CN206089506U - 一种水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置，属于化工产品提纯设备技术领域。该连续精馏装置中原料罐依次与再沸器液体入口连接，再沸器液体出口连接超重力精馏塔底部的液体入口，超重力精馏塔顶部轻组分气体出口依次连接第一冷凝器、气液分离器，气液分离器气体出口依次连接第二冷凝器、回流中间罐，气液分离器液体出口连接回流中间罐，流中间罐底部出口依次通过回流泵、调节阀连接超重力精馏塔顶部液体入口，流中间罐底部出口依次通过回流泵、调节阀、产品冷却器连接产品收集器，原料罐料液出口依次通过原料输送泵、调节阀、第一冷凝器连接超重力精馏塔上部侧面设有的超重力精馏塔料液入口。本装置有更安全、更高效特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置，属于化工产品提纯设备技术领域。
背景技术
在水松纸印刷生产工艺中，印刷纸张要大量地使用含有乙醇等有机溶剂的印刷油墨用于溶解树脂和作为流动相，而为了使印染到纸张上的颜色干燥定型，必须对刚印染过的纸张进行烘干，这就不可避免的造成了乙醇等有机溶剂随着温度的升高而挥发，
使印刷废气中含有大量的乙醇气体。 含乙醇有机废气的直接排放不仅造成资源的巨大浪费，给企业带来沉重的经济负担，更对环境造成了极大地破坏，必须对其进行回收、净化。
目前水松纸厂一般采用如申请号为201110434711.6的中国发明专利所述的一种回收水松纸印刷有机废气中乙醇的方法的流程进行乙醇的回收循环利用：印刷废气收集——过滤、冷却——吸附、冷凝——精馏塔精馏——回用乙醇。但在对回收的乙醇溶液进行精馏塔精馏的步骤中，大多数水松纸厂仍采用传统的填料塔、板式塔等传统的汽液传质设备进行乙醇的精馏。填料塔、板式塔等传统的汽液传质设备虽然广泛地应用于化学及相关工业，但这些设备均由于重力场引力较弱，液膜流动缓慢，气液传质系数较低，导致填料塔、板式塔等传质设备体积庞大、生产强度低，已大大限制了经济效益的提高。
利用超重力技术进行乙醇溶液的脱水是一种新型的分离技术，该技术依托超重力精馏塔进行，其原理是：液体在超重力和巨大剪切力的作用下被拉伸成膜成丝成滴 ，产生出巨大的相间接触面积，使气液接触面积提高几个数量级，从而达到气液传质效率大幅度提高的目的。该方法相较于传统的精馏方法有更精细、更安全、更高效的特点，节能效果显著，更能适应环境和企业要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有水松纸生产过程中回收乙醇的精馏装置中能耗高、精馏装置过于庞大的问题，提供一种水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置。本实用新型通过以下技术方案实现。
一种水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置，包括原料罐1、原料输送泵2、调节阀、再沸器、超重力精馏塔6、第一冷凝器8、气液分离器9、第二冷凝器10、回流中间罐11、回流泵12、产品冷却器15和产品收集器16，原料罐1依次通过原料输送泵2、调节阀Ⅱ4与再沸器液体入口连接，再沸器液体出口连接超重力精馏塔6底部的液体入口，超重力精馏塔6顶部轻组分气体出口依次连接第一冷凝器8、气液分离器9，气液分离器9气体出口依次连接第二冷凝器10、回流中间罐11，气液分离器9液体出口连接回流中间罐11，流中间罐11底部出口依次通过回流泵12、调节阀Ⅲ13连接超重力精馏塔6顶部液体入口，流中间罐11底部出口依次通过回流泵12、调节阀Ⅲ13、调节阀Ⅳ14、产品冷却器15连接产品收集器16，原料罐1料液出口依次通过原料输送泵2、调节阀Ⅰ3、第一冷凝器8连接超重力精馏塔6上部侧面设有的超重力精馏塔料液入口。
所述再沸器为串联设置的再沸器Ⅰ5Ⅰ和再沸器Ⅱ5Ⅱ。
所述超重力精馏塔6上设有精馏塔塔顶温度显示仪表7。
