CN219743936U - 柔性精馏工艺系统 - Google Patents
柔性精馏工艺系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219743936U CN219743936U CN202320611505.6U CN202320611505U CN219743936U CN 219743936 U CN219743936 U CN 219743936U CN 202320611505 U CN202320611505 U CN 202320611505U CN 219743936 U CN219743936 U CN 219743936U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- volatile components
- rectification
- primary
- thin film
- discharged
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 56
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 33
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000199 molecular distillation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- OMOVVBIIQSXZSZ-UHFFFAOYSA-N [6-(4-acetyloxy-5,9a-dimethyl-2,7-dioxo-4,5a,6,9-tetrahydro-3h-pyrano[3,4-b]oxepin-5-yl)-5-formyloxy-3-(furan-3-yl)-3a-methyl-7-methylidene-1a,2,3,4,5,6-hexahydroindeno[1,7a-b]oxiren-4-yl] 2-hydroxy-3-methylpentanoate Chemical compound CC12C(OC(=O)C(O)C(C)CC)C(OC=O)C(C3(C)C(CC(=O)OC4(C)COC(=O)CC43)OC(C)=O)C(=C)C32OC3CC1C=1C=COC=1 OMOVVBIIQSXZSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种柔性精馏工艺系统，包括一级处理设备和位于一级处理设备工艺下游端的精馏系统；精馏系统按照工艺流程分为精馏塔、回流柱、以及部分冷凝器或电磁阀；挥发性组分和部分非挥发性组分通过精馏系统处理后，挥发性组分由精馏系统的工艺末端排出，非挥发性组分回流至一级处理设备。本实用新型的柔性精馏工艺系统集薄膜蒸发、分子蒸馏与塔板及填料精馏塔精馏技术优势于一身，可实现对复杂体系、热敏性物质进行蒸馏分离和提纯。
Description
技术领域
本实用新型涉及精馏技术领域，尤其涉及一种薄膜、分子精馏与精馏塔结合的柔性精馏工艺系统。
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(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。
现有技术中，精馏塔工艺系统主要构成有两部分，分别为：釜式再沸器和精馏塔。另外还包括一些辅助外围设备，例如加热器和真空泵等。
精馏塔工艺突出的有点是通过设计不同理论塔板数的精馏塔(柱)，可以实现不同物质之间的分离。然而其主要的缺点是，釜式再沸器中无法实现高真空，且加热时间长，因而对于高沸点、热敏性物质的蒸馏分离依然无能为力。
薄膜蒸发、分子蒸馏的原理与精馏塔基本一致，都是利用混合物中各组分具有不同的挥发度对物质进行分离，最大的优点是可以在100-0.001mbar的压力下，采用比常压沸点更低的温度进行蒸馏，因此，特别有效防止物质的热敏反应，非常适用于高沸点、热敏性物质的蒸馏分离。但是，该技术的缺点是：一个蒸发器内的一次蒸馏只有一个塔板数，无法实现对复杂体系中各物质的分离和提纯。
因此，基于上述技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种薄膜、分子精馏与精馏塔结合的柔性精馏工艺系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种集合薄膜蒸发、分子蒸馏与精馏塔技术之优势，实现对复杂体系、热敏性物质进行蒸馏分离和提纯的柔性精馏工艺系统。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型的一种柔性精馏工艺系统，该工艺系统包括：
一级处理设备，所述一级处理设备接收混合物料并进行一次蒸发处理，一次蒸发处理得到的挥发性组分由所述一级处理设备的蒸汽出口排放至工艺下游，一次蒸发处理得到的非挥发性组分由所述一级处理设备的重组分出口排放，一次蒸发处理得到的挥发性组分和部分非挥发性组分由所述一级处理设备的蒸汽出口排放至工艺下游；
位于所述一级处理设备工艺下游端的精馏系统；
所述精馏系统按照工艺流程分为：
