控制和冷却蒸馏塔的方法

文档序号:4974208阅读:597来源:国知局

专利名称::控制和冷却蒸馏塔的方法
技术领域
:本发明涉及一种方法,其用于手动或自动控制从具有内置换热器的蒸馏塔的顶部、底部或侧面出料口排出的一种或多种产品的组成和/或品质。该方法通过表面热交换用以回收热。
背景技术
:在实践中,在蒸馏塔顶部的真空可能因为多种原因而发生短期变化,例如,由于顶部冷凝器中的扰动、由于真空泵性能的变化或由于原料供应发生变化时原料组成的变化等。在这种情况下,塔顶和侧面出料口(其为非必需存在的)的浓度将会发生变化,而且不再能够得到预定规格的这些产品。现有技术采用严格的馏出物质量控制和可变的回流控制(设定值为馏出物出料速率),或严格的回流控制和可变的馏出物质量控制(设定值为回流速率)。这种控制仅对塔顶的馏出物产率产生响应并分配质量流。其对热力学导致的质量变化仅有不充分的响应。由真空变化导致的沸点变化会在蒸馏塔内造成质量流的变化。在无手动干预的情况下,会导致浓度上的变化,该浓度变化可以用工艺分析方法表示。通过手动改变操作参数再次达到设定值浓度。此外,现有技术使用塔底温度控制。只有在一个延长的过渡时间(其可能会持续长达5个小时)以后,才能达到新的稳态条件,其中,塔顶产物或侧面产物再次达到所需的规格。然后塔顶产物不再具有如过渡期期间的过低浓度,侧面出料口也不再包含应为塔顶产物组分的馏分。通过调整蒸馏塔顶部的回流比(其作为塔顶测量温度的函数)来控制蒸馏塔是众所周知的。在这种方法中,将回流比调整为两个预设值(其作为两个温度计的测量温度差的函数)中的一个(1959年6月18日的德国经审查的专利公开DE1059410,拜耳颜料厂股份公司(FarbenfabrikenBayerAG))。因此,该控制是作为以垂直距离设置在塔顶端的两个温度计的温度差的函数起作用的,而不是作为塔顶压力的函数起作用的。此外,仅在两个分立步骤中设置了回流比,而不是连续地设置。在蒸馏塔顶部中用于冷却的换热器可以从现有技术中得知,例如,从德国未经审查的专利公开DE3416519Al,DE3436021Al,DE3505590A1和DE3510097Al(Linde股份公司,19841986)。同样已知的是一种在包含顶部和底部的蒸馏塔内进行蒸馏/精馏的方法,优选为蒸馏/精馏油脂化合物混合物的方法,特别是蒸馏/精馏脂肪醇混合物的方法,其中,所述蒸馏塔具有或者不具有对于蒸馏塔的预定液体或蒸气负荷具有特定压力降的内置部件,如结构化或未结构化的填充物、填充体或塔盘等。这禾中方法描述在由Joharmisbauer、Peukert、Skrobek发表的文章"DiedestillativeAufarbeit皿goleochemischerStoffe,,(Henkel-Referate33/1997,pp.14-21,由HenkelKGaA,Diisseldorf在1997年发行)中。其包括在当时油脂化合物工4业中对蒸馏和精馏装置的实际应用状况的一个概述,此概述大体上仍有效。在油脂化合物的蒸馏加工过程中重要的是使用尽可能低的温度,因为这种物质具有特别高的热敏性。因此,由于增加压力降需要高的底部温度,因此通常也要求跨越塔的内置部件的压力降尽可能低。因此,就在油脂化学物质的蒸馏和精馏中,使用了在每个分离阶段具有低压力降的常规蒸馏塔填充物。精馏塔的技术设计由两个目标决定一方面,要实现尽可能多的分离级数,另一方面,使压力降并由此使底部温度尽可能低。