CN219941812U - 一种精馏装置热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种精馏装置热回收系统，包括精馏塔，所述精馏塔的顶部产品出口依次连接换热器、冷凝器，所述精馏塔的底部产品出口与冷却器相连，所述换热器和冷却器上均设置原料液入口和原料液出口，换热器上的原料液出口和冷却器上的原料液出口均与原料混合罐相连，所述原料混合罐与精馏塔的原料入口相连；本实用新型提供的精馏装置热回收系统，可以同时实现对塔顶产品和塔底产品中热量的回收，既降低了给原料预热器中热媒加热的温控机的负荷，又降低了给塔顶冷凝器中冷媒降温的冷水机的负荷，从而整体上降低冷水机和温控机的能耗，不仅充分利用余热，而且实现经济环保效益双收。
Description
技术领域
本实用新型属于化工节能技术领域，具体涉及一种精馏装置热回收系统。
背景技术
这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
在化工生产过程中，精馏装置在分离提纯产品方面有着至关重要的作用，一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。精馏装置虽能保障产品质量，但是能量消耗量巨大。因此，在保证产品质量合格的前提下，降低能量消耗是降低生产成本和提高产品经济效益的重要途径。随着科技进步和制造业的蓬勃发展，越来越多采用高端节能技术的精馏装置应运而生。传统的精馏系统中，精馏装置主要能耗在冷水机和温控机以及泵等方面。温控机消耗大量能源为物料提供热量，又需要冷水机消耗大量能源将物料蒸汽冷凝，使得加热和降温两个方向的总能量消耗巨大。
传统精馏系统存在能耗较大、生产成本较高的问题，既不符合当前“节能减排”的可持续发展理念，又不能实现经济环保效益双丰收。中国发明专利CN114370629A，公开了一种苯二酚产品精馏塔余热回收装置及方法，通过在精馏塔的顶部设置冷凝器实现对塔顶气相热量的回收，但是这种装置存在以下问题，一是没有对塔底流出的液体中的能量进行回收，损失了部分能量；二是需要其他的换热介质来实现热量回收，导致系统复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种精馏装置热回收系统，利用流股间换热方式能够实现对回收塔顶蒸汽和塔底产品余热的同时回收。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本实用新型的实施例提供了一种精馏装置热回收系统，包括精馏塔，所述精馏塔的顶部产品出口依次连接换热器、冷凝器，所述精馏塔的底部产品出口与冷却器相连，所述换热器和冷却器上均设置原料液入口和原料液出口，换热器上的原料液出口和冷却器上的原料液出口均与原料混合罐相连，所述原料混合罐与精馏塔的原料入口相连。
作为进一步的技术方案，所述冷凝器上的产品出口经过管路分别与精馏塔和塔顶产品储罐相连。
作为进一步的技术方案，所述冷凝器与精馏塔连接的管路上设置回流装置，所述回流装置包括回流罐和回流比例控制器。
作为进一步的技术方案，所述精馏塔的底部产品出口还经过管道与再沸器相连，再沸器上的产品出口经过管道与精馏塔相连。
作为进一步的技术方案，所述再沸器上还设置蒸汽进口和冷凝水出口。
作为进一步的技术方案，所述原料混合罐和精馏塔之间还设置原料预热器。
作为进一步的技术方案，所述原料预热器上设置蒸汽进口和冷凝水出口。
作为进一步的技术方案，所述原料混合罐内设置搅拌装置，所述搅拌装置采用螺旋桨叶。
作为进一步的技术方案，所述换热器采用板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器中的一种。
作为进一步的技术方案，所述换热器和冷却器上的原料液入口经过三通比例调节阀与原料储罐相连。
上述本实用新型的实施例的有益效果如下：
本实用新型提供的精馏装置热回收系统，可以同时实现对塔顶产品和塔底产品中热量的回收，对精馏系统采用流股间换热精馏技术，对高温流股提取热量利用，将物料余热回收用于原料的预热，既降低了给原料预热器中热媒加热的温控机的负荷，又降低了给塔顶冷凝器中冷媒降温的冷水机的负荷，从而整体上降低冷水机和温控机的能耗，不仅充分利用余热，而且实现经济环保效益双收。
本实用新型提供的精馏装置热回收系统，通过设置的塔顶换热器和冷凝器，两者串联形成“双冷凝”系统，能实现塔顶蒸汽的充分冷凝；通过设置的塔顶换热器、塔底冷却器和原料预热器，使原料液在进精馏塔前所经过的冷却器/换热器和原料预热器，形成“双预热”系统，能保障原料温度达到工艺要求。
本实用新型提供的精馏装置热回收系统，设置有原料混合罐，可收集两股被加热的原料液，并装有简易搅拌装置，使得两原料流股混合，储罐内原料液温度均匀。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型的精馏装置热回收系统的示意图。
示意图仅作示意使用；
其中，1、精馏塔；2、换热器；3、冷凝器；4、冷却器；5、塔底产品储罐；6、原料储罐；7、原料混合罐；8、原料预热器；9、塔顶产品储罐；10、再沸器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1
本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种精馏装置热回收系统，包括精馏塔1、换热器2、冷凝器3、冷却器4、塔底产品储罐5、原料储罐6、原料混合罐7、原料预热器8、塔顶产品储罐9、再沸器10。
