实施例2的结构示意图。

图7是本发明实施例3的结构示意图。

图8是本发明实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详述本发明：

实施例1：

一种减压短程分子蒸馏器，参见附图1至附图5；图中：加热容器装置1，输送装置2，短程蒸发装置3，馏出物收集装置4；加热容器罐101，料液入口102，残液接收口103，支架104，放热体105，动力泵入口106，残液排放口阀门107，加热罐残液排放口108，料液109，液位计110，温度表111，料液入口阀门112，动力泵201，料液输送管线202，变径输出管线203，多孔分割均化板204，馏出物出口301，冷媒入口302，冷媒外套303，冷凝器内壁304，层叠遮挡体305，定位间隔板3051，封罩306，顶层遮挡体307，冷媒出口308，蒸发体309，集液槽310，冷媒排放管线311，蒸发体支撑座312，冷凝器内壁下端口313，冷凝器支撑座314。

本实施例中，加热容器罐101是一个罐体容器，安放在支架104之上，其上部分别设置有温度表111、动力泵入口106、残液接收口103、料液入口102和与其连接的料液入口阀门112，其下部设置有加热罐残液排放口108和残液排放口阀门107，一端端部设置有液位计110，其内中下部设置有盘管形式的放热体105，该放热体105两端的进口及出口设置在加热容器罐101的另一端端部，其内中部以下盛装有料液109。

输送装置2是由动力泵201，料液输送管线202，变径输出管线203和设置于变径输出管线203内部的多孔分割均化板204组成。

短程蒸发装置3由馏出物出口301，冷媒入口302，冷媒外套303，冷凝器内壁304，层叠遮挡体305，定位间隔板3051，封罩306，顶层遮挡体307，冷媒出口308，蒸发体309，集液槽310，冷媒排放管线311，蒸发体支撑座312，冷凝器内壁下端口313，冷凝器支撑座314组成。

蒸发体309是一个垂直角度安装不具放热功能的筒体，它即可以由普通碳钢材料制作，还可以由其他金属材料制作，其外部下端设置有水平分布的蒸发体支撑座312，其上端与筒体内部由下至上通过几次加大直径的变径输出管线203的上端连通。

变径输出管线203是指其变径输出管线203的出口端通径大于现有动力泵201排料口的公称通径。

冷凝器内壁304是一个垂直角度的筒体，其上端和下端均安装有法兰盘，其内部下端设置有水平分布的冷凝器支撑座314，在该支撑座上方连接有集液槽310，该集液槽310与设置于冷凝器内壁304外部下方的馏出物出口301连通，在冷凝器内壁304外部设置具有与其内壁保持一定距离的冷凝器外套303，在外套的下部和上部分别连通有冷媒入口302和冷媒出口308，由此构成冷凝器，如本述构成冷凝器的冷却效果达不到预期要求时，可以在馏出物流通管线中再附加其它冷凝器。封罩306安装于冷凝器内壁304的上端将冷凝器内壁304的上端口封闭。

料液109与放热体105接触换热；动力泵入口106与料液109连通，动力泵201的排料口与料液输送管线202连通，料液输送管线202的输出端口自下而上穿越蒸发体309并与蒸发体309的上端连通，蒸发体309安放于冷凝器内壁304构成的空间内，冷凝器内壁下端口313与残液接收口103相连通；冷凝器内壁304的上端呈封闭结构；冷凝器内壁304上的集液槽310与馏出物收集装置4连通。

本实施例的优选结构是：在蒸发体309与冷凝器内壁304之间设置有遮挡体；冷凝器内壁下端口313与加热容器罐101的残液接收口103相连通；加热容器罐101内盛装有料液109，料液109内设置有放热体105；动力泵201是液下泵；动力泵201是容积式液下泵；动力泵201是罗茨式液下泵。遮挡体避免沿蒸发体309外壁自上向下流动的料液109因故产生飞溅而导致短路蒸发。

