ES2945748T3 - Columna de destilación no aislada térmicamente - Google Patents

Abstract

Una columna de destilación 1 sin aislamiento térmico tiene: dispositivos de enfriamiento primero y segundo 11, 12 que enfrían indirectamente el fluido dentro de una sección de concentración 2 por medio de un fluido operativo circulante; dispositivos de calentamiento primero y segundo 21, 22 que calientan indirectamente fluido dentro de una sección de recuperación 3 por medio de fluido operativo en circulación; un primer compresor 31 que, en los primeros pasos de circulación P11-P14 entre el primer dispositivo de enfriamiento 11 y el primer dispositivo de calentamiento 21, comprime un fluido operativo del primer dispositivo de enfriamiento 11; un segundo compresor 32 que, en los segundos pasos de circulación P21-P24 entre el segundo dispositivo de enfriamiento 12 y el segundo dispositivo de calentamiento 22, comprime un fluido operativo del segundo dispositivo de enfriamiento 12; un primer dispositivo de expansión 41 que, en los primeros pasos de circulación P11-P14, expande un fluido operativo desde el primer dispositivo de calentamiento 21; y un segundo dispositivo de expansión 42 que, en los segundos pasos de circulación P21-P24, expande un fluido operativo desde el segundo dispositivo de calentamiento 22. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Columna de destilación no aislada térmicamente

Campo técnico

La presente invención se refiere a una columna de destilación diabética.

Técnica antecedente

Una operación de destilación se utiliza ampliamente en procesos industriales tales como el refinado de petróleo y la petroquímica, considerando que también es una operación unitaria con un consumo de energía muy elevado. Por lo tanto, se han realizado muchos estudios con el fin de ahorrar energía en la operación de destilación.

Teóricamente, se sabe que una operación hipotética llamada operación de destilación reversible es la operación de destilación més eficiente (véase, por ejemplo, la Literatura No De Patente 1). La operación de destilación reversible es una operación en la que el enfriamiento continuo en una sección de rectificación (una sección situada por encima de una posición de suministro de materia prima) de una columna de destilación y el calentamiento continuo en una sección de tratamiento (una sección por debajo de la posición de suministro de materia prima) de la misma se llevan a cabo a lo largo de la dirección de la altura. En concreto, es una operación en la que se supone una columna de destilación con un número infinito de etapas, se elimina una cantidad infinitamente pequeña de calor para enfriar cada etapa de la sección de rectificación, y se suministra una cantidad infinitamente pequeña de calor para calentar cada etapa de la sección de tratamiento. La manera de realizar escrupulosamente esa operación hipotética en un aparato real es una guía importante para conseguir ahorrar energía en la operación de destilación.

Como una configuración para realizar el concepto de la operación de destilación reversible que se ha descrito més arriba, la Literatura de Patente 1 propone un aparato de destilación integrada por calor llamado SUPERHIDICO. Este aparato de destilación incluye una columna de rectificación, una columna de tratamiento instalada encima de la co­ lumna de rectificación, un compresor para comprimir el vapor de una sección superior de la columna de tratamiento y a continuación suministrarlo a una sección inferior de la columna de rectificación, un intercambiador de calor situa­ do en una posición predeterminada de la columna de rectificación y una unidad de retirada de líquido situada en una posición predeterminada de la columna de destilación para extraer una parte del líquido de la columna de tratamien­ to. El líquido que se ha retirado de la unidad de retirada de líquido se introduce en el intercambiador de calor, elimi­ nando de esta manera el calor del vapor en la columna de rectificación, y un fluido que se ha obtenido introduciendo el líquido en el intercambiador de calor y que contiene ambas fases, líquida y de vapor, se introduce inmediatamente por debajo de la unidad de retirada de líquido, transfiriendo de esta manera el calor a la columna de tratamiento. Se instalan una pluralidad de intercambiadores de calor y una pluralidad de unidades de retirada de líquido, de modo que se pueda llevar a cabo el enfriamiento en una pluralidad de posiciones apropiadas de la columna de rectificación y se pueda llevar a cabo el calentamiento en una pluralidad de posiciones apropiadas de la columna de tratamiento. De este modo, se puede conseguir una operación similar a la operación de destilación reversible.

Por consiguiente, en el aparato de destilación que se ha descrito més arriba, en comparación con una columna de destilación general, se puede reducir tanto la cantidad de calor extraído del condensador situado en la sección supe­ rior de la columna de rectificación como la cantidad de calor suministrado al hervidor situado en la sección inferior de la columna de tratamiento, con el fin de mejorar el rendimiento de ahorro de energía. Además, este aparato de desti­ lación también es ventajoso en que, puesto que la circulación de fluido entre la columna de rectificación y la columna de tratamiento se proporciona por efecto de termosifón, no se requiere un medio de bombeo tal como una bomba.

