CN108905256A - 一种多塔精馏脱水节能方法及装置 - Google Patents

一种多塔精馏脱水节能方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多塔精馏脱水节能方法及装置。该装置包括：用于脱去物料一部分水的第一精馏单元和用于脱去物料剩余部分水的第二精馏单元；所述第一精馏单元应用了热泵技术，包括第一精馏塔、第一冷凝器、蒸汽压缩机、第一再沸器及减压装置；所述第二精馏单元包括第二精馏塔、第二冷凝器及第二再沸器。本发明利用了多塔设计加上间接的热泵技术的热回收方法，利用水和蒸汽作为介质，从而解决了需要压缩碳氢化合物的问题，为碳氢化合物脱水工艺设计精馏塔多塔间接热泵装置。而且这系统可以和物料生产总流程的蒸汽管网接合，令该装置的操作更为顺畅，弹性更大。

Description

一种多塔精馏脱水节能方法及装置
技术领域
本发明涉及物料脱水工艺，具体涉及一种多塔精馏脱水节能方法及装置。
背景技术
随着能源资源日益紧张而且环保要求不断提高，化工工艺流程的能耗要求和能源应用显得格外重要，能源应用也直接影响了空气质量，生活质量以及人体健康等。在化工工艺流程设计领域上虽有很多关于节能的理论，但真正能实现的不多；要实现一个既绿色又环保的新化工体系还需要不断研究和突破。
热泵是一个常用的节能工艺，目前国内有不少专利描述热泵系统的设计和应用，如CN201420721992.2所描述的双压缩机设计和CN200910127705.9所描述的热泵空调系统。这两项专利应用均要求被压缩的物质是空气或水，但是实际上化工工艺多数处理碳氢化合物，能应用上该专利应用的并不多。
由于热泵的特性是利用压缩机把低温的热源推到高温的吸热地方，所以特别适用于热源与吸热地方温差较小的地方，也就是说特别适用于化工装备体系中的精馏塔的热整合设计上。
假设精馏塔的塔顶温度和塔底温度相近，可以应用典型的热泵系统。精馏塔的塔顶出来的气体先进入压缩机压缩后，气体的冷凝温度提高了，那么冷凝时释放的热力正好用在再沸器上，冷凝后的液体部分回流到塔，其他部分就是精馏塔的精馏液输出。在物理学的角度，这是一个理想工况。虽然压缩的设计和制造技术已经很成熟，但由于在实际情况下精馏塔经常要处理碳氢化合物，能处理碳氢化合物的压缩机选择不多而且价格都是特别高。同时基于安全理由，处理碳氢化合物的压缩机必须使用特殊材质和处理方法，价格非常昂贵。因此，基于成本效益的考虑下，这种理想工况往往无法实施。此外，特别是使用精馏塔进行脱水，这是十分普遍但却非常花费能耗的工艺，而且脱水精馏塔冷凝器和再沸器的温度相差一般较大，不能使用热泵技术进行节能。
发明内容
本发明的目的是提供一种多塔精馏脱水节能方法及装置，通过多塔设计加上间接的热回收方法，利用水和蒸汽作为介质，从而解决了需要压缩碳氢化合物的问题，为脱水工艺降低生产成本，还可以和生产总流程中的蒸汽管网接合，令该装置的操作更顺畅，弹性更大。
为达到上述目的，本发明提供了一种多塔精馏脱水节能方法，其包括以下步骤：
步骤1：将需要进行脱水的物料溶液输送至第一精馏塔进行精馏以脱去部分水，并控制第一精馏塔的塔底温度和塔顶温度之差小于20℃；
步骤2：将第一精馏塔的塔顶汽相送入第一冷凝器与低压冷凝水换热冷凝后得到冷凝液；所述冷凝液中的一部分回流至第一精馏塔内，另一部分采出；所述低压冷凝水与塔顶汽相换热升温后得到低压蒸汽；将所述低压蒸汽通过蒸汽压缩机增压后得到的高压蒸汽的一部分作为热源送至第一再沸器；
步骤3：将第一精馏塔的塔底液相中的一部分送至第一再沸器与所述高压蒸汽换热升温后得到塔底汽相，所述塔底汽相再送回第一精馏塔内；所述高压蒸汽与所述塔底液相换热冷凝后得到高压冷凝水；将所述高压冷凝水通过减压装置减压后得到的低压冷凝水作为冷源送至第一冷凝器；