液下泵是由动力输入、密封、大盖、传动及泵头等机构组成，大盖安装于动力泵入口106之上，泵头通过传动机构插入加热容器罐101的内部，泵头的入料口与料液109连通，排料口与料液输送管线202的进口连通。

液下泵是指将泵头置入加热容器罐101内部进行工作的泵，常规下泵头应该置入料液109的液下进行料液109的输送工作，但是通过将泵头的入料口与料液109连通的吸料管线的辅助，即便泵头在料液109的液上，也能实现料液109的输送工作。

容积式液下泵是指在满足前述液下泵的前提下，而泵头是通过利用泵缸内容积变化来输送液体的泵。

罗茨式液下泵是指在满足上述液下泵界定依据的前提下，而泵头是由罗茨泵的结构特征并由罗茨泵的工作原理来输送液体的泵，罗茨泵是容积泵的其中一种。动力泵201是液下泵，能够在最少热量损耗的工况下实现料液109输送。

动力泵201是容积式液下泵，能够降低因气蚀给输送泵的输送性能带来的损害。

动力泵201是罗茨式液下泵，能够降低因气蚀给输送泵的输送性能带来的损害。

料液输送管线202通过变径输出管线203通过几次加大直径的变径后自下而上穿越蒸发体309筒体与蒸发体309上端连通。在变径输出管线203内设置有多孔分割均化板204。变径输出管线203通过加粗管线直径，可以将料液109的运行速度降低，多孔分割均化板204可以将加粗管线直径内的料液109进行分隔均化，在快速供料速度的工况下避免因供料而导致短路蒸发现象的发生。

冷媒排放管线311一端与冷媒出口308连通，另一端与料液入口阀门112连通。冷凝器内壁304的上端口连接有顶层遮挡体307；顶层遮挡体307套装在蒸发体309外部。

顶层遮挡体307的下方设置有层叠遮挡体305，层叠遮挡体305的最底层置于蒸发体309下端的蒸发体支撑座312之上。遮挡体呈倾斜状态装在蒸发体309的外部；遮挡体与蒸发体309的连接端至遮挡体的延伸端呈向上倾斜的结构设置。遮挡体通过定位间隔板3051与蒸发体309连接。

本实施例中顶层遮挡体307是一个上口大下口小的锥形管状体，其下口内径大于蒸发体309的外部直径，其上口端与封罩306的内部下方连接。

本实施例中层叠遮挡体305是一个上口大下口小的锥形管状体，其下口内径大于蒸发体309的外部直径，在其锥形斜面的上部设置有垂直的定位间隔板3051，定位间隔板3051的垂直高度尺寸决定层叠遮挡体305它们之间的垂直高度距离，定位间隔板3051的垂直内径尺寸略小于层叠遮挡体305下口内径尺寸，定位间隔板3051的垂直内径接触面与蒸发体309的外部基本接触，它们逐层安放于蒸发体支撑座312之上。

本实施例中遮挡体安装于蒸发体309与冷凝器内壁304之间，它是由蒸发体309的连接端至遮挡体向外的延伸端呈向上倾斜的形体组成，在向上倾斜的形体之间同时形成向上倾斜的缝隙，以此实现遮挡由蒸发体309向外飞溅料液109液滴，通透流通气相分子的效果，蒸发体309外壁的料液109在受重力的影响下，必然形成自上向下的流通走势，当料液109因故发生飞溅时，可以通过由蒸发体309的连接端至遮挡体向外的延伸端呈向上倾斜的形体，将料液109进行遮挡拦截，料液109在足够的气压环境及热能作用下，必然形成适量的向外飘逸向上走势的气相分子，气相分子穿越上述缝隙可顺利被冷凝器内壁304液化，遮挡体只要在遵循上述特征的前提下，也可以由多种形式组成。