Lista de citas

Literatura de patentes

Literatura de Patentes 1: JP 4803470 B

Literatura No de Patentes

Literatura No de Patentes 2: Masaru Nakaiwa et al., "Innovation in distillation processes (Innovación en los procesos de destilación)", Synthesiology, Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST), febrero de 2009, Vol. 2, Núm.1, páginas 5l - 59

Literatura de Patentes 3: US6605190B1

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Problema técnico

En la configuración que se describe en la Literatura de Patentes 1, el vapor de la sección superior de la columna de tratamiento es comprimido por el compresor, y el vapor comprimido y calentado es suministrado a la sección inferior de la columna de rectificación. En este caso, se produce una caída de presión inevitable en una tubería que conecta desde la sección superior de la columna de tratamiento hasta el compresor y en los dispositivos proporcionados a lo largo de la tubería. Por lo tanto, si la configuración descrita en la literatura de patentes 1 se aplica a un sistema con baja presión de funcionamiento, tal como un aparato de destilación al vacío, la caída de presión se convierte en un factor que influye enormemente en la relación de compresión del compresor y que degrada gravemente el rendi­ miento de ahorro de energía. Desde este punto de vista, se desea que una configuración para realizar el concepto de la destilación reversible se pueda aplicar incluso al sistema con baja presión de funcionamiento, tal como el apa­ rato de destilación al vacío.

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar una columna de destilación diabética con un exce­ lente rendimiento de ahorro de energía, independientemente de la presión de funcionamiento.

Solución al problema

Para alcanzar el objeto que se ha descrito més arriba, de acuerdo con una realización de la presente invención, se define una columna de destilación diabética de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con otra realización de la presente invención, se define una columna de destilación diabética de acuerdo con la reivindicación 2.

De acuerdo con la columna de destilación diabética, el enfriamiento en una pluralidad de posiciones apropiadas en la sección de rectificación puede ser realizado por la pluralidad de dispositivos de enfriamiento, y el calentamiento en una pluralidad de posiciones apropiadas en la sección de tratamiento puede ser realizado por la pluralidad de dispo­ sitivos de calentamiento, por lo que la hipotética operación de destilación reversible puede ser realizada en el apara­ to real de manera simulada. Ademés, puesto que el enfriamiento y el calentamiento con el fluido de trabajo se llevan a cabo mediante la compresión y expansión del mismo, se puede conseguir un sistema de enfriamiento y calenta­ miento energéticamente eficiente. Ademés, estas operaciones de enfriamiento y calentamiento se realizan por sepa­ rado de la operación de destilación en la columna de destilación. Por lo tanto, incluso cuando se realiza una opera­ ción de destilación con baja presión de funcionamiento, como la destilación al vacío, una caída de presión que se produzca en el lado de aspiración del compresor no influye en el rendimiento global de ahorro de energía, a menos que la presión del propio fluido de trabajo se establezca baja.

Efectos ventajosos de la invención

Como se ha descrito més arriba, de acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar una columna de destilación diabética con un excelente rendimiento de ahorro de energía, independientemente de la presión de fun­ cionamiento.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama esquemético de configuración de una columna de destilación diabética de acuerdo con una primera realización que no es parte de la invención;

la figura 2 es un diagrama esquemético de configuración de una columna de destilación diabética de acuer­ do con una realización de la presente invención; y

la figura 3 es un diagrama esquemético de configuración de una columna de destilación diabética de acuer­ do con otra realización de la presente invención.

Descripción de las realizaciones

Las realizaciones de la presente invención se describirén a continuación con referencia a los dibujos.

(Primera realización que no es de acuerdo con la invención)

La figura 1 es un diagrama esquemético de configuración de una columna de destilación diabética de acuerdo con una primera realización que no es de acuerdo con la invención. Se debe tener en cuenta que la configuración ilus­ trada es meramente un ejemplo y puede modificarse adecuadamente de acuerdo con el propósito de uso, la aplica­ ción prevista y el rendimiento requerido, por ejemplo, añadiendo tuberías o vélvulas, o modificando las posiciones de las tuberías, o acciones similares.

