CN110885694A - 一种精密精馏装置 - Google Patents

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马国清
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Abstract

一种精密精馏装置，包括：精馏塔单元、真空单元、产品接收单元和制冷单元，所述精馏塔单元包括精馏塔塔头、精馏塔和塔釜，所述精馏塔塔头的顶部通过冷凝装置与所述真空单元相连，所述精馏塔塔头的出料口与所述产品接收单元相连，所述产品接收单元与所述真空单元相连，所述制冷单元用于控制所述精馏塔塔头和所述冷凝装置的温度。本发明的精密精馏装置可以对蜡及油品进行精馏切割。

Description

一种精密精馏装置
技术领域
本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种精密精馏装置。
背景技术
由于现有的精馏装置的精度较低，在一些情况下无法达到特定产品的需求。例如，F-T蜡具有高熔点、低粘度、硬度大等特点，在许多应用领域都有非常出色的表现。然而，现有的F-T蜡及油品馏程范围较宽，碳分布较为分散，均作为化工原料，由经销商销售至用户，用户经过处理后应用于各个领域。其主要原因就是受限于精馏装置的分离能力，导致产品结构较为单一，不能满足高端用户、特种行业的使用需求。现有产品附加值低，盈利空间有限，开发高端产品势在必行。为了提高F-T蜡、油产品的附加值，如何提高精馏装置的精度是目前急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种精密精馏装置，可以实现对原料的精密分离，尤其适用于F-T蜡、油品的精馏切割，将低端产品转变成高端产品、高附加值产品。
为了达到上述目的，本发明提出了一种精密精馏装置，包括：精馏塔单元、真空单元、产品接收单元和制冷单元，其中所述精馏塔单元包括所述精馏塔塔头、精馏塔和塔釜，所述精馏塔塔头的顶部通过冷凝装置与所述真空单元相连，所述精馏塔塔头的出料口与所述产品接收单元相连，所述产品接收单元与所述真空单元相连，所述制冷单元用于控制所述精馏塔塔头和所述冷凝装置的温度。
优选地，所述制冷单元包括第一制冷循环器和第二制冷循环器，所述第一制冷循环器与设置在所述精馏塔塔头内的内盘管相连。
优选地，所述冷凝装置包括一级冷却分离器和二级冷却分离器，所述一级冷却分离器与所述第一制冷循环器相连，所述二级分离器与所述第二制冷循环器相连。
优选地，所述真空单元包括真空泵和缓冲罐，所述冷凝装置通过所述缓冲罐与所述真空泵相连。
优选地，所述精密精馏装置还包括控制单元，用于控制所述精密精馏装置的工艺条件。
优选地，所述产品接收单元包括可以上下左右移动的接料盘，所述接料盘内设置多个接料容器。
优选地，所述精馏塔塔头包括：壳体、气液分配器、回流液分配盘和三通回流阀，其中所述气液分配器和回流液分配盘设置在所述壳体的内部，所述三通回流阀设置在所述壳体的外侧，所述气液分配器上分布有液相通道和多个气相通道，所述液相通道通过回流液输入管与所述三通回流阀的回流液入口相连，所述三通回流阀的回流液出口与回流液输出管的一端相连，所述回流液输出管的另一端设置在所述回流液分配盘的正上方，所述三通回流阀的另一出口为出料口。
优选地，所述气液分配器呈漏斗状，所述液相通道设置在中心位置。
优选地，所述回流液分配盘上设置有多条辐射状的回流液流道，所述回流液流道上分布有多个回流液分配孔。
优选地，所述三通回流阀为三通气动阀。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
1)本发明的精密精馏装置可以对F-T蜡及油品进行精馏切割，从而可以实现将费托蜡(或油品)由低端产品向高端产品、高附加值产品的转变，提高企业产品附加值，可大大提高企业的盈利空间，为产品多元化、开发高附加值产品提供了新思路、新方法；
2)本发明的塔头消除原回流阀阀杆与塔壁结合处的动密封点，彻底解决了密封不严的问题，真空度可以按照要求精确控制，实现了稳定生产，同时也解决了泄漏带来的安全问题。
附图说明
图1为本发明实施例中的精密精馏装置；
图2为本发明实施例中的精馏塔塔头；
图3为本发明实施例中气液分配盘的俯视图；
图4为本发明实施例中回流液分配盘的俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提出的精密精馏装置，包括：精馏塔单元、真空单元、产品接收单元、制冷单元、控制单元等。
其中，精馏塔单元包括精馏塔塔头10、精馏塔20、塔釜30。精馏塔20是该装置的核心，在一实施例中采用的是填料塔，塔体分四段设有温度检测，塔外壁设有电加热，可以通过调节电加热，实现精馏塔床层温度差要求，通过控制塔釜温度及塔顶回流比等实现精馏塔稳定操作。
塔釜30相当于再沸器，设置在精馏塔20的下部，主要用于盛装原料，并通过外部电加热给物料加热，使塔釜内固体融化为液体，并使液体部分汽化，蒸气沿塔上升，与塔上段回来的液体逆向接触，在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。根据需要控制好合适的回流比，塔顶流出物即是需要的产品。此外，塔釜内设置了搅拌单元，用于物料搅拌，使物料之间传热快，更有利于物料挥发。同时，塔釜内还设置了内盘管，可以用于物料的升温和降温。