分离级数的数量和每个塔高度的压力降通常依赖于塔的液体负荷,甚至更依赖于蒸气负荷。作为蒸气负荷的量度,已经引入了"可比气流速度"。它考虑了伯努利方程(BernoulliEquation)所要求的蒸气密度对压力降的影响,此外,它比在英文文献中所使用的F因子更清楚。大约20年前,在油脂化学工业中的大多数蒸馏塔仍在装备陶瓷填充体或泡罩,其对于1.5m/s的可比气流速度最多达到1分离级数/米高度和5mbar/米高度的压力降。平泡罩和金属填充体已经提供了显著的改善,其主要用于制备更高纯度的产品。之后,由于Sulzer公司常规形状的塔填充物的发展,精馏技术在20世纪70年代中期取得了巨大飞跃。填充物首先由金属网制备,后来又由薄金属板制备。在2m/s的可比气流速度时具有大于2分离级数/米和小于lmbar/m的压力降的相当高的通过量在现有工厂中突然能够实现了,或者说实现了崭新的分离理念。在现有技术中通常大体上均匀地排列如泡罩、填充物等的蒸馏塔内置部件。因此,压力也由塔顶到塔底依照内置部件的压力降以基本上线性的方式增加。如上所述,现代的蒸馏塔内置部件具有相对较小的压力降,因此在底部区域的压力仅略高于顶部区域。其结果是不期望的高沸点组分的额外蒸发,随后,该组分也到达馏出物出料的地方。另一个缺点在于,这种由底部到达塔顶部区域的高沸点组分馏分在那里被冷却,而且在流回底部以后,再次吸收热量,因此这一工艺导致能量消耗的增加。
发明内容发明目的本发明的目的是在上述提到的方法中,当塔顶部的压力发生短期变化时,实现非常快速地将蒸馏塔条件由一个稳态条件设定到一个新的稳态条件,同时塔顶产物的品质与前一条件相当。根据本发明的解决方案在上述的方法中,此目的可以根据以下的本发明实现当蒸馏塔内的压力在产品出料区域中发生改变时,则由产品的蒸气压曲线确定产品在此压力下的新沸腾温度,并且将流经换热器的冷却介质的温度设置为这个新沸腾温度。该方法基于这样的事实,待蒸馏的组合物组分依照蒸气压曲线在预定的压力下具有规定的沸腾或冷凝温度。当蒸馏塔内的压力改变时,混合物中的组分的沸腾温度也会改变。众所周知,通过将部分塔顶冷凝液循环至蒸馏塔中可增加馏出物的纯度。所述循环同时也导致塔顶的冷却。5根据本发明,将汽/液换热器安装在蒸馏塔中,其中,在上升阶段和/或在冷凝区域中且仅在排气管之前用冷却介质冷却蒸馏排出的蒸气。基于该组分的蒸气压曲线通过蒸馏控制装置计算冷凝或沸腾温度,并且将冷却介质设置为在现行压力条件下的冷凝/沸腾温度。在这种方法中,通过在顶部冷凝器中的回流总管和/或将循环物注入到上升部分的排气管中实现循环。在蒸馏塔的入口,冷却介质降至低于馏出物的冷凝温度,以确保有效地冷凝所排出的蒸气。在上升部分上方的第一馏出物出料口测量用于蒸馏控制回路的温度。测量传感器控制冷却介质的流量,并由此调整馏出物的冷凝点。冷却介质逆流流经所述上升部分,由此在底部方向提供了一个温度增加,并由此提供一个热回流。在蒸馏塔最热的区域,底部上方,有冷却介质出口(或附图中的冷却介质出口)。这种冷却介质流的结构(同样与蒸馏回路控制相结合)可以实现高效的热回收。此外,还建议,将该方法用于非共沸混合物的蒸馏、醇混合物的蒸馏、丙二醇的蒸馏或用于工业用水或海水中进行的水的净化;为了达到理想的冷却介质出口温度的目的,在没有控制冷凝点的情况下进行所述热回收;冷却介质的出口在底部区域,或冷却介质通过底部介质导热;以及该蒸馏在增加的压力,如在23bar下进行。