与所述一级处理设备连通以接收挥发性组分和部分非挥发性组分的精馏塔；
位于所述精馏塔工艺下游端的回流柱；以及
部分冷凝器或电磁阀；
挥发性组分和部分非挥发性组分通过所述精馏系统处理后，挥发性组分由所述精馏系统的工艺末端排出，非挥发性组分回流至所述一级处理设备。
进一步的，所述一级处理设备选用薄膜蒸发器；
所述薄膜蒸发器通过进料口接收混合物料；
经过所述薄膜蒸发器一次蒸发处理后的挥发性组分和部分非挥发性组分经由所述薄膜蒸发器的蒸汽出口输送至工艺下游端的精馏系统；
经过所述薄膜蒸发器一次蒸发处理后的非挥发性组分经由所述薄膜蒸发器的重组分出口排放。
进一步的，所述一级处理设备选用分子蒸馏器；
所述分子蒸馏器通过进料口接收混合物料；
经过所述分子蒸馏器一次蒸发处理后的挥发性组分和部分非挥发性组分经过所述分子蒸馏器的蒸汽出口输送至工艺下游端的精馏系统；
经过所述分子蒸馏器一次蒸发处理后的非挥发性组分经由所述分子蒸馏器的重组分出口排放。
在上述技术方案中，本实用新型提供的一种柔性精馏工艺系统，具有以下有益效果：
本实用新型的柔性精馏工艺系统集薄膜蒸发、分子蒸馏与塔板及填料精馏塔精馏技术优势于一身，可实现对复杂体系、热敏性物质进行蒸馏分离和提纯。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的柔性精馏工艺系统的第一种实施方式的系统流程图；
图2为本实用新型实施例提供的柔性精馏工艺系统的第二种实施方式的系统流程图。
附图标记说明：
101、薄膜蒸发器；102、分子蒸馏器；
2、精馏系统；
201、精馏塔；202、回流柱；203、部分冷凝器或电磁阀。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
参见图1至图2所示；
本实施例的一种柔性精馏工艺系统，该工艺系统包括：
一级处理设备，一级处理设备接收混合物料并进行一次蒸发处理，一次蒸发处理得到的挥发性组分由一级处理设备的蒸汽出口排放至工艺下游，一次蒸发处理得到的非挥发性组分由一级处理设备的重组分出口排放，一次蒸发处理得到的挥发性组分和部分非挥发性组分由一级处理设备的蒸汽出口排放至工艺下游；
位于一级处理设备工艺下游端的精馏系统2；
精馏系统2按照工艺流程分为：
与一级处理设备连通以接收挥发性组分和部分非挥发性组分的精馏塔201；
位于精馏塔201工艺下游端的回流柱202；以及
部分冷凝器或电磁阀203；
挥发性组分和部分非挥发性组分通过精馏系统2处理后，挥发性组分由精馏系统2的工艺末端排出，非挥发性组分回流至一级处理设备。
参见图1所示，实施例一，本实施例一以一级处理设备为薄膜蒸发器101为例做进一步的解释和说明。
本实施例一的一级处理设备选用薄膜蒸发器101；
薄膜蒸发器101通过进料口接收混合物料；
经过薄膜蒸发器101一次蒸发处理后的挥发性组分和部分非挥发性组分经由薄膜蒸发器101的蒸汽出口输送至工艺下游端的精馏系统2；
经过薄膜蒸发器101一次蒸发处理后的非挥发性组分经由薄膜蒸发器101的重组分出口排放。
本实施例一以二元混合物料为例，该二元混合物料中A为轻组分，B为重组分，且A为热敏性物质。本实施例一的薄膜精馏工艺系统主要是将A和B分离，且A不发生热敏反应。
具体为：本实施例一的薄膜蒸发器101与精馏系统2之间通过管道连接，且精馏系统2中的精馏塔201、回流柱202、部分冷凝器三个部件整体位于同一个圆柱体内，每个部件之间可以采用多孔挡板隔开，或者根据工艺要求利用其他方式分开。
首先，含有AB两种物质的混合物料从进料口进入薄膜蒸发器101中，连续加入的混合物料随着其向下流动，成膜装置将其在蒸发器内表面上分布成一层均匀的薄膜，该薄膜蒸发器101采用热介质(如导热油、热水或蒸汽等)进行加热，由于达到热敏反应温度后物质的热敏反应程度与温度呈指数关系，因此，降低温度是放置热敏反应发生的最重要手段。为了防止热敏性的A物质发生热敏反应(如聚合、裂解、碳化等)，通常情况下设备需要在一定真空度下进行，以本实施例一的薄膜蒸发器为例，真空度通常在1-100mbar，以降低A物质的汽化点，从而避免A物质发生热敏反应。这样在一定的温度和真空度下，达到沸点的A组分将被蒸发，并通过上部的蒸汽出口进入工艺下游的精馏系统，而非挥发性组分(重组分)将从蒸发器底部流出。
如果A、B两种物质的分离系数不是无穷大的话，为了尽可能降低重组分中A的残留量，在A物质蒸发的过程中，不可避免地会蒸发掉一部分B物质，也就是从薄膜蒸发器101的蒸汽出口会排出大量的A和少量的B的混合物，即挥发性组分和部分非挥发性组分。
为了进一步分离A和B，排出的大量的A和少量的B的混合物经过工艺下游端的精馏系统2再次处理。
首先，精馏塔201内具有间隔设置的若干层踏板，所形成的液态B物质靠重力作用自上而下流经各层踏板后从塔底流出，同时，各层踏板上会保持有一定厚度的流动液层；气体A物质则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各踏板上的液层上升至塔顶。气、液两相在塔内逐板接触进行热质交换，从而使两相的组分沿塔高阶活式变化，达到精馏分离的目的。
其次，在回流柱202内设置一定高度、直径、密度的填料，气体物质A则在压强差的推动下穿过填料层的空隙，由塔的低端流向顶端，在此过程中，如有液体B物质形成，则气液两相在填料表面径向热质交换，两相的组成沿塔高连续变化。