La columna de destilación diabética (en la presente memoria descriptiva y en lo que sigue denominada simplemente "columna de destilación") 1 de esta realización se compone, al igual que una columna de destilación general, de una sección de rectificación 2 situada por encima de una posición de suministro de materia prima a la que se suministra una materia prima (a la que esté conectada la tubería de suministro de materia prima P1), y una sección de trata­ miento 3 situada por debajo de la posición de suministro de materia prima, e incluye un condensador 4 y un hervidor 5. En esta realización, la columna de destilación 1 es una columna de bandejas que tiene múltiples estantes horizon­ tales (es decir, bandejas) instalados en la columna, pero puede ser una columna de lecho empaquetado que tiene un cierto empaquetado, en cuya superficie se realiza el contacto vapor - líquido, instalado en la columna hueca. En cada etapa de la columna de bandejas (cada espacio entre las bandejas adyacentes), se promueve el contacto vapor - líquido, de modo que se produce la transferencia de masa. Como resultado, una fase de vapor rica en com­ ponentes con mayor volatilidad asciende a una etapa superior a esta etapa, y una fase líquida rica en componentes con menor volatilidad desciende a una etapa inferior a esta etapa. Posteriormente, en cada etapa, se produce un contacto vapor - líquido con otra fase líquida o vapor, de modo que se produce la transferencia de masa. Esto pro­ voca una abundancia de componentes con mayor volatilidad en una etapa superior de la columna y una abundancia de componentes con menor volatilidad en una etapa inferior de la columna, lo que significa que se realiza una ope­ ración de destilación. Por otro lado, en la columna de lecho empaquetado, el mismo mecanismo que en la columna de bandejas provoca una abundancia de componentes con mayor volatilidad en una etapa superior de la columna y una abundancia de componentes con menor volatilidad en una etapa inferior de la columna, lo que significa que se realiza una operación de destilación.

El condensador 4 está provisto de una tubería P2 conectada a la sección superior de la columna 1a de la columna de destilación 1, y funciona para enfriar el vapor que ha subido a la sección superior de la columna 1a. De esta ma­ nera, el vapor de la sección superior de la columna 1a es enfriado y condensado a líquido por el condensador 4, y a continuación es alimentado al tambor 6. Una parte del líquido se obtiene por medio de la tubería P3 como producto destilado líquido rico en componentes de alta volatilidad, y la parte restante se devuelve a la sección superior de la columna 1a de acuerdo con lo que sea necesario por medio de la tubería P4 conectada al espacio superior de la sección de rectificación 2.

El hervidor 5 está provisto en una tubería P5 que conecta la sección inferior de la columna 1b de la columna de destilación 1 y el espacio superior de la sección inferior de la columna 1b. El hervidor 5 sirve para calentar el líquido del fondo de la columna de destilación 1 (es decir, el líquido que ha descendido por la columna de destilación 1 has­ ta la sección de fondo de la columna 1b). De este modo, una parte del líquido del fondo de la columna de destilación 1 es calentada y vaporizada por medio del hervidor 5, y a continuación asciende hacia la sección de fondo de la columna 1b de la columna de destilación 1. Desde el fondo de la sección de fondo de la columna 1b, se puede obte­ ner un producto de fondos líquidos rico en componentes de baja volatilidad por medio de la tubería P6.

La columna de destilación 1 de esta realización incluye una pluralidad de dispositivos de enfriamiento 11, 12, una pluralidad de dispositivos de calentamiento 21, 22, una pluralidad de compresores 31, 32, y una pluralidad de dispo­ sitivos de expansión 41, 42. Como se detalla a continuación, éstos constituyen una pluralidad de trayectos de circu­ lación independientes para hacer circular un fluido de trabajo para enfriar y calentar indirectamente el fluido en la columna de destilación 1. En la realización ilustrada, el número de dispositivos de enfriamiento, dispositivos de ca­ lentamiento, compresores y dispositivos de expansión son dos, respectivamente, pero pueden ser tres o más como se describe más adelante.

Los dispositivos de enfriamiento 11, 12 incluyen el primer dispositivo de enfriamiento 11 provisto en una etapa pre­ determinada (una primera posición) de la sección de rectificación 2 y el segundo dispositivo de enfriamiento 12 pro­ visto en una etapa (una segunda posición) por debajo de esa etapa. Los dispositivos de enfriamiento primero y se­ gundo 11, 12 están compuestos cada uno por un intercambiador de calor y funcionan para enfriar indirectamente el fluido en la sección de rectificación 2 con el fluido de trabajo circulante.