步骤4：将完成脱去部分水的第一精馏塔的塔底液相的一部分送至第二精馏塔继续精馏以脱去剩余部分的水。
上述的多塔精馏脱水节能方法，其中，所述低压冷凝水的沸点比塔顶温度低5℃或以上。
上述的多塔精馏脱水节能方法，其中，所述高压蒸汽的冷凝点比塔底温度高5℃或以上。
上述的多塔精馏脱水节能方法，其中，在步骤2中，所述高压蒸汽的另一部分送至加热器，以对外供热。
上述的多塔精馏脱水节能方法，其中，所述低压蒸汽并入蒸汽管网后再送至蒸汽压缩机；所述高压蒸汽并入蒸汽管网后再送至第一再沸器。
本发明还提供了一种多塔精馏脱水节能装置，其包括：用于脱去物料一部分水的第一精馏单元和用于脱去物料剩余部分水的第二精馏单元；所述第一精馏单元包括第一精馏塔、第一冷凝器、蒸汽压缩机、第一再沸器及减压装置；所述第二精馏单元包括第二精馏塔、第二冷凝器及第二再沸器；
所述第一精馏塔的中部设置有第一进料入口；所述第一精馏塔的塔顶汽相出口与第一冷凝器的热侧入口连接；所述第一冷凝器的热侧出口与第一精馏塔的塔顶回流入口连接；所述第一冷凝器的热侧出口还设置有第一塔顶采出管线；所述第一精馏塔的塔底液相出口分别与第一再沸器的冷侧入口和第二精馏塔的第二进料入口连接；所述第一再沸器的冷侧出口与第一精馏塔的塔底汽相入口连接；所述第一冷凝器的冷侧出口与蒸汽压缩机的入口连接；所述蒸汽压缩机的出口与第一再沸器的热侧入口连接；所述第一再沸器的热侧出口与减压装置的入口连接；所述减压装置的出口与第一冷凝器的冷侧入口连接；所述第二精馏塔的塔顶汽相出口与第二冷凝器的热侧入口连接；所述第二冷凝器的热侧出口与第二精馏塔的塔顶回流入口连接；所述第二冷凝器的热侧出口还设置有第二塔顶采出管线；所述第二精馏塔的塔底液相出口与第二再沸器的冷侧入口连接；所述第二精馏塔的塔底液相出口还设置有第二塔底采出管线；所述第二再沸器的冷侧出口与第二精馏塔的塔底汽相入口连接。
上述的多塔精馏脱水节能装置，其中，所述蒸汽压缩机的出口还与用于对外供热的加热器的热侧入口连接；所述加热器的热侧出口与减压装置的入口连接。
上述的多塔精馏脱水节能装置，其中，所述减压装置为减压阀或闪蒸罐。
上述的多塔精馏脱水节能装置，其中，所述第一冷凝器的冷侧出口通过蒸汽管网与蒸汽压缩机的入口连接。
上述的多塔精馏脱水节能装置，其中，所述蒸汽压缩机的出口通过蒸汽管网与第一再沸器的热侧入口连接。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明利用了多塔设计加上间接的热回收方法，利用水和蒸汽作为介质，从而解决了直接应用热泵时需要压缩碳氢化合物的问题，为碳氢化合物脱水工艺设计多塔精馏应用间接热泵系统装置。而且这系统可以和工厂内的蒸汽管网接合，令该装置的操作更为顺畅，设计生产过程的弹性更大。
虽然用了间接的传热方法，但是要求的温差不大，所以非常接近物理学的最佳理想状况。重要的是该装置不需要用处理碳氢化合物的压缩机，只需要一般的蒸汽压缩机，相同能耗的蒸汽压缩机的价格可能是碳氢化合物压缩机的十分之一，故该装置总投资亦非常便宜。所以在考虑整体成本效益的情况下，相较于对比例1和对比例2的设计，本发明是更好的选择。
而且该装置在操作上也比传统的设计优越，因为介质是水和蒸汽，装置可以跟工厂的蒸汽管网连接，热交换管网内有大量的蒸汽，有其作后盾，操作的弹性更大，灵活性更高，尤其在开车和停车时热泵系统的变化虽然大，但该装置可以利用蒸汽管网的蒸汽作为缓冲，操作上更为方便。
附图说明
图1为对比例1采用单精馏塔对物料脱水的装置结构示意图；
图2为对比例1中塔底采出含水量与塔顶塔底温差关系图；