所述超重力精馏塔6转子转速为400～1200r/min，填料孔隙率为85％～95％，比表面积为3000m2/m3～5000 m2/m3。
所述第一冷凝器8采用由内到外的三层结构，里层为原料预热通道，中间层为蒸汽通道，外层为循环水通道。第一冷凝器8采用循环水冷凝，冷媒入口温度：20～30℃，冷媒出口温度：37～50℃，冷凝效率不低于50％；第二冷凝器10和产品冷却器15采用冷冻盐水冷凝，冷媒入口温度：10～12℃，冷媒出口温度：15～20℃，冷凝效率不低于99％。
该水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置的工作原理为：该装置依靠超重力精馏塔，原料在再沸器中加热至沸点，回流中间罐中的半成品回流至超重力精馏塔，经过气液两相的不断的循环逆流接触，最终得到95%以上的乙醇产品，在收集乙醇产品的同时使另一部分预热后的原料以适量流量通入超重力精馏塔，实现原料的连续精馏与乙醇产品的连续馏出。具体流程为：
（1）原料从原料罐1进入再沸器（再沸器Ⅰ5Ⅰ和再沸器Ⅱ5Ⅱ），气化后进入超重力精馏塔6，经超重力精馏塔6作用后，塔顶得到的轻组分气体经第一冷凝器8和第二冷凝器10进行两级冷凝，冷凝液流入回流中间罐11。
（2）回流中间罐11的冷凝液经回流泵12以适当回流量（调节回流比为1～5:1）从顶部进入超重力精馏塔6，在超重力精馏塔6内进行气液两相传热作用。
（3）随着流程（2）的不断循环，超重力精馏塔顶得到的轻组分气体中乙醇含量不断提高，当塔顶温度降低至乙醇沸点温度时，将冷凝液的一部分经产品冷却器15收集于产品收集器16中，一部分继续回流至超重力精馏塔6；同时将原料罐1中的原料经第一冷凝器8预热后根据其浓度以适当流量送入超重力精馏塔三个入口（超重力精馏塔料液入口Ⅰ17、超重力精馏塔料液入口Ⅱ18和超重力精馏塔料液入口Ⅲ19）。当原料乙醇浓度为10～30%时，预热后的原料从超重力精馏塔料液入口Ⅲ19进入超重力精馏塔6；当原料乙醇浓度为30～50%时，预热后的原料从超重力精馏塔料液入口Ⅱ18进入超重力精馏塔6；当原料乙醇浓度为50～70%时，预热后的超重力精馏塔料液入口Ⅰ17进入超重力精馏塔6；调节冷凝液回流量、原料进料量和产品馏出量三者比值为2:2:0.5～2:2:1。
随着乙醇连续精馏的进行，原料中的水分不断聚集到再沸器中，当工作的再沸器Ⅰ5Ⅰ中含水量将近再沸器容积上限时，切换到再沸器Ⅱ5Ⅱ，使超重力精馏塔中的自然冷凝液流入再沸器Ⅱ5Ⅱ，且维持再沸器Ⅰ5Ⅰ中原料蒸发，直至原料乙醇质量浓度不高于1%后即可打开再沸器废液排出口排尽精馏残液，向再沸器Ⅰ5Ⅰ装入新一批的乙醇溶液以备替换再沸器Ⅱ5Ⅱ。
本实用新型的有益效果是：采用超重力精馏塔进行乙醇的提纯，利用超重力场和高比表面积的丝网填料极大地提高了气液传质效率，实现了乙醇的连续精馏；该装置相较于传统的精馏装有更精细置、更安全、更高效，具有设备占地面积小、投资少、热利用率高、操作过程灵活易于控制等特点，节能效果显著，更能适应环境和企业要求。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中：1-原料罐，2-原料输送泵，3-调节阀Ⅰ，4-调节阀Ⅱ，5Ⅰ-再沸器Ⅰ，5Ⅱ-再沸器Ⅱ，6-超重力精馏塔，7-精馏塔塔顶温度显示仪表，8-第一冷凝器，9-气液分离器，10-第二冷凝器，11-回流中间罐，12-回流泵，13-调节阀Ⅲ，14-调节阀Ⅳ，15-产品冷却器，16-产品收集器，17-超重力精馏塔料液入口Ⅰ，18-超重力精馏塔料液入口Ⅱ，19-超重力精馏塔料液入口Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置，包括原料罐1、原料输送泵2、调节阀（调节阀Ⅰ3、调节阀Ⅱ4、调节阀Ⅲ13、调节阀Ⅳ14）、再沸器、超重力精馏塔6、第一冷凝器8、气液分离器9、第二冷凝器10、回流中间罐11、回流泵12、产品冷却