Los dispositivos de calentamiento 21, 22 incluyen un primer dispositivo de calentamiento 21 provisto en una etapa predeterminada (una primera posición) de la sección de tratamiento 3 y un segundo dispositivo de calentamiento 22 provisto en una etapa (una segunda posición) por debajo de esa etapa. Los dispositivos de calentamiento primero y segundo 21,22 están compuestos cada uno por un intercambiador de calor y funcionan para calentar indirectamente el fluido en la sección de tratamiento 3 con el fluido de trabajo circulante.

Los compresores 31, 32 incluyen el primer compresor 31 y el segundo compresor 32, y los dispositivos de expansión (válvulas de expansión) 41, 42 incluyen el primer dispositivo de expansión 41 y el segundo dispositivo de expansión 42.

El primer compresor 31 y el primer dispositivo de expansión 41 están provistos en el primer trayecto de circulación P11 - P14 para hacer circular el fluido de trabajo entre el primer dispositivo de enfriamiento 11 y el primer dispositivo de calentamiento 21. En concreto, el primer compresor 31 está conectado, por el lado de aspiración, al primer dispo­ sitivo de enfriamiento 11 por medio de la tubería P11, y está conectado, por el lado de descarga, al primer dispositi­ vo de calentamiento 21 por medio de la tubería P12. El primer dispositivo de expansión 41 está conectado, en el lado primario, al primer dispositivo de calentamiento 21 por medio de la tubería P13, y está conectado, en el lado secundario, al primer dispositivo de enfriamiento 11 por medio del tambor 7 y la tubería P14.

Por lo tanto, el primer compresor 31 funciona para comprimir y calentar el fluido de trabajo desde el primer dispositi­ vo de enfriamiento 11 y a continuación suministrarlo al primer dispositivo de calentamiento 21, y el primer dispositivo de expansión 41 funciona para expandir y enfriar el fluido de trabajo desde el primer dispositivo de calentamiento 21 y a continuación suministrarlo al primer dispositivo de enfriamiento 11. En consecuencia, el primer dispositivo de enfriamiento 11 puede enfriar indirectamente el fluido en la sección de rectificación 2 con el fluido de trabajo que ha sido enfriado por el primer dispositivo de expansión 41, y el primer dispositivo de calentamiento 21 puede calentar indirectamente el fluido en la sección de tratamiento 3 con el fluido de trabajo que ha sido calentado por el primer compresor 31.

Por otra parte, el segundo compresor 32 y el segundo dispositivo de expansión 42 están provistos en el segundo trayecto de circulación P21 - P24 para hacer circular el fluido de trabajo entre el segundo dispositivo de enfriamiento 12 y el segundo dispositivo de calentamiento 22. Específicamente, el segundo compresor 32 está conectado, en el lado de aspiración, al segundo dispositivo de enfriamiento 12 por medio de la tubería P21, y está conectado, en el lado de descarga, al segundo dispositivo de calentamiento 22 por medio de la tubería P22. El segundo dispositivo de expansión 42 está conectado, en el lado primario, al segundo dispositivo de calentamiento 22 por medio de la tube­ ría P23, y está conectado, en el lado secundario, al segundo dispositivo de enfriamiento 12 por medio del tambor 8 y de la tubería P24.

Por lo tanto, el segundo compresor 32 funciona para comprimir y calentar el fluido de trabajo del segundo dispositivo de enfriamiento 12 y a continuación suministrarlo al segundo dispositivo de calentamiento 22, y el segundo dispositi­ vo de expansión 42 funciona para expandir y enfriar el fluido de trabajo del segundo dispositivo de calentamiento 22 y a continuación suministrarlo al segundo dispositivo de enfriamiento 12. En consecuencia, el segundo dispositivo de enfriamiento 12 puede enfriar indirectamente el fluido en la sección de rectificación 2 con el fluido de trabajo que ha sido enfriado por el segundo dispositivo de expansión 42, y el segundo dispositivo de calentamiento 22 puede calen­ tar indirectamente el fluido en la sección de tratamiento 3 con el fluido de trabajo que ha sido calentado por el se­ gundo compresor 32.

El tambor 7 del primer trayecto de circulación P11 - P14 está conectado a la tubería P11 del lado de aspiración del primer compresor 31. El tambor 8 del segundo trayecto de circulación P21 - P24 está conectado a la tubería P21 del lado de aspiración del segundo compresor 32 por medio de la tubería P25. Estos tambores 7, 8 están provistos para separar el fluido de trabajo en fases gaseosa y líquida para introducir la fase gaseosa directamente en los compreso­ res primero y segundo 32, respectivamente.