最后，穿过回流柱202的气体，也就是A物质，再遇部分冷凝器，如果其中还含有一定量的B物质，则直接通过控制冷凝器的温度，将物质B冷凝成液体，再回流到回流柱内，再次进行热质交换。
通过上述的工艺系统，实现到达系统顶端的物质是纯度合格的物质A，最后剩余的自然是纯度合格的物质B从薄膜蒸发器101底端流出。
参见图2所示，实施例二，本实施例二以一级处理设备为分子蒸馏器102为例做进一步的解释和说明。
本实施例二的一级处理设备选用分子蒸馏器102；
分子蒸馏器102通过进料口接收混合物料；
经过分子蒸馏器102一次蒸发处理后的挥发性组分和部分非挥发性组分经过分子蒸馏器102的蒸汽出口输送至工艺下游端的精馏系统2；
经过分子蒸馏器102一次蒸发处理后的非挥发性组分经由分子蒸馏器102的重组分出口排放。
本实施例二以二元混合物料为例，该二元混合物料中A为轻组分，B为重组分，且A为热敏性物质。本实施例二的分子蒸馏工艺系统主要是将A和B分离，且A不发生热敏反应。
具体为：本实施例二的分子蒸馏器102与精馏系统2之间通过管道连接，且精馏系统2中的精馏塔201、回流柱202、部分冷凝器三个部件整体位于同一个圆柱体内，每个部件之间可以采用多孔挡板隔开，或者根据工艺要求利用其他方式分开。
首先，将被蒸馏的混合物料连续注入一个高速旋转的圆盘上，在离心力的作用下，物料被分布到蒸馏单元的内表面上。采用热介质(电，蒸汽或热油)均匀而连续地加热蒸馏单元。所注入的原料被成膜系统均匀地分布在该圆柱体的内表面并在重力作用下向下移动。由于达到热敏反应温度后物质的热敏反应程度与温度成指数关系，因此，降低温度是防止热敏反应发生的最重要手段。因此，为了防止热敏性的A物质发生热敏反应(如聚合、裂解、碳化等)，通常情况下设备需要在一定的真空度下运行，以本实施例二的分子蒸馏器102为例，真空度通常在0.001-1mbar，以降低A物质的汽化点，从而避免物质A发生热敏反应。这样，在一定的温度和真空度下，达到沸点的A组分将被蒸发，同时该组分在液相中的组成将发生变化。被蒸发成气体的物质，如果纯度达到工艺需求，则由内置式冷凝器冷凝成液体，遇蒸发器底端收集。如果纯度达不到工艺要求，则保持气态形式，进入工艺下游端的精馏系统2。不能被蒸发的重组分沿分子蒸馏器102内侧壁流出。
如果A、B两种物质的分离系数不是无穷大的话，为了尽可能降低重组分中A的残留量，在A物质蒸发的过程中，不可避免地会蒸发掉一部分B物质，也就是从分子蒸馏器102的蒸汽出口会排出大量的A和少量的B的混合物，即挥发性组分和部分非挥发性组分。
为了进一步分离A和B，排出的大量的A和少量的B的混合物经过工艺下游端的精馏系统2再次处理。
实施例二的精馏系统2的处理原理与实施例一相同，该处不再赘述。
在上述技术方案中，本实用新型提供的一种柔性精馏工艺系统，具有以下有益效果：
本实用新型的柔性精馏工艺系统集薄膜蒸发、分子蒸馏与塔板及填料精馏塔精馏技术优势于一身，可实现对复杂体系、热敏性物质进行蒸馏分离和提纯。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (3)
1.柔性精馏工艺系统，其特征在于，该工艺系统包括：
一级处理设备，所述一级处理设备接收混合物料并进行一次蒸发处理，一次蒸发处理得到的挥发性组分由所述一级处理设备的蒸汽出口排放至工艺下游，一次蒸发处理得到的非挥发性组分由所述一级处理设备的重组分出口排放，一次蒸发处理得到的挥发性组分和部分非挥发性组分由所述一级处理设备的蒸汽出口排放至工艺下游；
位于所述一级处理设备工艺下游端的精馏系统(2)；
所述精馏系统(2)按照工艺流程分为：
与所述一级处理设备连通以接收挥发性组分和部分非挥发性组分的精馏塔(201)；
位于所述精馏塔(201)工艺下游端的回流柱(202)；以及
部分冷凝器或电磁阀(203)；
挥发性组分和部分非挥发性组分通过所述精馏系统(2)处理后，挥发性组分由所述精馏系统(2)的工艺末端排出，非挥发性组分回流至所述一级处理设备。
2.根据权利要求1所述的柔性精馏工艺系统，其特征在于，所述一级处理设备选用薄膜蒸发器(101)；
所述薄膜蒸发器(101)通过进料口接收混合物料；
经过所述薄膜蒸发器(101)一次蒸发处理后的挥发性组分和部分非挥发性组分经由所述薄膜蒸发器(101)的蒸汽出口输送至工艺下游端的精馏系统(2)；
经过所述薄膜蒸发器(101)一次蒸发处理后的非挥发性组分经由所述薄膜蒸发器的重组分出口排放。
3.根据权利要求1所述的柔性精馏工艺系统，其特征在于，所述一级处理设备选用分子蒸馏器(102)；
所述分子蒸馏器(102)通过进料口接收混合物料；
经过所述分子蒸馏器(102)一次蒸发处理后的挥发性组分和部分非挥发性组分经过所述分子蒸馏器(102)的蒸汽出口输送至工艺下游端的精馏系统(2)；
经过所述分子蒸馏器(102)一次蒸发处理后的非挥发性组分经由所述分子蒸馏器(102)的重组分出口排放。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320611505.6U CN219743936U (zh) | 2023-03-27 | 2023-03-27 | 柔性精馏工艺系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320611505.6U CN219743936U (zh) | 2023-03-27 | 2023-03-27 | 柔性精馏工艺系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219743936U true CN219743936U (zh) | 2023-09-26 |
