CN214485705U - 一种新型分隔壁精馏塔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型分隔壁精馏塔装置，包括分隔壁精馏塔，其内部设有一隔板，该隔板与液体分布器和气体分布器将塔内部分为四个区域：进料段，侧线采出段，公共精馏段，公共提馏段，包括压缩机、换热器、节流阀、辅助冷却器、分离罐，分隔壁精馏塔的进料段设有三组分混合物原料进口，侧线采出段设有中间组分出口，分隔壁精馏塔的塔顶蒸汽出口与压缩机连通，压缩机与换热器管程连通，换热器管程与节流阀连通，节流阀与辅助冷却器连通，辅助冷却器与分离罐连通，分离罐上其中一个出口与分隔壁精馏塔的顶部连通，另一个出口为轻组分出口，分隔壁精馏塔的底部设有重组分出口，本实用新型适用于三组分混合物分离的节能装置，节约能耗和设备投资。

Description

一种新型分隔壁精馏塔装置

技术领域

本实用新型涉及化工分离和节能技术领域，具体涉及一种新型分隔壁精馏塔装置。

背景技术

精馏(Rectification)是化工分离领域中使用的最简单且最成熟的分离方法，适合连续化的大规模提纯分离，能够得到纯度较高的产品。对于三组分混合物的分离，按照分离序列的规则，一般需要用两个精馏塔进行分离。根据三组分混合物中各组分的采出位置不同，可分为直接分离序列和间接分离序列。对于直接序列，塔1塔顶先采出轻组分，中间组分和重组分进入塔2进一步进行分离；对于间接序列，塔1塔釜先采出重组分，轻组分和中间组分进入塔2进行进一步分离。为了减少塔设备投资和公用工程投资，选择分隔壁精馏塔用于三组分混合物的分离。

分隔壁精馏塔(Dividing Wall Column,DWC)是完全热耦合精馏塔的一种形式，通过在传统精馏塔内放置一块隔板，将其分为四个部分：进料段、侧线采出段、公共精馏段以及公共提馏段。相较于传统精馏塔，分隔壁精馏塔减少了一个冷凝器和一个再沸器以及其它辅助设备和管道路线，占地面积也减少了，致使初期设备投资较少。

热泵精馏(Heat Pump Distillation)适用于塔顶和塔釜温差较小的混合物分离，塔顶蒸汽压缩式热泵是其中的一种形式，通过压缩机将塔顶“低品位”蒸汽增压后与塔釜物流进行换热，从而减小再沸器和冷凝器的负荷。

现有三组分混合物的分离一般采用传统两塔模型进行分离，能耗较高且分离精度低，本实用新型将塔顶压缩式热泵-分隔壁精馏塔应用于三组分混合物的分离中，减小了设备投资的同时也极大的降低了能耗。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型分隔壁精馏塔装置，适用于三组分混合物分离的节能装置，节约能耗和设备投资。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：包括分隔壁精馏塔，其内部设有一隔板，该隔板与液体分布器和气体分布器将塔内部分为四个区域：所述隔板左侧为进料段，所述隔板右侧为侧线采出段，所述隔板上部为公共精馏段，所述隔板下部为公共提馏段，包括压缩机、换热器、节流阀、辅助冷却器、分离罐，所述分隔壁精馏塔的进料段设有三组分混合物原料进口，所述侧线采出段设有中间组分出口，所述分隔壁精馏塔的塔顶蒸汽出口与压缩机的进气端连通，所述压缩机的出气端与换热器管程的进气端连通，所述换热器管程的出气端与节流阀的进料端连通，所述节流阀的出料端与辅助冷却器的进料端连通，所述辅助冷却器的出料端与分离罐的进料端连通，所述分离罐上设有两个出口，其中一个出口与分隔壁精馏塔的顶部连通，另一个出口为轻组分出口，所述分隔壁精馏塔的底部设有重组分出口。

在优选的实施方案中，所述换热器壳程进料端及所述换热器壳程出料端均与分隔壁精馏塔底部的公共提馏段连通。

在优选的实施方案中，所述压缩机类型为等熵压缩机或多变压缩机，其压缩比为2～5，单级或多级压缩，所述压缩机的出口温度不大于150℃。

在优选的实施方案中，所述换热器和辅助冷却器均为固定管板式换热器，热流体位于所述换热器管程，冷流体位于所述换热器壳程，所述辅助冷却器采用冷却水进行二次冷凝。

在优选的实施方案中，所述分隔壁精馏塔的塔顶和所述分隔壁精馏塔的塔釜的温差在30℃以内。

在优选的实施方案中，所述分隔壁精馏塔的塔体材料为碳钢。

本实用新型的有益效果为：三组分混合物进入塔顶压缩式热泵-分隔壁精馏塔工艺及装置进行分离，将该分隔壁精馏塔的再沸器、冷凝器取消，直接引出塔顶“低品位”蒸汽，经过压缩机进行增压，使得塔顶蒸汽“品位”提高一个等级，作为热源与塔釜液相进行换热，放出热量加热液体，再经节流阀减压降温，设置辅助冷却器进行二次冷凝，二次冷凝后的液体一部分回流至塔顶，另一部分采出轻组分产品；塔釜液相一部分与“高品位”蒸汽换热后回流至塔底，另一部分采出重组分产品；侧线采出中间组分产品，对塔顶和塔釜进行热集成，减少了返混现象的发生和有效能的损失，相较于常规两塔工艺分离三元混合物，去除了两个再沸器和两个冷凝器及其附属工艺管道和控制结构，极大提高了精馏过程的热力学效率，能耗和设备投资有效降低。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的新型分隔壁精馏塔装置的结构示意图。

