CN219558741U - 热耦合精馏装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的热耦合精馏装置，包括精馏塔Ⅰ，精馏塔Ⅰ塔釜通过连通有再沸器，精馏塔Ⅰ塔顶连通有换热单元，换热单元还通过管道连通精馏塔Ⅱ塔釜，精馏塔Ⅰ塔顶经换热单元后再通过气相管道连通至精馏塔Ⅱ中部。本实用新型的热耦合精馏装置，精馏塔Ⅰ塔顶的气相可为精馏塔Ⅱ塔釜提供热源，省去了精馏塔Ⅱ塔釜再沸器；同时精馏塔Ⅰ塔顶的气相部分冷凝后全回流，未冷凝的气相可直接用于精馏塔Ⅱ进料，省去了精馏塔Ⅰ塔顶冷凝器，又给精馏塔Ⅱ带去了热能，从而起到节能降耗的效果。此外，精馏塔Ⅰ和精馏塔Ⅱ可根据实际工况组合成单塔分凝精馏和双塔分凝精馏两种形式来提高适用性，并且单塔分凝精馏还能够减少设备投资。
Description
技术领域
本实用新型属于多组分精馏装置技术领域，具体涉及一种热耦合精馏装置。
背景技术
精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到气相中，而气相中的重组分转移到液相中，从而实现分离的目的。
如图1所示，具有少量轻组分的三组分物系，其传统精馏流程为，待分离物料进入1#精馏塔1中部，塔顶气相经过冷凝器冷凝后进入回流罐，其中一部分作为回流返回至1#精馏塔1顶部，另一部分作为进料进入2#精馏塔2中部，1#精馏塔1塔釜产出满足要求的液相产品。1#精馏塔1塔釜采用蒸汽加热，通过再沸器供热；进入2#精馏塔2中部的液相物料，塔顶气相经过塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，其中一部分作为回流返回至2#精馏塔2塔顶，另一部分作为气相产品从顶部排出。2#精馏塔2塔釜采用蒸汽加热，通过再沸器供热。塔釜液相一部分经过再沸器作为气相返回至2#精馏塔2塔釜，另一部分液相作为液相产品出装置。通过以上传统精馏流程可以看出，两个精馏塔塔釜均需设置单独的再沸器供热，能耗较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种热耦合精馏装置，解决了现有精馏装置能耗高的问题。
本实用新型所采用的技术方案是：热耦合精馏装置，包括精馏塔Ⅰ，精馏塔Ⅰ塔釜通过连通有再沸器，精馏塔Ⅰ塔顶连通有换热单元，换热单元还通过管道连通精馏塔Ⅱ塔釜，精馏塔Ⅰ塔顶经换热单元后再通过气相管道连通至精馏塔Ⅱ中部。
本实用新型的特点还在于，
换热单元包括固定连通于精馏塔Ⅰ塔顶上方的蒸发冷凝器，蒸发冷凝器上方通过连通壳固定架设精馏塔Ⅱ，蒸发冷凝器底端一侧通过管道连通至精馏塔Ⅱ底端，蒸发冷凝器顶端一侧通过管道连通至精馏塔Ⅱ塔釜一侧，连通壳的一侧通过管道连通至精馏塔Ⅱ中部。
换热单元包括通过管道与精馏塔Ⅰ塔顶连通的换热器，换热器还通过管道与精馏塔Ⅱ塔釜连通，换热器连通精馏塔Ⅰ塔顶的另一端通过管道连通有回流罐Ⅰ，回流罐Ⅰ底端通过管道连通至精馏塔Ⅰ塔顶，回流罐Ⅰ顶端通过管道连通至精馏塔Ⅱ中部。
精馏塔Ⅱ塔顶通过管道经冷凝器连通有回流罐Ⅱ，回流罐Ⅱ底端通过管道连通至精馏塔Ⅱ塔顶，回流罐Ⅱ顶端连通有不凝气管道。
精馏塔Ⅰ塔釜和精馏塔Ⅱ塔釜均连通有液相管道。
精馏塔Ⅰ中部连通有待分离物料管道。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的热耦合精馏装置，精馏塔Ⅰ塔顶的气相可为精馏塔Ⅱ塔釜提供热源，省去了精馏塔Ⅱ塔釜再沸器；同时精馏塔Ⅰ塔顶的气相部分冷凝后全回流，未冷凝的气相可直接用于精馏塔Ⅱ进料，省去了精馏塔Ⅰ塔顶冷凝器，又给精馏塔Ⅱ带去了热能，从而起到节能降耗的效果。此外，精馏塔Ⅰ和精馏塔Ⅱ可根据实际工况组合成单塔分凝精馏和双塔分凝精馏两种形式来提高适用性，并且单塔分凝精馏还能够减少设备投资。
附图说明
图1是传统精馏流程示意图；
图2是本实用新型的热耦合精馏装置实施例1的结构示意图；