图3为对比例2采用多塔精馏结合一般热泵技术对物料脱水的装置结构示意图；
图4为本发明多塔精馏脱水节能装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。
本发明所提供的多塔精馏脱水节能方法及装置可以广泛应用在碳氢化合物以精馏塔进行脱水的工艺上。一般加氢反应产品的采出口含水量多，普遍采用精馏方法进行脱水，例如1,4-环己烷二甲醇(1,4-Cyclohexanedimethanol，CHDM)、1,4-环己烷二甲酸(1,4-Cyclohexanedicarboxylic acid，CHDA)和六氢苯酐(Hexahydrophthalic anhydride，HHPA)等物料的脱水工艺皆可以采用本发明所提供的多塔精馏脱水节能方法及装置。
以下以物料CHDM为例来说明本发明所提供的多塔精馏脱水节能方法及装置。
如图4所示，本发明提供了一种多塔精馏脱水节能方法，其包括以下步骤：
步骤1：将物料粗CHDM溶液输送至第一精馏塔11进行精馏以脱去部分水，并控制第一精馏塔11的塔底温度和塔顶温度之差小于20℃；
步骤2：将第一精馏塔11的塔顶汽相送入第一冷凝器12与低压冷凝水换热冷凝后得到冷凝液；所述冷凝液中的一部分回流至第一精馏塔11内，另一部分采出；所述低压冷凝水的沸点比塔顶温度低5℃或以上；所述低压冷凝水与塔顶汽相换热升温后得到低压蒸汽；将所述低压蒸汽通过蒸汽压缩机14增压后得到的高压蒸汽的一部分作为热源送至第一再沸器13；可选地，所述高压蒸汽的另一部分送至加热器17，以对外供热，冷凝后得到的高压冷凝水送至减压装置15成为低压冷凝水；
步骤3：将第一精馏塔11的塔底液相中的一部分送至第一再沸器13与所述高压蒸汽换热升温后得到塔底汽相，所述塔底汽相再送回第一精馏塔11内；所述高压蒸汽与所述塔底液相换热冷凝后得到高压冷凝水；将所述高压冷凝水通过减压装置15减压后得到的低压冷凝水作为冷源送至第一冷凝器12；所述高压蒸汽的冷凝点比塔底温度高5℃或以上；
步骤4：将完成脱去部分水的第一精馏塔11的塔底液相的一部分送至第二精馏塔21继续精馏以脱去剩余部分的水。
在实施例中，所述低压蒸汽可以先并入蒸汽管网后再送至蒸汽压缩机14；所述高压蒸汽也可先并入蒸汽管网后再送至第一再沸器13，以使该装置的操作更为顺畅，设计生产过程的弹性更大。
如图4所示，本发明还提供了一种多塔精馏脱水节能装置，其包括：用于脱去粗CHDM一部分水的第一精馏单元和用于脱去粗CHDM剩余部分水的第二精馏单元；所述第一精馏单元包括第一精馏塔11、第一冷凝器12、蒸汽压缩机14、第一再沸器13及减压装置15；可选地，所述减压装置15为减压阀或闪蒸罐；所述第二精馏单元包括第二精馏塔21、第二冷凝器22及第二再沸器23；
所述第一精馏塔11的中部设置有第一进料入口111；所述第一精馏塔11的塔顶汽相出口与第一冷凝器12的热侧入口连接；所述第一冷凝器12的热侧出口与第一精馏塔11的塔顶回流入口连接；所述第一冷凝器12的热侧出口还设置有第一塔顶采出管线16；所述第一精馏塔11的塔底液相出口分别与第一再沸器13的冷侧入口和第二精馏塔21的第二进料入口211连接；所述第一再沸器13的冷侧出口与第一精馏塔11的塔底汽相入口连接；所述第一冷凝器12的冷侧出口与蒸汽压缩机14的入口连接；可选地，所述第一冷凝器12的冷侧出口通过蒸汽管网与蒸汽压缩机14的入口连接；所述蒸汽压缩机14的出口与第一再沸器13的热侧入口连接；可选地，所述蒸汽压缩机14的出口通过蒸汽管网与第一再沸器13的热侧入口连接；可选地，所述蒸汽压缩机14的出口还与用于对外供热的加热器17的热侧入口连接；所述加热器17的热侧出口与减压装置15的入