遮挡体是指用于遮挡由蒸发体309向外飞溅料液109液滴的部件，它们不仅局限于本实施例出现的形状及布局，可以由任何可以遮挡飞溅料液109液滴的形状及数量组成，还可以将其安放于蒸发体309周边的任何位置，无论是顶层遮挡体还是层叠遮挡体，它们都属于遮挡体所包含的范围。

蒸发体支撑座312为层叠遮挡体305的下止点，层叠遮挡体305依次套装在蒸发体309之外，安放于蒸发体支撑座312之上，直到最上层层叠遮挡体305接近于顶层遮挡体307为止，将套装层叠遮挡体305的蒸发体309通过蒸发体支撑座312与冷凝器支撑座314之间的相互稳合连接，安放于冷凝器内壁304的内部。

加热容器罐101内设置有放热体105并盛装有约占其容积二分之一的料液109， 动力泵201的入料口通过吸料管线与加热容器罐101内的料液109连通，动力泵201的排料口通过料液输送管线202自下而上穿越蒸发体筒体与蒸发体309的上端连通，蒸发体309安放于由冷凝器内壁304构成的空间内，集液槽310安装于冷凝器内壁304的中下端并通过馏出物出口301与馏出物收集装置连通，冷凝器内壁下端口313与残液接收口103相连通。

本实施例中的馏出物收集装置是由馏出物收集罐、真空泵409、馏出物收集管线401及废气排放管线408组成，馏出物收集罐是由罐体及插入适当深度的进口和出口组成，馏出物收集管线401的进口与馏出物出口301连通，其出口与馏出物收集罐的进口连通，废气排放管线408的进口与馏出物收集罐的出口连通，其的出口与真空泵409的进口连通。

通过真空泵409的运行，使上述系统保持真空减压状态。

通过放热体105使料液109的温度能够达到在其减压短程下，能够发生预期蒸发的所需温度。

通过冷凝器内壁304外部的冷媒使冷凝器内壁304与受热后的蒸发体309之间形成温差。

通过动力泵201将受热后的料液109缓慢供往蒸发体309的上端，使高温料液109以较薄油膜的形态沿蒸发体309的外壁自上向下流动，在此工况下，蒸发体309的温度将不断与料液109的温度相接近，直到其温差达到平衡状态。

供料速度不易过快，以避免因供料而导致短路蒸发现象的发生。

此时的高温料液109在突破静压约束的工况下，开始发生自然蒸发现象，由此形成向外飘逸的气相分子，在足够热能的驱动下，向外飘逸的气相分子逐渐增多，飘逸的流程距离逐渐延长。

在重量的约束下，垂直向上飘逸的气相分子距离最短，而蒸发体309外壁与冷凝器内壁304之间的距离不但较短而且呈水平方向，由此为飘逸至冷凝器内壁304之处的料液109气相分子提供了优越的条件。

在冷凝器内壁304与受热后的蒸发体309之间温差的作用下，使飘逸至冷凝器内壁304之处的料液109气相分子冷凝液化成为液相馏出物，顺延冷凝器内壁304向下流淌至集液槽310内经由馏出物出口301、馏出物收集管线401被馏出物收集罐所收集，不能被冷凝液化的气相介质经由废气排放管线、真空泵排往外界。

高温料液109以较薄油膜的形态沿蒸发体309的外壁自上向下流动，其中的一部分发生气化蒸发，而另一部分不发生气化蒸发的料液109顺延蒸发体309的外壁经由冷凝器内壁下端口313进入残液接收口103。

残液接收口103下端与容器罐连通，根据工作意图确定该容器罐的属性，如果进入残液接收口103的料液109需要再提纯，那么残液接收口103下端的容器罐是加热容器罐101，由此实现往复受热往复蒸发提纯，如果进入残液接收口103的料液109不需要再提纯，那么残液接收口103下端的容器罐可以是残液容器罐116。