图3是本实用新型的热耦合精馏装置实施例2的结构示意图。
图中，1.1#精馏塔，2.2#精馏塔，3.精馏塔Ⅰ，4.再沸器，5.精馏塔Ⅱ，6.蒸发冷凝器，7.连通壳，8.换热器，9.回流罐Ⅰ，10.冷凝器，11.回流罐Ⅱ，12.不凝气管道，13.液相管道Ⅰ，14.待分离物料管道，15.回流泵Ⅰ，16.回流泵Ⅱ，17.液相管道Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供了一种热耦合精馏装置，包括精馏塔Ⅰ3，精馏塔Ⅰ3中部连通有待分离物料管道14，精馏塔Ⅰ3塔釜通过连通有再沸器4，精馏塔Ⅰ3塔顶连通有换热单元，换热单元还通过管道连通精馏塔Ⅱ5塔釜，精馏塔Ⅰ3塔顶经换热单元后再通过气相管道连通至精馏塔Ⅱ5中部。精馏塔Ⅱ5塔顶通过管道经冷凝器10连通有回流罐Ⅱ11，回流罐Ⅱ11底端通过管道经回流泵Ⅱ16连通至精馏塔Ⅱ5塔顶，回流罐Ⅱ11顶端连通有不凝气管道12，精馏塔Ⅰ3塔釜连通有液相管道Ⅰ13，精馏塔Ⅱ5塔釜连通有液相管道Ⅱ17。
通过上述方式，本实用新型的热耦合精馏装置，精馏塔Ⅰ3塔顶的气相可为精馏塔Ⅱ5塔釜提供热源，省去了精馏塔Ⅱ5塔釜再沸器；同时精馏塔Ⅰ3塔顶的气相部分冷凝后全回流，未冷凝的气相可直接用于精馏塔Ⅱ5进料，省去了精馏塔Ⅰ3塔顶冷凝器，又给精馏塔Ⅱ带去了热能，从而起到节能降耗的效果。
此外，精馏塔Ⅰ3和精馏塔Ⅱ5可根据实际工况组合成单塔分凝精馏和双塔分凝精馏两种形式来提高适用性。并且单塔分凝精馏采用蒸发冷凝器6既可以满足蒸发又可以满足冷凝，结合两个精馏塔的上下设置形式，还可以节省精馏塔Ⅰ3塔顶回流罐、回流泵等设备，因此够减少设备投资。
实施例1
当精馏塔Ⅰ3和精馏塔Ⅱ5组合成单塔分凝精馏形式时，换热单元包括固定连通于精馏塔Ⅰ3塔顶上方的蒸发冷凝器6，蒸发冷凝器6上方通过连通壳7固定架设精馏塔Ⅱ5，蒸发冷凝器6底端一侧通过管道连通至精馏塔Ⅱ5底端，蒸发冷凝器6顶端一侧通过管道连通至精馏塔Ⅱ5塔釜一侧，连通壳7的一侧通过管道连通至精馏塔Ⅱ5中部。
如图2所示，以甲醇的单塔分凝精馏流程为例：粗甲醇及其中含有的丙酮、氮气、一氧化碳、水、乙醇等待分离物料通过待分离物料管道14进入精馏塔Ⅰ3中部，塔内气相上升，液相下落。
精馏塔Ⅰ3塔顶气相经过蒸发冷凝器6管程给精馏塔Ⅱ5塔釜返回液提供热源后进入连通壳7内，再通过管道进入精馏塔Ⅱ5中部作为进料；未经蒸发的液相回流下落至精馏塔Ⅰ3，精馏塔Ⅰ3塔釜通过再沸器4供热，塔釜液相物料经再沸器4后一部分作为气相返回塔内上升，另一部分主要为乙醇和水作为液相重组分产品通过液相管道Ⅰ13出装置。
精馏塔Ⅱ5塔釜抽出的液相一部分作为回流液返回进入蒸发冷凝器6，一部分主要为甲醇作为中间组分液相产品通过液相管道Ⅱ17出装置；进入蒸发冷凝器6壳程的液相经蒸发后以气液混相进入精馏塔Ⅱ5塔釜。
精馏塔Ⅱ5塔顶气相经过冷凝器10进行部分冷凝，被冷凝的冷凝液作为回流进入回流罐Ⅱ11后经泵回流泵Ⅱ16送至精馏塔Ⅱ5塔顶，未冷凝的丙酮、氮气、一氧化碳等轻组分不凝气通过不凝气管道12从回流罐Ⅱ11顶部出装置。
实施例2
当精馏塔Ⅰ3和精馏塔Ⅱ5组合成双塔分凝精馏形式时，换热单元包括通过管道与精馏塔Ⅰ3塔顶连通的换热器8，换热器8还通过管道与精馏塔Ⅱ5塔釜连通，换热器8连通精馏塔Ⅰ3塔顶的另一端通过管道连通有回流罐Ⅰ9，回流罐Ⅰ9底端通过管道经回流泵Ⅰ15连通至精馏塔Ⅰ3塔顶，回流罐Ⅰ9顶端通过管道连通至精馏塔Ⅱ5中部。
如图3所示，以甲醇的双塔分凝精馏流程为例：粗甲醇及其中含有的丙酮、氮气、二氧化碳、水、乙醇等待分离物料通过待分离物料管道14进入精馏塔Ⅰ3中部，气相上升，液相下落。
精馏塔Ⅰ3塔顶气相直接进入精馏塔Ⅱ5塔釜换热器8，为其提供热源；冷凝下来的凝结液返回回流罐Ⅰ9，冷凝液经回流泵Ⅰ15加压后作为回流返回至精馏塔Ⅰ3顶部；未冷凝的气相进入精馏塔Ⅱ5中部进料。精馏塔Ⅰ3塔釜通过再沸器4供热，塔釜物料经再沸器4加热后，一部分作为气相返回塔内，一部分主要为乙醇和水作为液相重组分产品通过液相管道Ⅰ13出装置。
