CN201701768U - 一种分离碳酸二甲酯和乙醇的双效精馏装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种碳酸二甲酯和乙醇的双效精馏装置，包括高压精馏塔、安装在高压精馏塔塔顶的高压精馏塔冷凝器、安装在高压精馏塔塔釜的高压精馏塔再沸器、常压精馏塔、安装在常压精馏塔塔顶的常压精馏塔冷凝器、安装在常压精馏塔塔釜的常压精馏塔再沸器，所述高压精馏塔冷凝器通过管路与常压精馏塔再沸器连接，耦合成冷凝再沸器。本装置充分合理地利用了高压塔塔顶蒸汽的能量，使整个装置的能耗较现有的双效热耦合工艺降低25％-30％。本实用新型设备简单，易于实现，能耗低，解决了变压精馏能耗高的问题，有很强的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种精馏技术领域，特别涉及一种分离碳酸二甲酯和乙醇的双效精馏装置。
背景技术
工业实际应用中，DMC与乙醇会形成恒沸物[乙醇70.55％(w)；DMC 29.45％(w)]，而分离该类物质体系的方法大致有萃取蒸馏法、恒压蒸馏法、膜分离法、变压精馏法等。其中变压精馏法与其他方法相比分离效果最为理想，工业应用最为广泛，但是高能耗、能源利用率低的问题却依然没有解决，这使得变压精馏法分离DMC与乙醇共沸物设备投资大，分离成本过高，工业实际应用中受限。
双效精馏作为多效精馏的一种，因其设备简单工艺不甚复杂、应用范围广而受到广泛的关注，近年来对实际生产设备的节能改造及对双效精馏影响因素的理论研究日益增多。理论上双效精馏的节能率为50％，但实际节能量受各种因素的制约，只有在理论上明确了影响节能的主要因素，才能成功地指导生产实践。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种分离碳酸二甲酯和乙醇的双效精馏装置，解决现有技术中分离DMC与乙醇共沸物能耗高、能源利用率低的问题。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种分离碳酸二甲酯和乙醇的双效精馏装置，包括高压精馏塔、安装在高压精馏塔塔顶的高压精馏塔冷凝器、安装在高压精馏塔塔釜的高压精馏塔再沸器、常压精馏塔、安装在常压精馏塔塔顶的常压精馏塔冷凝器、安装在常压精馏塔塔釜的常压精馏塔再沸器，所述高压精馏塔冷凝器通过管路与常压精馏塔再沸器连接，耦合成冷凝再沸器。
本实用新型的有益效果是：通过采用变压精馏原理，让加压塔的塔顶蒸汽通过管路连接常压塔再沸器为其供热，即将高压塔冷凝器和常压塔再沸器耦合成冷凝再沸器，实现热集成，从而降低能耗，节约能源。本装置充分合理地利用了高压塔塔顶蒸汽的能量，使整个装置的能耗较现有的双效热耦合工艺降低25％-30％，本实用新型设备简单，易于实现，解决了变压精馏能耗高的问题，有很强的实用性。
附图说明
附图1为本实用新型分离碳酸二甲酯和乙醇的双效精馏装置。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
附图中，6、7分别是高压精馏塔和常压精馏塔，10、11分别是高压精馏塔和常压精馏塔的塔釜再沸器，8、9分别是高压精馏塔和常压精馏塔的塔顶冷凝器，12为以高压精馏塔冷凝器与常压精馏塔再沸器连接的管路，通过管路12高压精馏塔冷凝器8向常压精馏塔再沸器11提供热量。物流1为DMC和乙醇的常压共沸物[DMC 28-31％(w)]，物流2为以乙醇为主的混合物[乙醇93-95％(w)]，物流3为以DMC为主的混合物[DMC 96-98％(w)]，物流4为高乙醇含量的物流[乙醇96-98％(w)]，物流5为纯度在99.5以上的DMC物流。
本装置操作弹性较大，进料量可控制在200-500kg/h，原料在预热后进料温度要控制在65-75℃，高压塔6压力宜控制在1.2-2.0MPa，高压塔6塔顶温度应比常压塔7塔釜的温度高出15℃以上，这样才能达到最好的分离效果。
理论上，当高压精馏塔冷凝器8的移热量恰好等于常压精馏塔再沸器11加热量，且热损耗为0时，高压精馏塔冷凝器8就不再需要额外的冷凝，常压精馏塔再沸器11也不再需要额外的加热，即节能率为100％。但实际上，热损耗是不可避免的，只有在高压精馏塔冷凝器8的移热量远大于常压精馏塔再沸器11加热量时，常压精馏塔再沸器11热交换能量的节能率才能接近100％，而此时高压精馏塔冷凝器8热交换能量的节能率却又会远远下降。
本装置通过塔压和温度以及进料量的控制，使两者的节能率都保持在较高的水平上。其中高压精馏塔冷凝器8的节能率在75％-85％，而常压精馏塔再沸器11的节能率能达到80-100％。
精馏过程在两个精馏塔6、7中进行，将常压下DMC和乙醇的共沸物1从进料口进入高压精馏塔6，在高压下共沸组成发生变化从而进行高压精馏。塔底得到纯度较高的粗制DMC产品3，塔顶得到物流，返回系统循环使用。塔底采出的较高纯度的DMC流股3进入常压精馏塔7进行DMC的精制，塔顶物流4乙醇-DMC的常压共沸物直接返回反应体系进入高压精馏塔6再次进行加压分离，常压塔7塔釜为满足纯度要求的DMC产品5。
本实用新型充分合理地利用了高压塔塔顶蒸汽的能量，使整个装置的能耗较现有的双效热耦合工艺降低25％-30％，真正做到了高效节能。
实施例
在工艺流程中，能耗是一个很重要的参数，在不考虑热量损失时，各个换热器所需要的能量和温度见表1。
表1塔的换热器计算参数
| 主要换热设备 | 温度(℃) | 单效热负荷 | 双效热负荷 | 节约能耗Q/(kJ/s) |
| Q/(kJ/s) | Q/(kJ/s) | |||
| 高压精馏塔冷凝器 | 92.50 | -0.1768 | -0.0361 | 0.1407 |
| 高压精馏塔再沸器 | 96.78 | 0.2075 | 0.2075 | 0 |
| 常压精馏塔冷凝器 | 41.24 | -0.1748 | -0.1748 | 0 |
| 常压精馏塔再沸器 | 65.20 | 0.1607 | 0.0200 | 0.1407 |
其中高压精馏塔冷凝器热交换能量的节能率为79.58％。
常压精馏塔再沸器热交换能量的节能率为87.55％。
利用高压精馏塔6塔顶和和常压精馏塔7塔底的温差，加压精馏塔6塔顶的气相进入冷凝再沸器放出热量，为常压精馏塔7塔底提供热源，可节省能耗，在本工艺流程中，在不考虑热量损失时，双效变压精馏与单效变压精馏各个换热器所需要的能量见表2。
表2双效变压精馏与单效变压精馏各个换热器所需能量
Claims (1)
1.一种分离碳酸二甲酯和乙醇的双效精馏装置，包括高压精馏塔、安装在高压精馏塔塔顶的高压精馏塔冷凝器、安装在高压精馏塔塔釜的高压精馏塔再沸器、常压精馏塔、安装在常压精馏塔塔顶的常压精馏塔冷凝器、安装在常压精馏塔塔釜的常压精馏塔再沸器，其特征在于，所述高压精馏塔冷凝器通过管路与常压精馏塔再沸器连接，耦合成冷凝再沸器。
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