上述无论是冷凝器内壁304和蒸发体309它们均不具放热功能，由此在其上不会凝结形成坚硬固相物，上述无论是液相馏出物还是不发生气化蒸发的料液109，它们的共性均是顺延冷凝器内壁304和蒸发体309外壁由上向下流动，由此在冷凝器内壁304和蒸发体309之上形成的因自然蒸发后所剩余的松软固化物，在由上向下流动液体的冲刷下，非常容易剥离滑落，最终使减压短程分子蒸馏器实现较长的运行周期、较低的运营维护费用。

通过上述装置配置及操作工艺，可使料液109在短时间内实现短程高纯蒸发，可以避免因受热时间及流程距离过长而导致对料液109的过度热解破坏、避免料液109短路蒸发、避免蒸发体309因放热而凝结形成的坚硬固相物，由此实现较低的运营费用，节约蒸发制热能和冷凝制冷能，为对热敏性要求高、内含较多杂质且加工附加值较低的料液109蒸馏开拓一条可行之路。

为了便于了解加热容器装置1内的工作信息，在加热容器罐101的端部及上部分别安装有液位计110和温度表111。

料液109内设置有放热体105，放热体105使料液109可以实现往复受热往复提纯；因放热体105置于料液109的下方，在静压下可最大化避免在放热体105之上因受热蒸发而凝结形成坚硬固相物。放热体105为外热式放热，清除固相物的工作人员可利用加热容器罐101与放热体105之间的空间，清除放热体105之上和加热容器罐101之内的固相物，由此为清除固相物提供了极大的方便。

冷凝器内壁下端口313与残液容器罐116的残液接收口103连通，能够简化装置结构。

层叠遮挡体305的最底层置于蒸发体309下端的蒸发体支撑座312之上，由此实现全方位避免沿蒸发体309外壁自上向下流动的料液109因故产生飞溅而导致短路蒸发。遮挡体通过定位间隔板3051与蒸发体309连接。

遮挡体呈倾斜状态装在蒸发体309的外部；遮挡体与蒸发体309的连接端至遮挡体向外的延伸端呈向上的倾斜状态设置，由此既明确了遮挡体的必备要素，又没有更多地限定遮挡体的具体形状，由此为遮挡体的制造者提供了制造依据及扩展空间。

实施例2：

参见附图7，图中： 料液入口102，残液接收口103，支架104，放热体105，动力泵入口106，残液排放口阀门107，加热罐残液排放口108，料液109，液位计110，温度表111，料液入口阀门112，一级加热容器罐113，二级加热容器罐114，馏出物出口封罩115，残液容器罐116，一级动力泵205，二级动力泵206，一级料液输送管线207，二级料液输送管线208一级短程蒸发装置315，二级短程蒸发装置316，真空泵409，轻组份管线414，中组份管线415，重组份管线416，轻组份收集罐417，中组份收集罐418，重组份收集罐419，多级废气排放管线420。

本实施例中，一级加热容器罐113和二级加热容器罐114与实施例1中的加热容器装置1的结构相同，一级短程蒸发装置315和二级短程蒸发装置316分别与实施例1中的短程蒸发装置3的结构相同。

一级加热容器罐113的上方通过馏出物出口封罩115及轻组份管线414与轻组分收集罐417连通，一级加热容器罐113内的一级动力泵205通过一级料液输送管线207与二级加热容器罐114上方的一级短程蒸发装置315中的蒸发体309连通；二级加热容器罐114内的二级动力泵206通过二级料液输送管线208与二级短程蒸发装置316中的蒸发体309连通，二级短程蒸发装置316的下方连接残液容器罐116；二级加热容器罐114的上方通过一级短程蒸发装置315中的馏出物出口301及中组份管线415与中组份收集罐418连通；二级短程蒸发装置316通过二级短程蒸发装置316中的馏出物出口301以及重组份管线416与重组份收集罐419连接；