De esta manera, de acuerdo con esta realización, el enfriamiento en una pluralidad de posiciones apropiadas en la sección de rectificación 2 puede ser llevado a cabo por los dispositivos de enfriamiento 11, 12, y el calentamiento en una pluralidad de posiciones apropiadas en la sección de tratamiento 3 puede ser llevado a cabo por los dispositivos de calentamiento 21, 22. Por lo tanto, la hipotética operación de destilación reversible puede llevarse a cabo en el aparato real de forma simulada, y el rendimiento de ahorro de energía puede mejorarse. Además, en esta realiza­ ción, puesto que el enfriamiento y el calentamiento se llevan a cabo mediante la compresión del fluido de trabajo por el compresor 31, 32 y la expansión del fluido de trabajo por los dispositivos de expansión 41, 42, se puede conseguir un sistema de enfriamiento y calentamiento energéticamente eficiente. Además, estas operaciones de enfriamiento y calentamiento se realizan por separado de la operación de destilación en la columna de destilación 1. Por lo tanto, incluso cuando se realiza una operación de destilación con baja presión operativa, como la destilación al vacío, la presión del fluido de trabajo no se ve influenciada por una presión operativa tan baja. Por consiguiente, a menos que la presión del propio fluido de trabajo se establezca baja, incluso si se produce una caída de presión en el lado de aspiración de los compresores 31, 32, esta caída de presión no influye en el rendimiento global de ahorro de ener­ gía.

El número de dispositivos de enfriamiento y de calentamiento no se limita a dos, como se ilustra, sino que puede ser de tres o más, respectivamente, dependiendo de la cantidad de carga térmica que se aplicará a la columna de desti­ lación y consecuentemente, el número de compresores y de dispositivos de expansión también puede ser de tres o más, respectivamente. En este caso, es decir, en el caso de que el número de trayectos de circulación del fluido de trabajo sea de tres o más, al menos dos de los mismos pueden tener la configuración ilustrada. Además, en la reali­ zación ilustrada, los dispositivos de enfriamiento se proporcionan en etapas intermedias de la sección de rectifica­ ción y los dispositivos de calentamiento se proporcionan en etapas intermedias de la sección de tratamiento, pero las posiciones de los dispositivos de enfriamiento y de los dispositivos de calentamiento no están limitadas a esto. Por ejemplo, el dispositivo de enfriamiento superior de los dispositivos de enfriamiento puede utilizarse como disipa­ dor de calor para el condensador, o el dispositivo de calentamiento inferior de los dispositivos de calentamiento pue­ de utilizarse como fuente de calor para el hervidor.

Como se ha descrito más arriba, puesto que las operaciones de enfriamiento y calentamiento con el fluido de trabajo son realizadas separadamente de la operación de destilación, no existe ninguna limitación particular sobre el tipo de fluido de trabajo que puede ser utilizado. Por lo tanto, los fluidos de trabajo más adecuados pueden seleccionarse teniendo en cuenta diversas condiciones (tales como la temperatura y similares). Desde el punto de vista de la segu­ ridad, tales fluidos de trabajo incluyen, por ejemplo, agua (vapor de agua) y una alternativa de clorofluorocarbono. En particular, se utiliza preferentemente agua (vapor de agua), teniendo en cuenta que es muy barata y que no im­ porta desde el punto de vista medioambiental que se produzcan fugas.

(Segunda realización)

La figura 2 es un diagrama esquemático de configuración de una columna de destilación diabática de acuerdo con una realización de la presente invención. En lo sucesivo, los componentes idénticos a los de la primera realización se denotarán mediante números de referencia idénticos en los dibujos, se omitirá la descripción de los mismos, y sólo se describirán los componentes que sean diferentes de los de la primera realización.

En la primera realización, los dos trayectos de circulación no están conectados uno al otro y se proporcionan de forma independiente. Por otra parte, en esta realización, los dos trayectos de circulación están conectados uno al otro de tal manera que el fluido de trabajo circula de ida y vuelta entre ellos. Específicamente, la tubería P12 del lado de descarga del primer compresor 31 está conectada a la tubería P21 del lado de aspiración del segundo compresor 32 por medio de la tubería P16, de forma que el fluido de trabajo del primer compresor 31 se suministra incluso al segundo compresor 32. Además, la tubería P24 del lado secundario del segundo dispositivo de expansión 42 está conectada al tambor 7 por medio de la tubería P26, de forma que el fluido de trabajo del segundo dispositivo de expansión 42 se suministra incluso al primer dispositivo de enfriamiento 11. Por lo tanto, en esta realización, el pri­ mer trayecto de circulación P11 - P14 y el segundo trayecto de circulación P21 - P24 están conectadas uno al otro por medio de las tuberías P16, P26.