口连接；所述第一再沸器13的热侧出口与减压装置15的入口连接；所述减压装置15的出口与第一冷凝器12的冷侧入口连接；所述第二精馏塔21的塔顶汽相出口与第二冷凝器22的热侧入口连接；所述第二冷凝器22的热侧出口与第二精馏塔21的塔顶回流入口连接；所述第二冷凝器22的热侧出口还设置有第二塔顶采出管线24；所述第二精馏塔21的塔底液相出口与第二再沸器23的冷侧入口连接；所述第二精馏塔21的塔底液相出口还设置有第二塔底采出管线25；所述第二再沸器23的冷侧出口与第二精馏塔21的塔底汽相入口连接。
具体设计思路：
第一步：多塔设计拉近冷凝器跟再沸器的温度差距
使用精馏塔进行脱水是十分普遍但却非常花费能耗的工艺。一般情况下，冷凝器跟再沸器的温度相差较大，不符合应用热泵技术的要求。在本发明中，先把精馏塔改成多塔设计，第一精馏塔11的第一再沸器13跟第一冷凝器12的温度差控制在20℃以内，以在第一精馏塔11上应用热泵技术。为此可以通过得出第一精馏塔11的脱水量跟塔顶和塔底温度差的关系，从而设计适合的脱水量得出上述温度差。可以用假设一个比目标值少的脱水量，然后计算出相应塔顶和塔底的温度，两者温差会收窄。通过重复改变脱水量，便可以得出一个脱水量与温度差的线性关系，再选择一个适合热泵要求的第一精馏塔11脱水量，剩余的水分用第二精馏塔21继续脱掉。
第二步：产生低压蒸汽
按物料和流程的需求，第一精馏塔11的塔顶温度设定为Tc1，第一冷凝器12的冷凝介质为低压冷凝水，控制低压冷凝水沸点TLP比Tc1低5℃或以上，用以提供足够冷凝效能，此时利用塔顶汽相的热量去蒸发低压冷凝水从而产生低压蒸汽，确定了低压蒸汽的压力。
第三步：选择高压蒸汽的压力
塔底温度取决于精馏塔的物料和流程的需求，若第一精馏塔11塔底温度确定为Th1，选择一个比Th1高5℃或以上的温度作为高压蒸汽的冷凝温度THP以提供足够的温差推动热交换，同时高压蒸汽的压力就确定了，即使用了高压蒸汽冷凝的热量去推动第一精馏塔11的第一再沸器13。
第四步：压变
为达到第二步和第三步的要求，该装置需要一个增压和一个减压的设备。即需要一个蒸汽压缩机14把低压蒸汽增压到高压蒸汽等级。同时，也需要一个减压装置15把高压冷凝水减压成低压冷凝水。
第五步：连成装置
从第一冷凝器12冷侧出口产生出来的低压蒸汽经过蒸汽压缩机14后增压成为高压蒸汽，高压蒸汽在第一再沸器13上换热后冷凝成高压冷凝水。若有多余的高压蒸汽可以接到管网内其它加热器17使用，同样冷凝成高压冷凝水。高压冷凝水经过减压装置15后可以再回到第一冷凝器12上，以继续产生低压蒸汽。蒸汽管网热泵系统就此形成并能应用于精馏塔上。第一精馏塔11底部采出再进入第二精馏塔21把剩余的水分脱掉。
如果TLP是等于Tc1和THP等于Th1的情况下，与一般的热泵系统比较，节能效果的差别就只是压缩机的差别；本发明使用蒸汽压缩机14，一般的热泵系统采用碳氢化合物压缩机18，节能效果基本上是相同的。但由于TLP不能等于TC1和THP不能等于Th1，尽管本发明的节能效果没有一般热泵系统高，但非常接近，加上蒸汽压缩机14技术成熟且价钱便宜，令本发明所提供的方案具有很大吸引力。
对比例1：如图1所示，为一个最简单的精馏脱水单塔设计对物料(CHDM)进行脱水。将大约含15.4％CHDM和83.6％水的物料通过进料管线400投入精馏塔100，进料具体组分为：水(H2O)：8355.8kg/hr；CHDM：1540.2kg/hr；其他：104.0kg/hr。塔顶汽相进入冷凝器200冷凝后的液体部分回流至精馏塔100的顶部，另一部分通过塔顶采出管线500采出，塔顶采出的具体组分为：H2O：8345.8kg/hr；CHDM：0.001kg/hr；其他：77kg/hr。塔底液相一部分进入再沸器300升温为塔底汽相并送至精馏塔100底部，另一部分通过塔底采出管线600采出，塔底采出的具体组分为：H2O：10kg/hr；CHDM：1540.2kg/hr；其他：27kg/hr。塔顶压力和塔底压力分别为2.4bar和2.5bar。塔顶温度和塔底温度分别是124.8℃和221.0℃，温差非常大，未能有效地应用热泵。图1所示设计对低压蒸汽的需求为16553kW。