重组份收集罐419、中组份收集罐418和轻组份收集罐417三者的上方出口分别通过多级废气排放管线420与真空泵409的进口连通。

残液容器罐116是一个桶式容器，上部是残液接收口103。残液容器罐116上方连接二级短程蒸发装置316。

本实施例不限于上述所列举，还可以存在三个以上的加热容器罐、三个以上的短程蒸发装置，均以本实施例的排列方式布置。

一级短程蒸发装置315与二级加热容器罐114的残液接收口连通，二级短程蒸发装置316与残液容器罐116的残液接收口103连通，一级加热容器罐113的残液接收口与由馏出物出口和封头组成的馏出物出口封罩115的封头端连通。

通过一级料液输送管线207，将一级加热容器罐113内的料液109输往一级短程蒸发装置315内，通过二级料液输送管线208，将二级加热容器罐114内的料液109输往二级短程蒸发装置316内，由此形成一条串联结构的流水线。

本实施例不限于动力泵201为一个短程蒸发装置3提供料液109输送，也可以为多个短程蒸发装置3提供料液输送。

动力泵201是指使料液109循环流动的泵。

一级加热容器罐113和二级加热容器罐114是指盛装料液109或残液的容器。

残液容器罐116是指盛装残液的容器。

放热体105是指使料液109受热的放热装置，包括：盘管式热载体放热装置、电热式放热装置、燃料燃烧式放热装置等。

本实施例中，短程蒸发装置3所使用的冷媒既可以使用预蒸馏料液109，还可以使用水等液体换热介质，也可以使用外界环境的空气，如果使用外界环境的空气做冷媒，那么可以去除装置的冷媒入口302、冷媒外套303和冷媒出口308，如果使用预蒸馏料液109做冷媒进行冷凝换热并实现热能再利用，那么可以将冷媒排放管线311的出口与料液入口阀门112进行连通。

本实施例中，加热容器装置1是由加热容器罐101，料液入口102，残液接收口103，支架104，放热体105，动力泵入口106，残液排放口阀门107，加热罐残液排放口108，料液109，液位计110，温度表111，料液入口阀门112，一级加热容器罐113，二级加热容器罐114，馏出物出口封罩115和残液容器罐116组成。

将料液109内的轻组份馏出物、中组份馏出物和重组份馏出物进行蒸馏提纯时，那么也可以分别将一级加热容器罐113和二级加热容器罐114内料液109的温度，恒定在减压短程下致中组份和重组份蒸发所需的温度范围内。

一级加热容器罐113内料液109的轻组份，在减压短程下致中组份蒸发所需温度的料液109中，将突破静压和较长的垂直流程距离约束，由液相形态变成气相形态并由馏出物出口封罩115的馏出物出口向外排放，在轻组份管线414冷却的条件下被冷却液化并被轻组份收集罐417所收集。

一级加热容器罐113内料液109经由一级料液输送管线207被送往二级加热容器罐114之上的一级短程蒸发装置315的顶端，沿蒸发体309的外壁自上而下流动，此时料液109中的中组份，在突破静压约束的前提下，料液109内的中组份气相分子开始大量向外飘逸，在冷凝器内壁304与受热后的蒸发体309之间温差的作用下，使飘逸至冷凝器内壁304之处的料液109中组份气相分子冷凝液化成为液相中组份馏出物，并沿冷凝器内壁304向下流动经由集液槽310由馏出物出口301向外排放，在中组份管线415冷却的条件下再次被冷却并被中组份收集罐418所收集。