根据本发明的方法用于手动或自动控制由具有内置换热器的蒸馏塔的顶部、底部或侧面出料口排出的一种或多种产品的组成和/或品质,该方法的特征在于,当塔内压力在产品出料区域内改变时,由产品的蒸气压曲线确定该产品在此压力下的新沸腾温度,且通过改变冷却介质的流量将温度设置为这个新沸腾温度。因此,在塔顶部的压力发生短期变化时,有可能非常快速地将塔条件由一个稳态条件设定到一个新的稳态条件,同时塔顶产物的品质与前一条件相当。此外,结合控制冷却介质的流量,通过表面热交换进行冷却可以有效地进行热回收。当将混合物蒸馏或分馏以得到高浓度的塔顶产物时,在塔顶部的压力发生短期变化时,可实现非常快速地将塔条件由一个稳态条件设定到一个新的稳态条件,同时塔顶产物的品质与前一条件相当。这是通过以下事实达到的通过改变作为热力学状态变量的函数的出料量或回流实现控制,当在产品出料区域内发生塔内压力的变化时,则由产品的蒸气压曲线确定由此所需的温度变化,短期改变回流和/或馏出物出料速率直到塔内在产品出料区域内的温度达到由蒸气压曲线确定的新设定值,此后,将回流和/或馏出物出料速率重设至初始值。此外,该方法的特征在于,当原料组成变化时,控制回路将根据由此产生的温度变化调整馏出物出料速率。与根据上述德国经审查的专利公开DE1059410的现有技术相比,在本发明中,控制不是作为温度差的函数,而是作为在产品出料区域(如在塔顶)中的塔内压力的函数实现的。根据此参数改变馏出物出料速率或回流。因此可以通过沸点变化的自动化和可视化将过渡期縮短至不到一小时,特别是短至15至20分钟,并确保馏出物的纯度。6因此,根据本发明,当塔内压力发生变化时,短期改变馏出物出料速率或回流直到此区域的温度达到由蒸气压曲线确定的在此新压力下的新值。进一步建议的是,在产品出料以外的位置另外监测温度,并将得到的测量值也用于控制。当在塔顶温度测量下面包括第二温度测量时,因为在该处可以更早地检测到浓度变化,所以可以更好地缓冲对蒸馏的控制。同时,通过将温度值设定为要确定的馏出物浓度(其可从混合物由于不同沸点所导致的内能计算)可以实现对回收的改进。不过,关键的值不是如DE1059410中的两个测量点之间的温度差。还建议的是,在从一个稳态条件到另一个的过渡期间,利用极限值监视器检测任何超过或降至低于由产品的蒸气压曲线所确定的设定温度的值,并发出光和/或声信号。以下,将通过一个工艺的具体过程来进一步说明本发明。如果发生真空的短期劣化,即塔内压力升高,那么根据所需产品(如链长C12的脂肪醇)的蒸气压曲线,沸点会升高。因此,蒸发出的C12脂肪醇会减少。根据本发明,此时增加馏出物的出料速率,并降低回流速率,从而使出料点(即塔顶)的温度上升直到其达到对应于新的压力值下的沸点值。此后,将馏出物出料速率或回流速率重置为先前的值。然而,塔顶的温度保持为新设置值。相反,如果在塔顶的真空提高,即压力降低,那么在塔顶出料的产品(例如,C12脂肪醇)的沸点也降低。然而,大量的高沸点组分此时也蒸发,从而使产品的纯度不再为所需值。根据基于本发明的控制方法,此时降低蒸馏出料速率,并且增加回流速率。因此,将会降低塔顶温度。然后,特别是当温度达到由蒸气压曲线确定的在该相应真空下的新沸点时,将馏出物出料速率和回流速率重置为原来的值。塔顶的产品浓度以及由此的产品纯度再次与压力变化之前具有相同或相近似的值。尽管是相同的回流速率和相同的馏出物出料速率,但是仍保留了新设定温度。