精馏塔塔头10相当于塔顶分离器，设置在精馏塔20的上部，塔头下部设置液相通道和气相通道，塔头内还设有内盘管，通过导热油循环使进入塔头内的油气冷凝为液体，通过控制回流比，出料按照不同的馏分段接入产品收集器中不同的接料容器中。
如图2所示，在一个实施例中，精馏塔塔头10包括壳体11，壳体11内设置有气液分配器12和回流液分配盘13，壳体11的外侧设置有三通回流阀14。
如图2和图3所示，气液分配器12的四周高，中间低，呈漏斗状，气液分配器12上均匀分布有多个气相通道15，并在中心设置有一液相通道16。气相通道15呈柱状，并突出于气液分配器12，液相通道16通过回流液输入管与三通回流阀14的回流液入口相连，三通回流阀14的回流液出口与回流液输出管的一端相连，回流液输出管的另一端设置在壳体内的回流液分配盘13的正上方，三通回流阀14的另一出口为出料口。
如图4所示，回流液分配盘13所在平面与壳体11的轴心垂直，回流液分配盘13上设置有多条(例如4-10条)辐射状的回流液流道17，回流液流道17上分布有多个回流液分配孔18，用于将回流液均匀分配后向下落回到精馏塔床层内。
其中的三通回流阀14可以为三通气动阀，可以按照设定的回流比对回流液进行分配。
真空单元由串联设置的3台真空泵40及缓冲罐41等组成，以达到减压精馏所需的真空度为要求，通过程序设置实现压力自动控制。
产品接收单元包括一个可以上下、左右移动的接料盘50，接料盘50内设置多个接料桶，可以在操作程序内设置，根据不同馏分段，切换不同的接料桶，每次可以完成10余个馏分段的切割与分离。
制冷单元分为两部分，一是第一制冷循环器60，主要用于对一级冷却分离器61内的不凝气、塔头内的物料进行冷却，防止不凝气带入真空单元，损坏真空泵。另一部分为第二制冷循环器62，主要用于二级冷却分离器63内的不凝气的冷却，可冷却到-30℃，确保不凝气全部冷却为液体，是保护真空单元的最后一道屏障。另外，需注意每次装置启动前，要检查一级冷却分离器61和二级冷却分离器63内是否有液体，并务必排空。
本发明的制冷单元分为两部分，实现了不凝气两级冷却，有效地保护了真空机组，确保了系统稳定操作。
控制单元是装置运行操作的核心部分，无论是精馏装置升温速率、真空设定、回流比、切割流程确定等等，都可在操作屏上设定，实现自动控制，大大的减少了人为因素的干扰，并减轻了大量的体力劳动。
本发明的精密精馏装置可以根据切割分离的精度及原料特性，控制合适的真空度，实现各馏分段有效分离，目前已经产出相变蜡、烛光蜡、沥青改性专用蜡等产品，显著提高了企业产品附加值。
本发明通过精馏塔塔头内部结构以和回流、出料分配阀(即三通回流阀)的改造，取消了现有技术中回流阀阀杆与塔壁的动密封点，解决了原回流阀阀杆与塔头连接处密封(动密封)经常泄漏，无法保证系统真空度，致使实验无法正常进行的弊端。同时现有技术中的系统处于微负压，且温度高，空气漏进系统，可能引起火灾爆炸等事故发生，本发明的精馏塔塔头消除了这种安全隐患。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种精密精馏装置，包括：精馏塔单元、真空单元、产品接收单元和制冷单元，其特征在于，所述精馏塔单元包括精馏塔塔头、精馏塔和塔釜，所述精馏塔塔头的顶部通过冷凝装置与所述真空单元相连，所述精馏塔塔头的出料口与所述产品接收单元相连，所述产品接收单元与所述真空单元相连，所述制冷单元用于控制所述精馏塔塔头和所述冷凝装置的温度。
2.根据权利要求1所述的精密精馏装置，其中，所述制冷单元包括第一制冷循环器和第二制冷循环器，所述第一制冷循环器与设置在所述精馏塔塔头内的内盘管相连。
3.根据权利要求1所述的精密精馏装置，其中，所述冷凝装置包括一级冷却分离器和二级冷却分离器，所述一级冷却分离器与所述第一制冷循环器相连，所述二级分离器与所述第二制冷循环器相连。
4.根据权利要求1所述的精密精馏装置，其中，所述真空单元包括真空泵和缓冲罐，所述冷凝装置通过所述缓冲罐与所述真空泵相连。
5.根据权利要求1所述的精密精馏装置，其中，所述精密精馏装置还包括控制单元，用于控制所述精密精馏装置的工艺条件。
6.根据权利要求1所述的精密精馏装置，其中，所述产品接收单元包括可以上下左右移动的接料盘，所述接料盘内设置多个接料容器。
7.根据权利要求1所述的精密精馏装置，其中，所述精馏塔塔头包括：壳体、气液分配器、回流液分配盘和三通回流阀，其中所述气液分配器和回流液分配盘设置在所述壳体的内部，所述三通回流阀设置在所述壳体的外侧，所述气液分配器上分布有液相通道和多个气相通道，所述液相通道通过回流液输入管与所述三通回流阀的回流液入口相连，所述三通回流阀的回流液出口与回流液输出管的一端相连，所述回流液输出管的另一端设置在所述回流液分配盘的正上方，所述三通回流阀的另一出口为出料口。
8.根据权利要求7所述的精密精馏装置，其中，所述气液分配器呈漏斗状，所述液相通道设置在中心位置。
9.根据权利要求7所述的精密精馏装置，其中，所述回流液分配盘上设置有多条辐射状的回流液流道，所述回流液流道上分布有多个回流液分配孔。
10.根据权利要求7所述的精密精馏装置，其中，所述三通回流阀为三通气动阀。
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