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)明使得來自上層塔板的物料直接進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)推動力和傳熱推動力，利于熱虹吸再沸器的穩(wěn)定運行。
【專利說明】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)明涉及一種針對部分氣化后泡點溫度顯著升高物系特殊設(shè)計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，相對強制循環(huán)再沸器具有設(shè)備投資小、占地面積小、電耗低等優(yōu)點，在再沸器選型時常被優(yōu)先考慮。
[0003]熱虹吸再沸器運行過程中，塔釜物料經(jīng)進口管從換熱器底部進入換熱管，經(jīng)過一段加熱達到泡點后，開始部分氣化形成汽-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，并在此進行汽-液分離。該類再沸正常運行的關(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差距較大，且輕組分含量相對較少時，循環(huán)物料在再沸換熱管內(nèi)部分氣化后，泡點會顯著升高，后續(xù)吸收的熱量主要用于升溫，而不是氣化。換熱管內(nèi)物料溫度升高會導(dǎo)致內(nèi)外溫差逐漸減小，從而減小了換熱推動力，導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低。氣化量減小一方面可能會使再沸器產(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，熱虹吸再沸器運轉(zhuǎn)的推動力減小，造成不能運行或運行不穩(wěn)定的隱患。現(xiàn)有技術(shù)對精餾塔釜配置方法如附圖1所示，在這種配置下，進入再沸器的循環(huán)物料與塔釜采出液物料組成相同。而工藝對塔釜采出液對易揮發(fā)組成含量有較低要求，迫使進入再沸器的循環(huán)物料中輕組分含量同樣很低，這就會造成熱虹吸再沸器運行不穩(wěn)定或根本能運行?；谏鲜鲈?，現(xiàn)有塔釜配置方法常常無法采用熱虹吸再沸器，而采用強制循環(huán)的再沸器。
[0005]上述問題常常存在于萃取精餾過程。一般而言，為了方便溶劑回收，萃取精餾選擇的溶劑沸點會比所處理物料的沸點高很多。另外，萃取劑的用量常常會數(shù)倍于物料量。這些會導(dǎo)致萃取精餾塔釜物料在再沸器內(nèi)隨氣化的進行，泡點溫度迅速提高。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)定運行。因此，需要對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，才能解決上述問題。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種針對寬沸程物料特殊設(shè)計的精餾塔釜結(jié)構(gòu)及熱虹吸再沸器配置方法，以保證再沸器的穩(wěn)定運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及一種針對部分氣化后泡點溫度顯著升高物系特殊設(shè)計的精餾塔釜結(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)明通過在隔板上開孔，可以使塔釜兩個區(qū)域的物料保持相同液位，從而可以對塔釜兩個區(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；隔板上部開孔用于平衡兩個區(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]通過本發(fā)明的設(shè)置方法，使得來自上層塔板的物料直接進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，還保了再沸器具有較高的循環(huán)推動力和傳熱推動力，利于熱虹吸再沸器的穩(wěn)定運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[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。
【具體實施方式】
[0019]對于熱虹吸再沸器而言，在重力推動作用下穩(wěn)定循環(huán)運轉(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差距較大時，這類再沸器會遇到問題。在下面的優(yōu)選實施例中通過對塔釜結(jié)構(gòu)合理配置可以使寬沸程物系的熱虹吸再沸器穩(wěn)定運行。
[0020]本發(fā)明通過在精餾塔釜設(shè)置豎直隔板，將其分成兩個相對獨立的區(qū)域，分別用于接收來自上層塔板的物料和來自再沸器汽-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)明通過在塔釜I中設(shè)置隔板2實現(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有圓形孔3，通過圓形孔3可以實現(xiàn)區(qū)域4和區(qū)域7液位的平衡，從而可以實現(xiàn)對塔釜被分割區(qū)域液位的統(tǒng)一控制，開孔直徑為200_ (還可以是100mm、150mm、400mm、600mm)。
[0022]本發(fā)明針對部分氣化后泡點溫度顯著升高物系特殊設(shè)計的精餾塔釜結(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溫度顯著升高物系不能采用熱虹吸再沸器的問題。
[0023]部分氣化后泡點溫度顯著升高物系的一個具體實例是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，進入再沸器循環(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，混合物的泡點溫度會顯著升高，氣化率會明顯降低，這樣一方面會減小傳熱溫差，另一方面會減小物料循環(huán)的推動力，導(dǎo)致熱虹吸式再沸器不能運行或運行不穩(wěn)定。如果按照本發(fā)明所述的方式在塔釜設(shè)置隔板，進入再沸器進行循環(huán)的物料是來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)過程中保持較高的氣化率，實現(xiàn)熱虹吸式再沸器的穩(wěn)定運行。
[0024]以上實施例對用于萃取精餾塔塔釜寬沸程物料特殊設(shè)計的精餾塔釜結(jié)構(gòu)及熱虹吸再沸器配置方法，進行了詳細(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)人員可通過借鑒本文的內(nèi)容，適當(dāng)改變結(jié)構(gòu)參數(shù)等實現(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)對本文所述的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行改動或適當(dāng)變更與組合，來實現(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對所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，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；隔板上部開孔用于平衡兩個區(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】B01D3/14GK103432763SQ201310389234
【公開日】2013年12月11日 申請日期: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 申請人:天津大學(xué)