El hecho de que el primer trayecto de circulación P11 - P14 y el segundo trayecto de circulación P21 - P24 estén conectados uno al otro es ventajoso en la medida en que el flujo de fluido de trabajo permite una distribución ade­ cuada de la carga térmica. Además, con esta configuración, el primer compresor 31 y el segundo compresor 32 están conectados en serie, y por lo tanto, en comparación con la primera realización, la relación de compresión del segundo compresor 32 se puede reducir con el fin de reducir la carga de trabajo total de los compresores. En el ejemplo ilustrado, el primer compresor 31 y el segundo compresor 32 se proporcionan por separado, pero pueden combinarse en un compresor multietapa. En este caso, las fuentes de alimentación de los compresores 31, 32 tam­ bién pueden combinarse en una sola, lo que conlleva una reducción de costes.

También en esta realización, el número de trayectos de circulación del fluido de trabajo puede ser tres o más, y en este caso, al menos dos trayectos de circulación del mismo pueden tener la configuración ilustrada.

(Tercera realización)

La figura 3 es un diagrama esquemático de configuración de una columna de destilación diabática de acuerdo con otra realización de la presente invención. En la presente memoria descriptiva y en lo que sigue, los componentes idénticos a los de las realizaciones que se han descrito más arriba se denotarán por medio de números de referencia idénticos en los dibujos, se omitirá la descripción de los mismos y sólo se describirán los componentes que sean diferentes a los de las realizaciones que se han descrito más arriba.

Esta realización difiere de las realizaciones que se han descrito más arriba en que dos dispositivos de enfriamiento 11, 12 están conectados en paralelo. Específicamente, el segundo dispositivo de enfriamiento 12 de esta realización está conectado, en el lado de entrada, a la tubería P14 en el lado de entrada del primer dispositivo de enfriamiento 11 por medio de la tubería P17, y está conectado, en el lado de salida, a la tubería P11 en el lado de salida del pri­ mer dispositivo de enfriamiento 11 por medio de la tubería P18. En consecuencia, la tubería P21 en el lado de aspi­ ración del segundo compresor 32 está conectada a la tubería P12 en el lado de descarga del primer compresor 31, y por lo tanto, como en la segunda realización, el primer compresor 31 y el segundo compresor 32 están conectados en serie. Además, se omiten el tambor 8 y las tuberías P24, P25 de las realizaciones que se han descrito más arriba, y la tubería P23 en el lado de salida del segundo dispositivo de calentamiento 22 está conectada al tambor 7.

En otras palabras, en esta realización, el primer trayecto de circulación P11 - P14, P17 - P18 está dispuesto para hacer circular el fluido de trabajo entre los dispositivos de enfriamiento 11, 12 y el primer dispositivo de calentamien­ to 21, y el primer compresor 31 y el primer dispositivo de expansión 41 están provistos en este trayecto de circula­ ción P11 - P14, P17 - P18. El segundo trayecto de circulación P21 - P23 está dispuesto para hacer circular el fluido de trabajo entre el primer trayecto de circulación P11 - P14, P17 - P18 y el segundo dispositivo de calentamiento 22, y el segundo compresor 32 y el segundo dispositivo de expansión 42 están dispuestos en este trayecto de circula­ ción P21 - P23.

Por lo tanto, el primer compresor 31 funciona para comprimir y calentar el fluido de trabajo de los dispositivos de enfriamiento 11, 12 y a continuación suministrarlo al primer dispositivo de calentamiento 21, y el primer dispositivo de expansión 41 funciona para expandir y enfriar el fluido de trabajo del primer dispositivo de calentamiento 21 y a continuación suministrarlo a los dispositivos de enfriamiento 11, 12. El segundo compresor 32 funciona para com­ primir y calentar el fluido de trabajo del primer trayecto de circulación P11 - P14, P17 - P18 y a continuación suminis­ trarlo al segundo dispositivo de calentamiento 22, y el segundo dispositivo de expansión 42 funciona para expandir y enfriar el fluido de trabajo del segundo dispositivo de calentamiento 22 y a continuación suministrarlo a los dispositi­ vos de enfriamiento 11, 12.