经中组份蒸馏提纯后的料液109经由冷凝器内壁下端口313通过残液接收口103落入二级加热容器罐114内，继续接受加温致重组份在减压短程下蒸发所需的温度范围内。

二级加热容器罐114内料液109在输送装置2的作用下，经由二级料液输送管线208被送往残液容器罐116之上的二级短程蒸发装置316的顶端，沿蒸发体309的外壁自上向下流动，此时料液109中的重组份，在突破静压约束的前提下，料液109内的重组份气相分子开始大量向外飘逸，在冷凝器内壁304与受热后的蒸发体309之间温差的作用下，使飘逸至冷凝器内壁304之处的料液109重组份气相分子冷凝液化成为液相重组份馏出物，并沿冷凝器内壁304向下流动经由集液槽310由馏出物出口301向外排放，在重组份管线416冷却的条件下再次被冷却并被重组份收集罐419所收集。

经重组份蒸馏提纯后的料液109经由冷凝器内壁下端口313和残液接收口103落入残液容器罐116内。

为了使系统持续运行，新的料液109可以通过一级加热容器罐113的料液入口阀门112进行适量匀速补加输入。

实施例3：

参见附图6，图中：馏出物出口301，馏出物收集管线401，重组份液相冷凝器402，重组份分离收集罐403，中组份液相冷凝器404，中组份馏出物收集罐405，轻组份气液冷凝器406，轻组份馏出物收集罐407，废气排放管线408，真空泵409，轻组份气液管线410，中组份液化分离器411，中组分液化管线412，重组份液化分离器413。

本实施例中的加热容器装置与实施例1中的加热容器装置1结构相同，短程蒸发装置与实施例1中的短程蒸发装置3相同。

本实施例中，馏出物收集装置4由重组份分离收集罐403、中组份馏出物收集罐405和轻组份馏出物收集罐407组成。短程蒸发装置3与加热容器装置的连接方式同实施例1中的短程蒸发装置与加热容器装置的连接方式。

短程蒸发装置中的馏出物出口301顺次与馏出物收集管线401、中组份液化管线412和轻组分气液管线410连通，馏出物收集管线401与中组份液化管线412之间装有重组份液化分离器413，重组份液化分离器413通过重组分液相冷凝器402与重组份分离收集罐403连通；

中组份液化管线412与轻组份气液管线410之间装有中组份液化分离器411，中组份液化分离器11通过中组份液相冷凝器404与中组份馏出物收集罐405连通；轻组份气液管线410通过轻组份气液冷凝器406与轻组份气液冷凝器407连通，轻组份馏出物收集罐407的上方通过废气排放管线408与真空泵409连通。

本实施例不限于上述所列举，还可以存在次重组份收集装置、次中组份收集装置和次轻组份收集装置，都可以依据本实施例的排布方式串接。

加热容器罐101将料液109加热至预期的混合组份均能蒸发的温度，为了保证放热体105始终在料液109的液面以下放热加温，通过料液入口阀门112经由料液入口102向加热容器罐101内适量补充料液109，以使加热容器罐101内的料液109的液位保持在预期的范围内。

在上述条件下，预期的混合组份均由短程蒸发装置3的馏出物出口301向外排放，根据混合组份中的重组份分子在受热下最后气化，而在遇冷下最先液化的原理，通过短程蒸发装置3的冷却及馏出物收集管线401的散热，使被优先液化的重组份经由重组份液化分离器413的液相组份出口，通过重组份液相冷凝器402进入重组份分离收集罐403内。

中组份及轻组份仍以气相分子状态穿越重组份液化分离器413进入中组份液化管线412内继续接受散热，经散热后的中组份由气相状态变为液相状态由中组份液化分离器411的液相组份出口，通过中组份液化分离器411进入中组份馏出物收集罐405内。

轻组份仍以气相分子状态穿越中组份液化分离器411,通过轻组份气液管线410进入轻组份气液冷凝器406内接受冷却，最终被轻组份馏出物收集罐407所收集，不能被冷凝液化的废气经由轻组份馏出物收集罐407上端的出口，通过废气排放管线408被真空泵409排往外界。