图中：

1、分隔壁精馏塔；2、隔板；3、三组分混合物原料进口；4、中间组分出口；5、压缩机；6、换热器；7、节流阀；8、辅助冷却器；9、分离罐；10、重组分出口；11、轻组分出口；12、分隔壁塔的塔顶；13、分隔壁塔的塔釜；14、液体分布器；15、气体分布器；16、换热器管程管程进气端；17、换热器管程出气端；18、换热器壳程进料端；19、换热器壳程出料端。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面将参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型实施例的一种新型分隔壁精馏塔装置，包括分隔壁精馏塔1，其内部设有一隔板2将塔内部分为四个区域：隔板2左侧为进料段I，隔板2右侧为侧线采出段II，隔板2上部为公共精馏段III，隔板2下部为公共提馏段IV，包括压缩机5、换热器6、节流阀7、辅助冷却器8、分离罐9，分隔壁精馏塔1的进料段I设有三组分混合物原料进口3，侧线采出段II设有中间组分出口4，分隔壁精馏塔1的塔顶蒸汽出口与压缩机5的进气端连通，压缩机5的出气端与换热器6管程进气端16连通，换热器6管程出气端17与节流阀7的进料端连通，节流阀7的出料端与辅助冷却器8的进料端连通，辅助冷却器8的出料端与分离罐9的进料端连通，分离罐9上设有两个出口，其中一个出口与分隔壁精馏塔1的顶部连通，另一个出口为轻组分出口11，分隔壁精馏塔1的底部设有重组分出口10。

三组分混合物原料在低于泡点温度5℃左右进入分隔壁精馏塔1进行分离，根据三组分混合物相对挥发度的差异进行分离，分隔壁精馏塔1塔顶采出轻组分、侧线采出中间组分、塔釜采出重组分。

换热器6的壳程进料端18及壳程出料端19均与分隔壁精馏塔1底部的公共提馏段IV连通。

分隔壁精馏塔装置将分隔壁精馏塔1和塔顶压缩式热泵(压缩机5、换热器6、节流阀7、辅助冷却器8、分离罐9)进行耦合，取消原有分隔壁精馏塔1塔顶冷凝器和塔釜再沸器，引出塔顶“低温低压”蒸汽进入压缩机5增压为“高温高压”蒸汽后与塔釜液相(换热器6的壳程)进行换热，冷凝放热后的物流再经节流阀7减压至塔顶压力左右，经辅助冷却器8二次冷凝后经分离罐9，一部分液相进行回流至分隔壁精馏塔1的顶部，另一部分由轻组分出口11采出轻组分；塔釜液相(换热器6的壳程)吸热汽化后进行回流，另一部分作为重组分由重组分出口10采出；侧线采出中间组分产品。

分隔壁精馏塔1要求三组分混合物原料中中间组分为主要进料组分，且轻、重组分相对于中间组分的相对挥发度相当。

压缩机5类型为等熵压缩机或多变压缩机，其压缩比为2～5，单级或多级压缩，级间设有冷却装置和润滑装置，压缩机5的出口温度不大于150℃。

换热器6和辅助冷却器8均为固定管板式换热器，热流体位于换热器6的管程，冷流体位于换热器6的壳程，辅助冷却器8采用冷却水进行二次冷凝。

分隔壁精馏塔1的塔顶12和分隔壁精馏塔1的塔釜13的温差在30℃以内，塔内部可装填不同型式的填料或塔板或填料与塔板相结合。

分隔壁精馏塔1的塔体材料为碳钢。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种新型分隔壁精馏塔装置，包括分隔壁精馏塔，其内部设有一隔板，所述隔板与液体分布器和气体分布器将塔内部分为四个区域：所述隔板左侧为进料段，所述隔板右侧为侧线采出段，所述隔板上部为公共精馏段，所述隔板下部为公共提馏段，其特征在于：包括压缩机、换热器、节流阀、辅助冷却器、分离罐，所述分隔壁精馏塔的进料段设有三组分混合物原料进口，所述侧线采出段设有中间组分出口，所述分隔壁精馏塔的塔顶蒸汽出口与压缩机的进气端连通，所述压缩机的出气端与换热器管程的进气端连通，所述换热器管程的出气端与节流阀的进料端连通，所述节流阀的出料端与辅助冷却器的进料端连通，所述辅助冷却器的出料端与分离罐的进料端连通，所述分离罐上设有两个出口，其中一个出口与分隔壁精馏塔的顶部连通，另一个出口为轻组分出口，所述分隔壁精馏塔的底部设有重组分出口。

2.根据权利要求1所述的新型分隔壁精馏塔装置，其特征在于：换热器壳程进料端及换热器壳程出料端均与分隔壁精馏塔底部的公共提馏段连通。

3.根据权利要求1所述的新型分隔壁精馏塔装置，其特征在于：所述压缩机类型为等熵压缩机或多变压缩机，其压缩比为2～5，单级或多级压缩，所述压缩机的出口温度不大于150℃。

4.根据权利要求1所述的新型分隔壁精馏塔装置，其特征在于：所述换热器和辅助冷却器均为固定管板式换热器，热流体位于所述换热器管程，冷流体位于所述换热器壳程，所述辅助冷却器采用冷却水进行二次冷凝。

5.根据权利要求1所述的新型分隔壁精馏塔装置，其特征在于：所述分隔壁精馏塔的塔顶和所述分隔壁精馏塔的塔釜的温差在30℃以内。

6.根据权利要求1所述的新型分隔壁精馏塔装置，其特征在于：所述分隔壁精馏塔的塔体材料为碳钢。

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