对比例2：利用大型通用流程模拟系统(Aspen Plus V9)来计算出图1所示设计中的精馏塔不同脱水量(以塔底采出的含水量代表)与塔顶塔底温度的关系，如图2所示。进而把图1所示设计改成如图3所示的两个精馏塔的设计。先在第一精馏塔11先把97％以上的水脱掉，进而在第二精馏塔21脱掉剩下的水，在这个状况下，大部分的能量消耗仍然集中在第一精馏塔11，但第一精馏塔11的塔顶和塔底的温度分别是124.8℃和127.0℃，会变得非常接近，热泵就能应用上。
图3为典型的热泵系统设计，大约含15.4％CHDM和83.6％水的物料进入第一精馏塔11，进料具体组分为：水(H2O)：8355.82kg/hr；CHDM：1540.2kg/hr；其他：104.0kg/hr。塔顶的低压气体经过碳氢化合物压缩机18增压到3.0bar，耗电量为231.6kW。增压后高压气体的温度升至132.1℃，比塔底温度高出约5℃，可以用来推动第一再沸器13作热交换，能耗为9889.8kW。冷却后的高压液体经减压装置15减压后部分回流至第一精馏塔11的塔顶，另一部分通过第一塔顶采出管线16采出，第一塔顶采出的具体组分为：H2O：8134.0kg/hr；CHDM：0.0014kg/hr；其他：76.899kg/hr。
第一精馏塔11塔底的CHDM带有余下的水分(具体组分为：H2O：221.82kg/hr；CHDM：1540.2kg/hr；其他：27.116kg/hr)进入第二精馏塔21继续进行脱水。第二精馏塔21塔顶汽相经第二冷凝器22冷凝后部分回流至第二精馏塔21塔顶，部分通过第二塔顶采出管线24采出；第二塔顶采出的具体组分为：H2O：211.82kg/hr；CHDM：0.0kg/hr；其他：0.053kg/hr。第二精馏塔21的塔底液相部分经第二再沸器23升温后得到塔底汽相并送至第二精馏塔21塔底，另一部分通过第二塔底采出管线25采出，第二塔底采出的具体组分为H2O：4.00kg/hr；CHDM：1540.1kg/hr；其他：33.086kg/hr。第二精馏塔21的塔顶压力和塔底压力分别为1.0bar和1.1bar。第二精馏塔21塔塔顶温度Tc2和第二精馏塔21塔底温度Th2分别为99.6℃和181.1℃。第二再沸器23的能耗为843.2kW低压蒸汽。所以图3所示设计只需要843.2kW低压蒸汽和231.6kW的电力去推动碳氢化合物压缩机18，如果电费是低压蒸汽价格的5倍，那么总能耗可以换算为2,001.23kW，也就是图1设计能耗的12.09％。
实施例1：图4显示了利用本发明的脱水工艺设计，进料具体组分为H2O：8355.82kg/hr；CHDM：1540.2kg/hr；其他：104.0kg/hr。首先在第一精馏塔11把8,134kg/hr的水脱除，进而在第二精馏塔21把剩下的211.82kg/hr水脱除，与图3设计规格一样。第一精馏塔11的塔顶温度为124.8℃，而水在低压(1bar)的状态下的沸点TLP为99.6℃，那么可以利用第一精馏塔11塔顶汽相的热量来与低压冷凝水进行换热产生低压蒸汽，该低压蒸汽再进入蒸汽压缩机14，压力增至3.0bar成为高压蒸汽，耗电量为1,328.8kW。由于该3.0bar高压蒸汽的冷凝点是133.6℃，该高压蒸汽便可以用来推动第一再沸器13，由于第一再沸器13要求的能耗为9,889kW，故只需要利用部分的高压蒸汽，余下的高压蒸汽还可以提供给整体生产系统内其他的加热器17使用。经过第一再沸器13后的高压冷凝水再经减压装置15减压成低压冷凝水，回到第一冷凝器12再生成低压蒸汽，循环使用。