通过本述装置结构，可使用单台减压短程分子蒸馏器，实现同时、同批多组份馏出物的分子蒸馏。

上述仅为一组单级蒸发多级分馏的实施例，根据工艺需要也可以更多或更少地设置液化分离器，液化分离器设置的越多，液化管线就应该越短，由此所得的馏份就越窄。

实施例4：

参见附图8，图中：，残液接收口103，放热体105，料液109，残液容器罐116，管式炉117，料液仓储罐118，动力泵201，料液输送管线202，吸料管线209，馏出物出口301，冷凝器内壁304，蒸发体309，集液槽310，冷凝器内壁下端口313，馏出物收集管线401，废气排放管线408，真空泵409，馏出物收集罐421。

本实施例中的短程蒸发装置与实施例1中的短程蒸发装置3结构相同。

本实施例中，加热容器装置由残液接收口103，放热体105，料液109，残液容器罐116，管式炉117，料液仓储罐118组成。

本实施例中，输送装置由动力泵201，料液输送管线202，吸料管线209组成。

本实施例中，馏出物收集装置由馏出物收集管线401，废气排放管线408，真空泵409，馏出物收集罐421组成。

料液仓储罐118内盛装有料液109，动力泵201的入料口通过吸料管线209与仓储罐118内的料液109连通，动力泵201的排料口通过料液输送管线202穿越管式炉117内的发热体105自下而上穿越蒸发体309筒体与蒸发体309上端连通，冷凝器内壁下端口313通过残液接收口103与残液容器罐116连通，馏出物出口301通过馏出物收集管线401与馏出物收集罐421上端的进口连通，废气排放管线408将馏出物收集罐421上端的出口与真空泵409的进口连通。

本实施例不限于上述所列举，还可以使用多组份馏出物收集罐，同时进行多组份分馏收集。

通过真空泵409的运行，使上述系统保持真空减压状态。

通过管式炉117放热使放热体105内料液109的温度能够达到在其减压短程下，能够发生预期蒸发的所需温度。

通过冷凝器内壁304外部的冷媒使冷凝器内壁304与受热后的蒸发体309之间形成温差。

通过动力泵201将料液仓储罐内的常温料液109，经管式炉117内的放热体105受热后缓慢供往蒸发体309的上端，使高温料液109以较薄油膜的形态沿蒸发体309的外壁自上向下流动，在此工况下，蒸发体309的温度将不断与料液109的温度相接近，直到其温差达到平衡状态。

供料速度不易过快，以避免因供料而导致短路蒸发现象的发生。

此时的高温料液109在突破静压约束的工况下，开始发生自然蒸发现象，由此形成向外飘逸的气相分子，在足够热能的驱动下，向外飘逸的气相分子逐渐增多，飘逸的流程距离逐渐延长。

在重量的约束下，垂直向上飘逸的气相分子距离最短，而蒸发体309外壁与冷凝器内壁304之间的距离不但较短而且呈水平方向，由此为飘逸至冷凝器内壁304之处的料液109气相分子提供了优越的条件。

在冷凝器内壁304与受热后的蒸发体309之间温差的作用下，使飘逸至冷凝器内壁304之处的料液109气相分子冷凝液化成为液相馏出物，顺延冷凝器内壁304向下流淌至集液槽310内经由馏出物出口301、馏出物收集管线401被馏出物收集罐421所收集，不能被冷凝液化的气相介质经由废气排放管线408、真空泵排往外界。

高温料液109以较薄油膜的形态沿蒸发体309的外壁自上向下流动，其中的一部分发生气化蒸发，而另一部分不发生气化蒸发的料液109顺延蒸发体309的外壁经由冷凝器内壁下端口313、残液接收口103进入残液容器罐116内。

本发明的技术方案不限于从料液109中提取馏出物数量的多少，也不限于料液109的蒸馏温度，只要在利用本发明技术方案的基础上出现任何蒸发提纯现象，都应视为本发明的技术方案范畴。

上述各实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

Claims (16)