精馏塔1是用于分离含有不同沸点组分得混合物，其工作原理是是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汽压不同这一性质，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。所述精馏塔1的顶部产品出口依次连接换热器2、冷凝器3，换热器2用于回收从塔顶出来的产品中的热量，换热器2上设置原料入口和原料出口，顶部产品与原料在换热器2中进行换热，利用顶部产品的热量加热原料；冷凝器3用于对从换热器出来的顶部产品进一步换热冷凝，冷凝器上设置冷却水进口和冷却水出口，利用冷却水对未冷凝的顶部产品进一步冷凝。
冷凝器3上的产品出口经过管路分别与精馏塔1和塔顶产品储罐9相连，即冷凝后的顶部产品一部分回流至精馏塔1，另一部分送至塔顶产品储罐9中进行保存使用。进一步地，所述冷凝器3与精馏塔1连接的管路上设置回流装置，所述回流装置包括回流罐和回流比例控制器，用于将冷凝后的顶部产品按照一定的比例回流至精馏塔中。
精馏塔1的底部产品出口与冷却器4相连，冷却器4上设置原料液进口和原料液出口，从精馏塔出来的底部产品进入冷却器中，在冷却器中底部产品的热量被换热至原料液中，实现塔底产品热量的回收。冷却器4的产品出口与塔底产品储罐5相连，用于对降温后的塔底产品进行储存。
换热器2上的原料液出口和冷却器4上的原料液出口均与原料混合罐7相连，两股经过加热的原料液在原料混合罐7中进行混合换热，原料混合罐7内设置搅拌装置，所述搅拌装置采用螺旋桨叶，可以加快两股原料液的混合效率，所述原料混合罐7经过原料预热器8与精馏塔1的原料入口相连，混合后的原料经过原料预热器8的预热进入精馏塔1中，原料预热器上设置蒸汽进口和冷凝水出口，通过高温蒸汽实现对原料液的预热。
精馏塔1的底部产品出口还经过管道与再沸器10相连，再沸器10上的产品出口经过管道与精馏塔1相连，所述再沸器10上还设置蒸汽进口和冷凝水出口，通过高温蒸汽对塔底产品进行加热。
在本实施例中，所述换热器2采用板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器中的一种。
在本实施例中，换热器2和冷却器3上的原料入口均通过管道与原料储罐6相连，具体的，换热器、冷却器和原料储罐之间通过三通比例调节阀相连，三通比例调节阀用于调节两股分别进入换热器和冷凝器的流量和比率，具体的，两股原料液流股的流量和比率是按照实际塔顶蒸汽和塔底产品液的温度和热量等条件综合考虑。
本实施例提供的精馏装置热回收系统的工作原理如下：
将精馏塔塔顶出来的物料蒸汽，经过换热器作为热源加热处于低温或常温的原料液；塔顶蒸汽与原料液完成热交换，部分塔顶产品蒸汽被冷凝为液态；未被冷凝的塔顶产品蒸汽进入冷凝器进一步换热并冷凝，冷凝后的凝液通过回流装置，部分回流返回精馏塔，另一部分作为塔顶产品采出；将精馏塔塔底出来的温度较高的产品，经过塔底产品冷却器作为热源加热处于低温或常温的原料液，与原料液完成热交换后采出至产品储罐中；将两股的原料液在分别通过塔顶物料汽和塔釜出料产品液的加热后汇集混合一起，再通过原料预热器，使已经初步加热的原料液进一步加热，达到工艺所需的温度要求。
本实施例提供的精馏装置热回收系统是对精馏塔塔顶塔釜温差不超过50℃的精馏系统流股间换热精馏技术进行余热回收利用，可以将所述精馏塔塔顶需冷凝的蒸汽和塔釜产品液热量回收，用于给原料液加热，从而减少能源损耗，实现热能的充分利用。
通过对多种混合物体系开展的多次精馏实验，包括常见的乙醇-水体系甲醇-水体系以及苯-甲苯体系，还有较少见吗啉-水体系等，采用了本实施例提供的精馏装置热回收系统，比传统精馏装置节省30％-50％的能耗，综合节能率45％，在很大程度上回收了体系余热，节省了能源的消耗。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种精馏装置热回收系统，其特征在于，包括精馏塔，所述精馏塔的顶部产品出口依次连接换热器、冷凝器，所述精馏塔的底部产品出口与冷却器相连，所述换热器和冷却器上均设置原料液入口和原料液出口，换热器上的原料液出口和冷却器上的原料液出口均与原料混合罐相连，所述原料混合罐与精馏塔的原料入口相连。
2.如权利要求1所述的精馏装置热回收系统，其特征在于，所述冷凝器上的产品出口经过管路分别与精馏塔和塔顶产品储罐相连。
3.如权利要求2所述的精馏装置热回收系统，其特征在于，所述冷凝器与精馏塔连接的管路上设置回流装置，所述回流装置包括回流罐和回流比例控制器。
4.如权利要求1所述的精馏装置热回收系统，其特征在于，所述精馏塔的底部产品出口还经过管道与再沸器相连，再沸器上的产品出口经过管道与精馏塔相连。
5.如权利要求4所述的精馏装置热回收系统，其特征在于，所述再沸器上还设置蒸汽进口和冷凝水出口。
6.如权利要求1所述的精馏装置热回收系统，其特征在于，所述原料混合罐和精馏塔之间还设置原料预热器。
7.如权利要求6所述的精馏装置热回收系统，其特征在于，所述原料预热器上设置蒸汽进口和冷凝水出口。
8.如权利要求1所述的精馏装置热回收系统，其特征在于，所述原料混合罐内设置搅拌装置，所述搅拌装置采用螺旋桨叶。
9.如权利要求1所述的精馏装置热回收系统，其特征在于，所述换热器采用板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器中的一种。
10.如权利要求1所述的精馏装置热回收系统，其特征在于，所述换热器和冷却器上的原料液入口经过三通比例调节阀与原料储罐相连。
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