器15和产品收集器16，原料罐1依次通过原料输送泵2、调节阀Ⅱ4与再沸器液体入口连接，再沸器液体出口连接超重力精馏塔6底部的液体入口，超重力精馏塔6顶部轻组分气体出口依次连接第一冷凝器8、气液分离器9，气液分离器9气体出口依次连接第二冷凝器10、回流中间罐11，气液分离器9液体出口连接回流中间罐11，流中间罐11底部出口依次通过回流泵12、调节阀Ⅲ13连接超重力精馏塔6顶部液体入口，流中间罐11底部出口依次通过回流泵12、调节阀Ⅲ13、调节阀Ⅳ14、产品冷却器15连接产品收集器16，原料罐1料液出口依次通过原料输送泵2、调节阀Ⅰ3、第一冷凝器8连接超重力精馏塔6上部侧面设有的超重力精馏塔料液入口（超重力精馏塔料液入口Ⅰ17、超重力精馏塔料液入口Ⅱ18和超重力精馏塔料液入口Ⅲ19）。
实施例2
如图1所示，该水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置，包括原料罐1、原料输送泵2、调节阀、再沸器、超重力精馏塔6、第一冷凝器8、气液分离器9、第二冷凝器10、回流中间罐11、回流泵12、产品冷却器15和产品收集器16，原料罐1依次通过原料输送泵2、调节阀Ⅱ4与再沸器液体入口连接，再沸器液体出口连接超重力精馏塔6底部的液体入口，超重力精馏塔6顶部轻组分气体出口依次连接第一冷凝器8、气液分离器9，气液分离器9气体出口依次连接第二冷凝器10、回流中间罐11，气液分离器9液体出口连接回流中间罐11，流中间罐11底部出口依次通过回流泵12、调节阀Ⅲ13连接超重力精馏塔6顶部液体入口，流中间罐11底部出口依次通过回流泵12、调节阀Ⅲ13、调节阀Ⅳ14、产品冷却器15连接产品收集器16，原料罐1料液出口依次通过原料输送泵2、调节阀Ⅰ3、第一冷凝器8连接超重力精馏塔6上部侧面设有的超重力精馏塔料液入口。
其中再沸器为串联设置的再沸器Ⅰ5Ⅰ和再沸器Ⅱ5Ⅱ；超重力精馏塔6上设有精馏塔塔顶温度显示仪表7；超重力精馏塔6转子转速为400～1200r/min，填料孔隙率为85％～95％，比表面积为3000m2/m3～5000 m2/m3。
以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置，其特征在于：包括原料罐（1）、原料输送泵（2）、调节阀、再沸器、超重力精馏塔（6）、第一冷凝器（8）、气液分离器（9）、第二冷凝器（10）、回流中间罐（11）、回流泵（12）、产品冷却器（15）和产品收集器（16），原料罐（1）依次通过原料输送泵（2）、调节阀Ⅱ（4）与再沸器液体入口连接，再沸器液体出口连接超重力精馏塔（6）底部的液体入口，超重力精馏塔（6）顶部轻组分气体出口依次连接第一冷凝器（8）、气液分离器（9），气液分离器（9）气体出口依次连接第二冷凝器（10）、回流中间罐（11），气液分离器（9）液体出口连接回流中间罐（11），流中间罐（11）底部出口依次通过回流泵（12）、调节阀Ⅲ（13）连接超重力精馏塔（6）顶部液体入口，流中间罐（11）底部出口依次通过回流泵（12）、调节阀Ⅲ（13）、调节阀Ⅳ（14）、产品冷却器（15）连接产品收集器（16），原料罐（1）料液出口依次通过原料输送泵（2）、调节阀Ⅰ（3）、第一冷凝器（8）连接超重力精馏塔（6）上部侧面设有的超重力精馏塔料液入口；所述第一冷凝器（8）采用由内到外的三层结构，里层为原料预热通道，中间层为蒸汽通道，外层为循环水通道。
2.根据权利要求1所述的水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置，其特征在于：所述再沸器为串联设置的再沸器Ⅰ（5Ⅰ）和再沸器Ⅱ（5Ⅱ）。
3.根据权利要求1所述的水松纸生产过程中回收乙醇的连续精馏装置，其特征在于：所述超重力精馏塔（6）上设有精馏塔塔顶温度显示仪表（7）。
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