第一精馏塔11塔底的CHDM带有余下的水分(具体组分为：具体组分为：H2O：221.82kg/hr；CHDM：1540.2kg/hr；其他：27.116kg/hr)进入第二精馏塔21继续脱去剩余的水分。第二精馏塔21塔顶汽相经第二冷凝器22冷凝后部分回流至第二精馏塔21塔顶，部分作为第二塔顶采出；第二塔顶采出的具体组分为：H2O：211.82kg/hr；CHDM：0.0kg/hr；其他：0.053kg/hr。第二精馏塔21的塔底液相部分经第二再沸器23升温后得到塔底汽相并送至第二精馏塔21塔底，另一部分作为第二塔底采出，第二塔底采出的具体组分为H2O：4.00kg/hr；CHDM：1540.1kg/hr；其他：33.086kg/hr。第二精馏塔21的塔顶压力和塔底压力分别为1.0bar和1.1bar。第二精馏塔21塔顶温度Tc2和第二精馏塔21塔底温度Th2分别为99.6℃和181.1℃。第二再沸器23的能耗为843.2kW低压蒸汽。所以图4所示设计只需要843.2kW低压蒸汽和1,328.8kW的电力去推动蒸汽压缩机14，如果电费是低压蒸汽价格的5倍，那么总能耗可以换算为7,487.2kW，也就是图1基础设计的45.2％。对比例1、对比例2和实施例1的能耗比较如表1所示。
表1.对比例1、对比例2和实施例1的能耗比较
设计 对比例1 对比例2 实施例1
低压蒸汽需求(kW) 16,553 843.2 843.2
电力需求(kW) － 231.6 1,328.8
总需求(kW) 16,553 2,001.2 7,487.2
单看能耗虽未及简单热泵的理想值，但也需要考虑碳氢化合物的压缩机的价格太昂贵而且也不一定能订造得到，虽然多塔设计也会增加设备投资成本，但这个远远不及昂贵的碳氢化合物压缩机18。因此，综合能耗成本以及设备成本，实施例1的工艺成本远远小于对比例1和对比例2的工艺成本。
如果CHDM生产的总流程上对3.0bar的高压蒸汽需求比较大，可以把第二精馏塔21的操作压力提高一点，令第二冷凝器22也能多生产1.0bar的低压蒸汽，与第一冷凝器12产生的低压蒸汽混合，再利用一个较大的蒸汽压缩机14，便可以多生产3.0bar的高压蒸汽供给总的生产过程内其他的加热器17使用。
由于第一精馏塔11的塔顶温度为124.8℃，故低压蒸汽的压力可以通过优化以进一步减少蒸汽压缩机14的耗电量。
综上所述，本发明利用了多塔设计加上间接的热回收方法，利用水和蒸汽作为介质，从而解决了需要压缩碳氢化合物的问题，为碳氢化合物脱水工艺设计精馏塔多塔间接热泵装置。而且这系统可以和物料生产总流程的蒸汽管网接合，令该装置的操作更为顺畅，弹性更大。
虽然用了间接的传热方法，但是要求的温差不大，所以非常接近物理学的最佳理想状况。重要的是该装置不需要用处理碳氢化合物的压缩机，只需要一般的蒸汽压缩机，相同能耗的蒸汽压缩机的价格可能是碳氢化合物压缩机的十分之一，故该装置总投资亦非常便宜。所以在考虑整体成本效益的情况下，相较于对比例1和对比例2的设计，本发明是更好的选择。