未冷凝的气相进入精馏塔Ⅱ5中部后，塔顶气相经过冷凝器10冷凝后进入回流罐Ⅱ11，冷凝下来的冷凝液经回流泵Ⅱ16加压后返回至精馏塔Ⅱ5塔顶；未冷凝的气相主要为丙酮、氮气、一氧化碳等轻组分通过不凝气管道12出装置。精馏塔Ⅱ5塔釜采用精馏塔Ⅰ3塔顶气相加热，通过换热器8供热。塔釜物料经换热器8供热后，一部分作为气相返回塔内，一部分主要为甲醇作为中间产品通过液相管道Ⅱ17出装置。
Claims (4)
1.热耦合精馏装置，其特征在于，包括精馏塔Ⅰ(3)，精馏塔Ⅰ(3)塔釜通过管道连通有再沸器(4)，精馏塔Ⅰ(3)塔顶连通有换热单元，换热单元还通过管道连通精馏塔Ⅱ(5)塔釜，精馏塔Ⅰ(3)塔顶经换热单元后再通过气相管道连通至精馏塔Ⅱ(5)中部；
所述换热单元包括固定连通于精馏塔Ⅰ(3)塔顶上方的蒸发冷凝器(6)，蒸发冷凝器(6)上方通过连通壳(7)固定架设精馏塔Ⅱ(5)，蒸发冷凝器(6)底端一侧通过管道连通至精馏塔Ⅱ(5)底端，蒸发冷凝器(6)顶端一侧通过管道连通至精馏塔Ⅱ(5)塔釜一侧，连通壳(7)的一侧通过管道连通至精馏塔Ⅱ(5)中部；
或者，所述换热单元包括通过管道与精馏塔Ⅰ(3)塔顶连通的换热器(8)，换热器(8)还通过管道与精馏塔Ⅱ(5)塔釜连通，换热器(8)连通精馏塔Ⅰ(3)塔顶的另一端通过管道连通有回流罐Ⅰ(9)，回流罐Ⅰ(9)底端通过管道连通至精馏塔Ⅰ(3)塔顶，回流罐Ⅰ(9)顶端通过管道连通至精馏塔Ⅱ(5)中部。
2.如权利要求1所述的热耦合精馏装置，其特征在于，所述精馏塔Ⅱ(5)塔顶通过管道经冷凝器(10)连通有回流罐Ⅱ(11)，回流罐Ⅱ(11)底端通过管道连通至精馏塔Ⅱ(5)塔顶，回流罐Ⅱ(11)顶端连通有不凝气管道(12)。
3.如权利要求1所述的热耦合精馏装置，其特征在于，所述精馏塔Ⅰ(3)塔釜和精馏塔Ⅱ(5)塔釜均连通有液相管道。
4.如权利要求1所述的热耦合精馏装置，其特征在于，所述精馏塔Ⅰ(3)中部连通有待分离物料管道(14)。
Priority Applications (1)
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| CN202223197132.7U CN219558741U (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 热耦合精馏装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN219558741U true CN219558741U (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=87657224
Family Applications (1)
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| CN202223197132.7U Active CN219558741U (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 热耦合精馏装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN219558741U (zh) |
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2022
- 2022-11-30 CN CN202223197132.7U patent/CN219558741U/zh active Active
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