1.一种减压短程分子蒸馏器，包括加热容器罐，料液，放热体，动力泵，料液输送管线，冷凝器，蒸发体，集液槽，冷媒排放管线，馏出物收集装置，其特征在于：

所述料液与放热体接触换热；所述动力泵的入料口与料液连通，该动力泵的排料口与料液输送管线连通，该料液输送管线的输出端口自下而上穿越蒸发体筒体与蒸发体的上端连通，该蒸发体安放于冷凝器内壁构成的空间内，所述冷凝器内壁下端口与残液接收口相连通；所述冷凝器内壁的上端呈封闭结构；所述冷凝器内壁上的集液槽与馏出物收集装置连通。

2.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述在蒸发体与冷凝器内壁之间设置有遮挡体。

3.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述冷凝器内壁下端口与加热容器罐的残液接收口相连通；该加热容器罐内盛装有料液，该料液内设置有放热体。

4.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述冷凝器内壁下端口与残液容器罐的残液接收口连通。

5.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述动力泵是液下泵。

6.根据权利要求1或5所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述动力泵是容积式液下泵。

7.根据权利要求1或5所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述动力泵是罗茨式液下泵。

8.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述料液输送管线通过变径输出管线自下而上穿越蒸发体筒体与蒸发体上端连通。

9.根据权利要求8所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述在变径输出管线内设置有多孔分割均化板。

10.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述冷媒排放管线一端与冷媒出口连通，另一端与料液入口阀门连通。

11.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述冷凝器内壁的上端连接有顶层遮挡体；该顶层遮挡体套装在所述蒸发体外部。

12.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述顶层遮挡体的下方设置有层叠遮挡体，该层叠遮挡体的最底层置于蒸发体下端的蒸发体支撑座之上。

13.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述遮挡体呈倾斜状态装在蒸发体的外部；该遮挡体与蒸发体的连接端至遮挡体的延伸端呈向上倾斜的结构设置。

14.根据权利要求1或11所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述遮挡体通过定位间隔板与蒸发体连接。

15.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述加热容器罐包括一级加热容器罐和二级加热容器罐；所述动力泵包括一级动力泵和二级动力泵，所述馏出物收集装置包括轻组份收集罐、中组份收集罐和重组份收集罐，所述一级加热容器罐的上方通过馏出物出口封罩及轻组份管线与轻组分收集罐连通，一级加热容器罐内的一级动力泵通过一级料液输送管线与二级加热容器罐上方的一级短程蒸发装置中的一级蒸发体连通；二级加热容器罐内的二级动力泵通过二级料液输送管线与二级短程蒸发装置中的二级蒸发体连通，二级短程蒸发装置的下方连接残液容器罐；二级加热容器罐的上方通过一级短程蒸发装置中的馏出物出口及中组份管线与中组份收集罐连通；二级短程蒸发装置通过二级短程蒸发装置中的馏出物出口以及重组份管线与重组份收集罐连接；所述重组份收集罐、中组份收集罐和轻组份收集罐三者的上方分别通过多级废气排放管线连通与真空泵连通。

16.根据权利要求1所述的减压短程分子蒸馏器，其特征在于：所述馏出物收集装置包括重组份馏出物收集罐、中组份馏出物收集罐和轻组份馏出物收集罐；所述冷凝器内壁上的馏出物出口顺次与馏出物收集管线、中组份液化管线和轻组份气液管线连通，馏出物收集管线与中组份液化管线之间装有重组份液化分离器，重组份液化分离器通过重组分液相冷凝器与重组份分离收集罐连通；中组份液化管线与轻组份气液管线之间装有中组份液化分离器，中组份液化分离器通过中组份液相冷凝器与中组份馏出物收集罐连通；轻组份气液管线通过轻组份气液冷凝器与轻组份馏出物收集罐连通，轻组份馏出物收集罐的上方通过废气排放管线与真空泵连通。

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