而且该装置在操作上也比传统的设计优越，因为介质是水和蒸汽，装置可以跟工厂的蒸汽管网连接，热交换管网内有大量的蒸汽，有其作后盾，操作的弹性更大，灵活性更高，尤其在开车和停车时热泵系统的变化虽然大，但该装置可以利用蒸汽管网的蒸汽作为缓冲，操作上更为方便。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种多塔精馏脱水节能方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将物料溶液输送至第一精馏塔进行精馏以脱去部分水，并控制第一精馏塔的塔底温度和塔顶温度之差小于20℃；
步骤2：将第一精馏塔的塔顶汽相送入第一冷凝器与低压冷凝水换热冷凝后得到冷凝液；所述冷凝液中的一部分回流至第一精馏塔内，另一部分采出；所述低压冷凝水与塔顶汽相换热升温后得到低压蒸汽；将所述低压蒸汽通过蒸汽压缩机增压后得到的高压蒸汽的一部分作为热源送至第一再沸器；
步骤3：将第一精馏塔的塔底液相中的一部分送至第一再沸器与所述高压蒸汽换热升温后得到塔底汽相，所述塔底汽相再送回第一精馏塔内；所述高压蒸汽与所述塔底液相换热冷凝后得到高压冷凝水；将所述高压冷凝水通过减压装置减压后得到的低压冷凝水作为冷源送至第一冷凝器；
步骤4：将完成脱去部分水的第一精馏塔的塔底液相的一部分送至第二精馏塔继续精馏以脱去剩余部分的水。
2.如权利要求1所述的多塔精馏脱水节能方法，其特征在于，所述低压冷凝水的沸点比塔顶温度低5℃或以上。
3.如权利要求1所述的多塔精馏脱水节能方法，其特征在于，所述高压蒸汽的冷凝点比塔底温度高5℃或以上。
4.如权利要求1所述的多塔精馏脱水节能方法，其特征在于，在步骤2中，所述高压蒸汽的另一部分送至加热器，以对外供热。
5.如权利要求1所述的多塔精馏脱水节能方法，其特征在于，所述低压蒸汽并入蒸汽管网后再送至蒸汽压缩机；所述高压蒸汽并入蒸汽管网后再送至第一再沸器。
6.一种多塔精馏脱水节能装置，其特征在于，包括：用于脱去物料一部分水的第一精馏单元和用于脱去物料剩余部分水的第二精馏单元；所述第一精馏单元包括第一精馏塔、第一冷凝器、蒸汽压缩机、第一再沸器及减压装置；所述第二精馏单元包括第二精馏塔、第二冷凝器及第二再沸器；
所述第一精馏塔的中部设置有第一进料入口；所述第一精馏塔的塔顶汽相出口与第一冷凝器的热侧入口连接；所述第一冷凝器的热侧出口与第一精馏塔的塔顶回流入口连接；所述第一冷凝器的热侧出口还设置有第一塔顶采出管线；所述第一精馏塔的塔底液相出口分别与第一再沸器的冷侧入口和第二精馏塔的第二进料入口连接；所述第一再沸器的冷侧出口与第一精馏塔的塔底汽相入口连接；所述第一冷凝器的冷侧出口与蒸汽压缩机的入口连接；所述蒸汽压缩机的出口与第一再沸器的热侧入口连接；所述第一再沸器的热侧出口与减压装置的入口连接；所述减压装置的出口与第一冷凝器的冷侧入口连接；所述第二精馏塔的塔顶汽相出口与第二冷凝器的热侧入口连接；所述第二冷凝器的热侧出口与第二精馏塔的塔顶回流入口连接；所述第二冷凝器的热侧出口还设置有第二塔顶采出管线；所述第二精馏塔的塔底液相出口与第二再沸器的冷侧入口连接；所述第二精馏塔的塔底液相出口还设置有第二塔底采出管线；所述第二再沸器的冷侧出口与第二精馏塔的塔底汽相入口连接。
7.如权利要求6所述的多塔精馏脱水节能装置，其特征在于，所述蒸汽压缩机的出口还与用于对外供热的加热器的热侧入口连接；所述加热器的热侧出口与减压装置的入口连接。
8.如权利要求6所述的多塔精馏脱水节能装置，其特征在于，所述减压装置为减压阀或闪蒸罐。
9.如权利要求6所述的多塔精馏脱水节能装置，其特征在于，所述第一冷凝器的冷侧出口通过蒸汽管网与蒸汽压缩机的入口连接。
10.如权利要求6所述的多塔精馏脱水节能装置，其特征在于，所述蒸汽压缩机的出口通过蒸汽管网与第一再沸器的热侧入口连接。
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