Por lo tanto, esta realización se utiliza preferentemente cuando se requiere que la carga de calor se distribuya a posiciones en la sección de rectificación 2 (diferentes posiciones en la dirección de la altura) en las que se necesita aplicar la carga de calor, ya que los dispositivos de enfriamiento 11, 12 están conectados en paralelo. Por lo tanto, la configuración de esta realización se puede utilizar en combinación con la primera realización o la segunda realiza­ ción. Además, también en esta realización, de modo parecido a la otra realización de la invención, se puede esperar una reducción de coste de los compresores y se puede esperar el efecto de reducir la relación de compresión del mismo .

Esta realización es la misma que las realizaciones que se han descrito más arriba en que el número de dispositivos de enfriamiento y dispositivos de calentamiento puede ser de tres o más, respectivamente. Sin embargo, a diferencia de las realizaciones que se han descrito más arriba, por la razón estructural de que los dispositivos de enfriamiento están conectados en paralelo, el número de dispositivos de enfriamiento puede no ser necesariamente el mismo que el número de dispositivos de calentamiento. Por ejemplo, dependiendo de la cantidad de carga térmica que debe ser aplicada a la columna de destilación, se pueden proporcionar tres o más dispositivos de enfriamiento para dos dis­ positivos de calentamiento, o dos dispositivos de enfriamiento para tres o más dispositivos de calentamiento.

Lista de signos de referencia

1 Columna de destilación diabética

2 Sección de rectificación

3 Sección de tratamiento

4 Condensador

5 Hervidor

6/8 Tambores

11 Primer dispositivo de enfriamiento

12 Segundo dispositivo de enfriamiento

21 Primer dispositivo de calentamiento

22 Segundo dispositivo de calentamiento

31 Primer compresor

32 Segundo compresor

41 Primer dispositivo de expansión

42 Segundo dispositivo de expansión

P1 Tubería de alimentación de materia prima

P2 - P6, P11 - P16, P21 - P26: Tuberías

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Una columna de destilación diabética (1) con una sección de rectificación (2) situada por encima de una posi­ ción de alimentación de materia prima y una sección de tratamiento (3) situada por debajo de la posición de ali­ mentación de materia prima, comprendiendo la columna de destilación diabética (1):

una pluralidad de dispositivos de enfriamiento (11, 12) configurados para enfriar indirectamente el fluido en la sección de rectificación (2) con un fluido de trabajo, incluyendo los dispositivos de enfriamiento (11, 12) un primer dispositivo de enfriamiento (11) provisto en una primera posición en la sección de rectificación (2) y un segundo dispositivo de enfriamiento (12) provisto en una segunda posición por debajo de la primera posición en la sección de rectificación (2);

una pluralidad de dispositivos de calentamiento (21, 22) dispuestos de manera que el fluido de trabajo cir­ cule entre la pluralidad de dispositivos de calentamiento (21, 22) y la pluralidad de dispositivos de enfria­ miento (11, 12) y configurados para calentar indirectamente el fluido en la sección de tratamiento (3) con el fluido de trabajo circulante, incluyendo los dispositivos de calentamiento (21, 22) un primer dispositivo de calentamiento (21) dispuesto en una primera posición en la sección de tratamiento (3) y un segundo dispo­ sitivo de calentamiento (22) dispuesto en una segunda posición por debajo de la primera posición en la sección de tratamiento (3);

una pluralidad de compresores (31, 32) que incluyen un primer compresor (31) y un segundo compresor (32), estando provisto el primer compresor (31) en un primer trayecto de circulación (P11, P12, P13, P14) para hacer circular el fluido de trabajo entre el primer dispositivo de enfriamiento (11) y el primer dispositivo de calentamiento (21) y estando configurado para comprimir el fluido de trabajo del primer dispositivo de enfriamiento (11), estando provisto el segundo compresor (32) en un segundo trayecto de circulación (P21, P22, P23, P24) para hacer circular el fluido de trabajo entre el segundo dispositivo de enfriamiento (12) y el segundo dispositivo de calentamiento (22) y estando configurado para comprimir el fluido de trabajo proce­ dente del segundo dispositivo de enfriamiento (12) y

una pluralidad de dispositivos de expansión (41, 42) que incluyen un primer dispositivo de expansión (41) y un segundo dispositivo de expansión (42), estando provisto el primer dispositivo de expansión (41) en el primer trayecto de circulación (P11, P12, P13, P14) y configurado para expandir el fluido de trabajo proce­ dente del primer dispositivo de calentamiento (21), estando provisto el segundo dispositivo de expansión (42) en el segundo trayecto de circulación (P21, P22, P23, P24) y configurado para expandir el fluido de trabajo procedente del segundo dispositivo de calentamiento (22),

en el que el primer trayecto de circulación (P11, P12, P13, P14) y el segundo trayecto de circulación (P21, P22, P23, ^p24) estén conectados uno al otro por medio de tuberías (P16, P26), de manera que el fluido de trabajo procedente del primer compresor (31) se suministra al segundo compresor (32) y el fluido de trabajo procedente del segundo dispositivo de expansión (42) se suministra al primer dispositivo de enfriamiento (11).

2. Una columna de destilación diabética (1) con una sección de rectificación (2) situada por encima de una posi­ ción de alimentación de materia prima y una sección de tratamiento (3) situada por debajo de la posición de ali­ mentación de materia prima, comprendiendo la columna de destilación diabética (1):

una pluralidad de dispositivos de enfriamiento (11, 12) dispuestos en diferentes posiciones en una dirección de la altura de la sección de rectificación (2) y configurados para enfriar indirectamente el fluido de la sec­ ción de rectificación (2) con un fluido de trabajo, estando conectados la pluralidad de dispositivos de en­ friamiento (11, 12) en paralelo;

una pluralidad de dispositivos de calentamiento (21, 22) dispuestos de manera que el fluido de trabajo cir­ cule entre la pluralidad de dispositivos de calentamiento (21, 22) y la pluralidad de dispositivos de enfria­ miento (11, 12) y estando configurados para calentar indirectamente el fluido en la sección de tratamiento (3) con el fluido de trabajo circulante, incluyendo los dispositivos de calentamiento (21, 22) un primer dispo­ sitivo de calentamiento (21) dispuesto en una primera posición en la sección de tratamiento (3) y un segun­ do dispositivo de calentamiento (22) dispuesto en una segunda posición por debajo de la primera posición en la sección de tratamiento (3);

una pluralidad de compresores (31, 32) que incluyen un primer compresor (31) y un segundo compresor (32), estando dispuesto el primer compresor (31) en un primer trayecto de circulación (P11, P12, P13, P14, P17, P18) para hacer circular el fluido de trabajo entre la pluralidad de dispositivos de enfriamiento (11, 12) y el primer dispositivo de calentamiento (21) y estando configurado para comprimir el fluido de trabajo pro­ cedente de la pluralidad de dispositivos de enfriamiento (11, 12),estando provisto el segundo compresor (32) en un segundo trayecto de circulación (P21, P22, P23) para hacer circular el fluido de trabajo entre el primer trayecto de circulación (P11, P12, P13, P14, P17, P18) y el segundo dispositivo de calentamiento (22) y estando configurado para comprimir el fluido de trabajo procedente del primer trayecto de circulación (P11, P12, P13, P14, P17, P18); y

una pluralidad de dispositivos de expansión (41, 42) que incluyen un primer dispositivo de expansión (41) y un segundo dispositivo de expansión (42), estando provisto el primer dispositivo de expansión (41) en el primer trayecto de circulación (P11, P12, P13, P14, P17, P18) y estando configurado para expandir el fluido de trabajo desde el primer dispositivo de calentamiento (21), estando provisto el segundo dispositivo de ex­ pansión (42) en el segundo trayecto de circulación (P21, P22, P23) y estando configurado para expandir el fluido de trabajo desde el segundo dispositivo de calentamiento (22),

en el que el primer trayecto de circulación (P11, P12, P13, P14, P17, P18) y el segundo trayecto de circula­ ción (P21, P22, P23) están conectados uno al otro, de manera que el fluido de trabajo procedente del pri­ mer compresor (31) se suministra al segundo compresor (32) y el fluido de trabajo procedente del segundo dispositivo de expansión (42) se suministra a la pluralidad de dispositivos de enfriamiento (11, 12).

3. La columna de destilación diabática (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende además un con­ densador (4) conectado a una sección superior de la columna (1a) de la columna de destilación (1) y configura­ do para enfriar el fluido en la sección superior de la columna (1a), en el que un disipador de calor del condensa­ dor (4) es un dispositivo de enfriamiento situado en la parte más superior de la pluralidad de dispositivos de en­ friamiento (11, 12).

4. La columna de destilación diabática (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además un hervidor (6) conectado a una sección de fondo de columna (1b) de la columna de destilación (1) y configurado para calentar fluido en la sección de fondo de columna (1b), en el que una fuente de calor del hervi­ dor (6) es un dispositivo de calentamiento situado más abajo de la pluralidad de dispositivos de calentamiento (21,22).