Family
ID=88089473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202320611505.6U Active CN219743936U (zh) | 2023-03-27 | 2023-03-27 | 柔性精馏工艺系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219743936U (zh) |
-
2023
- 2023-03-27 CN CN202320611505.6U patent/CN219743936U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20130143577A (ko) | 저에너지 증류 시스템 및 방법 | |
| US4627890A (en) | Centrifugal device | |
| US2415411A (en) | Method of and apparatus for high vacuum distillation | |
| US10350508B2 (en) | Controlled thin film vapor generator for liquid volume reduction | |
| US20140367244A1 (en) | Controlled Thin Film Vapor Generator for Liquid Volume Reduction | |
| US3388046A (en) | Separation of methanol, water and glycol by plural distillation utilizing heat recovery | |
| CN219743936U (zh) | 柔性精馏工艺系统 | |
| US2308008A (en) | High vacuum distillation apparatus | |
| US2562153A (en) | Vacuum distillation | |
| AU2010249746B2 (en) | Continuous processing reactors and methods of using same | |
| CA1189015A (en) | Method and apparatus for short-path distillation | |
| US2313546A (en) | Distillation apparatus | |
| Voinov et al. | Study of thermal fractionation columns | |
| Madyshev et al. | Increasing efficiency of contact devices of column mass-transfer apparatuses when using thermal fractionation processes | |
| JPH11241881A (ja) | 二重の蒸留塔ユニットの低圧側の塔の作動方法 | |
| EP3067101A1 (en) | An evaporator and process for use thereof | |
| US3489651A (en) | Distillation apparatus utilizing frictional heating and compression of vapors | |
| US2406375A (en) | Fractionating column | |
| US10058796B2 (en) | Evaporator and process for use thereof | |
| US2647862A (en) | Process and apparatus for vacuum distillation | |
| JPH0661404B2 (ja) | 蒸留器及び蒸留方法 | |
| RU2394064C2 (ru) | Способ перегонки нефти | |
| RU2102104C1 (ru) | Способ разделения многокомпонентных смесей близкокипящих и гомогенно-растворимых жидкостей | |
| US1942858A (en) | Distillation apparatus | |
| Eckles et al. | The basics of vacuum processing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |