精餾塔釜與熱虹吸再沸器配置方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種精餾塔釜與熱虹吸再沸器配置方法，在精餾塔釜設(shè)置豎直隔板，分為循環(huán)區(qū)和采出區(qū)，循環(huán)區(qū)與上層塔板的降液管位于同側(cè)，用于接收來(lái)自上層塔板輕組分含量高的物料，循環(huán)區(qū)的物料出口設(shè)置在底部，并與熱虹吸再沸器底部進(jìn)料口相連；采出區(qū)與塔釜循環(huán)液返回口位于同側(cè)，用于接收來(lái)自再沸器返回的汽-液兩相混合物閃蒸后的液相，該區(qū)域底部的出口與塔釜出料泵入口相連；隔板上設(shè)置有平衡兩側(cè)液位的平衡孔。本發(fā)明使得來(lái)自上層塔板的物料直接進(jìn)入熱虹吸再沸器循環(huán)，自再沸器頂部返回物料閃蒸后的液相，作為塔釜物料采出，這樣可以提高循環(huán)物料中輕組分的含量，還保了再沸器具有較高的循環(huán)推動(dòng)力和傳熱推動(dòng)力，利于熱虹吸再沸器的穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】精餾塔釜與熱虹吸再沸器配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種針對(duì)部分氣化后泡點(diǎn)溫度顯著升高物系特殊設(shè)計(jì)的精餾塔釜配置方法，特別地涉及一種能夠保證再沸器以熱虹吸方式穩(wěn)定運(yùn)行的配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]立式熱虹吸再沸器廣泛地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，相對(duì)強(qiáng)制循環(huán)再沸器具有設(shè)備投資小、占地面積小、電耗低等優(yōu)點(diǎn)，在再沸器選型時(shí)常被優(yōu)先考慮。
[0003]熱虹吸再沸器運(yùn)行過(guò)程中，塔釜物料經(jīng)進(jìn)口管從換熱器底部進(jìn)入換熱管，經(jīng)過(guò)一段加熱達(dá)到泡點(diǎn)后，開(kāi)始部分氣化形成汽-液混合物。氣-液混合物由列管頂部流出，經(jīng)返回管線返回塔釜，并在此進(jìn)行汽-液分離。該類再沸正常運(yùn)行的關(guān)鍵是既能產(chǎn)生精餾塔所需的上升蒸汽量，又滿足塔釜液體與換熱管內(nèi)兩相混合物壓差與壓降損失之間的平衡。
[0004]當(dāng)塔釜物料的組分沸點(diǎn)差距較大，且輕組分含量相對(duì)較少時(shí)，循環(huán)物料在再沸換熱管內(nèi)部分氣化后，泡點(diǎn)會(huì)顯著升高，后續(xù)吸收的熱量主要用于升溫，而不是氣化。換熱管內(nèi)物料溫度升高會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外溫差逐漸減小，從而減小了換熱推動(dòng)力，導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低。氣化量減小一方面可能會(huì)使再沸器產(chǎn)生的上升蒸汽量不能滿足精餾塔的要求；另一方面會(huì)使塔釜液體與換熱管內(nèi)兩相混合物壓差減小，熱虹吸再沸器運(yùn)轉(zhuǎn)的推動(dòng)力減小，造成不能運(yùn)行或運(yùn)行不穩(wěn)定的隱患。現(xiàn)有技術(shù)對(duì)精餾塔釜配置方法如附圖1所示，在這種配置下，進(jìn)入再沸器的循環(huán)物料與塔釜采出液物料組成相同。而工藝對(duì)塔釜采出液對(duì)易揮發(fā)組成含量有較低要求，迫使進(jìn)入再沸器的循環(huán)物料中輕組分含量同樣很低，這就會(huì)造成熱虹吸再沸器運(yùn)行不穩(wěn)定或根本能運(yùn)行?；谏鲜鲈颍F(xiàn)有塔釜配置方法常常無(wú)法采用熱虹吸再沸器，而采用強(qiáng)制循環(huán)的再沸器。
[0005]上述問(wèn)題常常存在于萃取精餾過(guò)程。一般而言，為了方便溶劑回收，萃取精餾選擇的溶劑沸點(diǎn)會(huì)比所處理物料的沸點(diǎn)高很多。另外，萃取劑的用量常常會(huì)數(shù)倍于物料量。這些會(huì)導(dǎo)致萃取精餾塔釜物料在再沸器內(nèi)隨氣化的進(jìn)行，泡點(diǎn)溫度迅速提高。采用現(xiàn)有技術(shù)的塔釜配置方法不利于熱虹吸再沸器的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，需要對(duì)塔釜物料具有類似萃取精餾塔物料特性的體系，塔釜應(yīng)該采用特殊配置方法，才能解決上述問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)寬沸程物料特殊設(shè)計(jì)的精餾塔釜結(jié)構(gòu)及熱虹吸再沸器配置方法，以保證再沸器的穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及一種針對(duì)部分氣化后泡點(diǎn)溫度顯著升高物系特殊設(shè)計(jì)的精餾塔釜結(jié)構(gòu)與熱虹吸再沸器10的配置方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種精餾塔釜與熱虹吸再沸器配置方法，在精餾塔釜設(shè)置豎直隔板，分為循環(huán)區(qū)和采出區(qū)，循環(huán)區(qū)與上層塔板的降液管位于同側(cè)，用于接收來(lái)自上層塔板輕組分含量高的物料，循環(huán)區(qū)的物料出口設(shè)置在底部，并與熱虹吸再沸器底部進(jìn)料口相連；采出區(qū)與塔釜循環(huán)液返回口位于同側(cè)，用于接收來(lái)自再沸器返回的汽-液兩相混合物閃蒸后的液相，區(qū)域底部的出口與塔釜出料泵入口相連；隔板上設(shè)置有平衡兩側(cè)液位的平衡孔。
[0010]本發(fā)明通過(guò)在隔板上開(kāi)孔，可以使塔釜兩個(gè)區(qū)域的物料保持相同液位，從而可以對(duì)塔釜兩個(gè)區(qū)域液位統(tǒng)一控制。
[0011]所述的塔釜中的隔板下部與塔釜底焊接，循環(huán)區(qū)和采出區(qū)底部不連通；隔板上部開(kāi)孔用于平衡兩個(gè)區(qū)域液位；隔板高度要低于循物料返回口，高于隔板的空間為兩個(gè)區(qū)域共用的氣相區(qū)域。
[0012]塔釜物料采出區(qū)的容積應(yīng)能滿足物料停留時(shí)間在3min以上。
[0013]所述的平衡孔，為圓形或方形，孔的直徑或當(dāng)量直徑為100?200mm，孔中心距隔板上沿400?500mm。
[0014]通過(guò)本發(fā)明的設(shè)置方法，使得來(lái)自上層塔板的物料直接進(jìn)入熱虹吸再沸器循環(huán)，自再沸器頂部返回物料閃蒸后的液相，作為塔釜物料采出，這樣可以提高循環(huán)物料中輕組分的含量，例如在苯萃取精餾體系中，采用本發(fā)明設(shè)置方法，可以使循環(huán)液中的苯含量提高。苯含量的提高在保證循環(huán)液氣化量的同時(shí)，還保了再沸器具有較高的循環(huán)推動(dòng)力和傳熱推動(dòng)力，利于熱虹吸再沸器的穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)精餾塔的塔釜結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明所采用的萃取精餾塔的塔釜結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明所采用的塔釜隔板示意圖。
[0018]其中:1塔釜、2隔板、3隔板上開(kāi)的圓形孔、4循環(huán)區(qū)、5接收再沸器返回的汽-液混合物液相側(cè)的出料口、6上層塔板物料側(cè)的出料口、7采出區(qū)、8再沸器返回口、9上層塔板降液管、10熱虹吸再沸器、11再沸器的底部進(jìn)料口、12再沸器的頂部出料口、13塔釜出料泵、14連接5和13的管道、15連接6和11的管道、16連接8和12的管道。
【具體實(shí)施方式】
[0019]對(duì)于熱虹吸再沸器而言，在重力推動(dòng)作用下穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且能產(chǎn)生精餾塔所需的上升蒸汽量是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員追求的目標(biāo)。然而，當(dāng)塔釜物料的組分沸點(diǎn)差距較大時(shí)，這類再沸器會(huì)遇到問(wèn)題。在下面的優(yōu)選實(shí)施例中通過(guò)對(duì)塔釜結(jié)構(gòu)合理配置可以使寬沸程物系的熱虹吸再沸器穩(wěn)定運(yùn)行。
[0020]本發(fā)明通過(guò)在精餾塔釜設(shè)置豎直隔板，將其分成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，分別用于接收來(lái)自上層塔板的物料和來(lái)自再沸器汽-液混合物閃蒸后的液相；上層塔板物料側(cè)的出料口連接熱虹吸再沸器的底部進(jìn)料口，接收再沸器返汽-液混合物液相側(cè)的出料口連接塔釜出料泵的入口 ；另外，隔板上開(kāi)一定大小的孔，用于平衡兩側(cè)液位；再沸器選用熱虹吸式再沸器。
[0021]圖2為本發(fā)明所采用的萃取精餾塔的塔釜結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本發(fā)明通過(guò)在塔釜I中設(shè)置隔板2實(shí)現(xiàn)，隔板2靠近上層塔板的降液管9側(cè)設(shè)置，將塔釜分割成循環(huán)區(qū)4和采出區(qū)7。隔板的上部按如圖2所示方式折向采出區(qū)7，防止來(lái)自降液管9的物料濺落到采出區(qū)7影響塔釜采出物料的純度要求。循環(huán)區(qū)4用于接收來(lái)自降液管9的物料，下部設(shè)置接口 6與再沸器底部相連；采出區(qū)7用于接收自再沸器返回口 8返回物料閃蒸后的液相，底部設(shè)置出料口 5與塔釜出料泵連接。采出區(qū)7的要保證物料在其內(nèi)部5min的停留時(shí)間(最少為3min)。隔板上沿高度低于再沸器返回口 8和上層降液管9的安裝高度200mm (還可以為150mm、300mm或500mm)，循環(huán)區(qū)4和采出區(qū)7的上部空間互相連通。圖3為隔板的正視圖，從圖中可以看出在隔板上開(kāi)有圓形孔3，通過(guò)圓形孔3可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域4和區(qū)域7液位的平衡，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)塔釜被分割區(qū)域液位的統(tǒng)一控制，開(kāi)孔直徑為200_ (還可以是100mm、150mm、400mm、600mm)。
[0022]本發(fā)明針對(duì)部分氣化后泡點(diǎn)溫度顯著升高物系特殊設(shè)計(jì)的精餾塔釜結(jié)構(gòu)與熱虹吸再沸器配置方法，巧妙地使得進(jìn)入再沸器的循環(huán)物料中輕組含量大大增加，解決了部分氣化后泡點(diǎn)溫度顯著升高物系不能采用熱虹吸再沸器的問(wèn)題。
[0023]部分氣化后泡點(diǎn)溫度顯著升高物系的一個(gè)具體實(shí)例是N-甲基吡咯烷酮和苯的混合物。這一混合物存在于以N-甲基吡咯烷酮為萃取劑的苯萃取精餾塔釜。采用常規(guī)不帶隔板的塔釜結(jié)構(gòu)時(shí)，進(jìn)入再沸器循環(huán)的物料與塔釜采出物料的組成相同。一般塔釜采出物料組成受該塔分離要求的限制，苯含量需要控制在較低水平。隨著物料在再沸器內(nèi)氣化，混合物的泡點(diǎn)溫度會(huì)顯著升高，氣化率會(huì)明顯降低，這樣一方面會(huì)減小傳熱溫差，另一方面會(huì)減小物料循環(huán)的推動(dòng)力，導(dǎo)致熱虹吸式再沸器不能運(yùn)行或運(yùn)行不穩(wěn)定。如果按照本發(fā)明所述的方式在塔釜設(shè)置隔板，進(jìn)入再沸器進(jìn)行循環(huán)的物料是來(lái)自上層塔板苯含量較高的物料，從而可以保證物料在循環(huán)過(guò)程中保持較高的氣化率，實(shí)現(xiàn)熱虹吸式再沸器的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0024]以上實(shí)施例對(duì)用于萃取精餾塔塔釜寬沸程物料特殊設(shè)計(jì)的精餾塔釜結(jié)構(gòu)及熱虹吸再沸器配置方法，進(jìn)行了詳細(xì)具體地描述。當(dāng)然，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以意識(shí)到:本發(fā)明不僅適用于萃取精餾塔釜的物料，還可以適用于其他沸點(diǎn)差距較大的物料體系。另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可通過(guò)借鑒本文的內(nèi)容，適當(dāng)改變結(jié)構(gòu)參數(shù)等實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動(dòng)對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，它們都被視為被包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
【權(quán)利要求】
1.一種精餾塔釜與熱虹吸再沸器配置方法，其特征是在精餾塔釜設(shè)置豎直隔板，分為循環(huán)區(qū)和采出區(qū)，循環(huán)區(qū)與上層塔板的降液管位于同側(cè)，用于接收來(lái)自上層塔板輕組分含量高的物料，循環(huán)區(qū)的物料出口設(shè)置在底部，并與熱虹吸再沸器底部進(jìn)料口相連；采出區(qū)與塔釜循環(huán)液返回口位于同側(cè)，用于接收來(lái)自再沸器返回的汽-液兩相混合物閃蒸后的液相，該區(qū)域底部的出口與塔釜出料泵入口相連；隔板上設(shè)置有平衡兩側(cè)液位的平衡孔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是塔釜中的隔板下部與塔釜底焊接，循環(huán)區(qū)和采出區(qū)底部不連通；隔板上部開(kāi)孔用于平衡兩個(gè)區(qū)域液位；隔板高度要低于循物料返回口，高于隔板的空間為兩個(gè)區(qū)域共用的氣相區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是塔釜物料采出區(qū)的容積應(yīng)能滿足物料停留時(shí)間在3min以上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的平衡孔，為圓形或方形，孔的直徑或當(dāng)量直徑為100?200mm，孔中心距隔板上沿400?500mm。
【文檔編號(hào)】B01D3/14GK103432763SQ201310389234
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】耿中峰, 李桂明, 馬靜, 余英哲, 李永輝, 張敏華 申請(qǐng)人:天津大學(xué)