当然,在真空变化和随之的干涉过程中回流速率会有相当程度的变化。然而,当处在稳态条件下运行时,它会重新近似地调整自身。只有通过改变能量输入才可以进行精确调整。此外,当通过蒸馏处理油脂化学品时,一方面节约了能源,另一方面增加了选择性。此外,在保持相同容量的同时,可以实现使蒸馏塔的建造高度更低。在根据本发明的另一实施方式中,这一目的是通过如下方式实现的提供对蒸馏塔的预定液体或蒸气负荷具有特定压力降的内置部件(如结构化的或未结构化的填充物、填充体或塔盘等),并在底部上方,尤其是在进料入口的内置部件下方提供节流元件,所述节流元件被设计为在此节流元件处将产生最大的压力降。根据本发明,在底部上方空间的有限区域内的压力由此大大高于塔的其余区域,使得从底部蒸发高沸点成分显著减少。为了使即使在增加的压力下也有所需量的中、低沸点组分蒸发,仅需要略微增加底部温度,这种底部温度的略微增加不会对温度敏感的油脂化学品的品质产生有害影响。由于高沸点组分通过节流元件的蒸发显著减少,并且不再到达塔顶区域,因此蒸馏塔的选择性显著增加,且大幅减少了能量需求。此外,与传统的蒸馏塔相比,可以明显降低其建造高度。蒸馏塔高度的降低用于縮短蒸馏排出蒸气的驻留时间,从而防止上升速度的降低。这可能导致馏出物在塔内发生冷凝。7此外,由于低沸点组分不再需要从高沸点组分中分离,之前通过回流速率用于调整能量平衡的消耗仅在有限方面是必须的。由于降低了蒸馏塔高度,因此用于建造的投资花费减少了。在运行实验中,可以证明,当使用根据本发明的方法时,能量需求减少了20%以上。此外,建议在节流元件处的压力降高于其余内部部件上的总压力降。换言之,建议在节流元件区域内的压力降高于蒸馏塔的其余区域的总的压力降。建议在节流元件和塔顶或塔底之间的侧面供应原料,且进料温度高于在相应于塔的进料入口处的压力下所需的塔顶产物的最高沸点组分的沸腾温度并低于在相应于底部区域的压力下所需的塔底产物的最低沸点组分的沸腾温度。在节流元件上方并在此温度下侧面供应原料(进料)导致所需塔顶产物(即馏出物)组分的初步分离。其余的液体馏分遇到累积的液体和被强烈加热的节流元件,并且当为所需的馏出物时在该处蒸发,或在为所需的塔底产物时向下流至底部。进一步建议的是,将进料直接进至节流元件上,或者将其分开并在节流元件上方和下方进料。还建议的是,塔底温度低于在该位置给定压力下在节流元件上方所测量的所需塔底产物的最低沸点组分的沸腾温度,并高于各在对应于底部区域内压力的压力下所需塔顶产物的最高沸点组分的沸腾温度。预期的底部温度按这样的方式选择仅有一小部分所需塔底产物组分或没有所需塔底产物组分以气体形式流经节流元件和其上累积的液体,从而克服该问题。进一步建议的是塔高按这样的方式选择或降低塔顶产物在塔内保持气态/蒸气状态,且在塔内不凝结。按照本发明的方法适用于沸点彼此相差大于l(TC的所有可蒸馏的液体均相混合物。这种混合物的例子有,例如,脂肪酸类、甲基酯类、烃类、植物油类、苯类、醇类、甘油、基于石化产品的材料和上述物质的衍生物,也有无机化学品和海水和其他水溶液。以下,通过附图更详细地说明本发明的实施例和对比实施例,其中图1为第一个实施例的装置的示意图,使用该装置实施根据本发明的方法;图2显示了根据第二个实施例的一个蒸馏设备的流程图,该蒸馏设备具有根据本发明的带有回流的控制回路;图3显示了如图2的流程图,但具有根据本发明的无回流的控制回路;图4显示了根据第三个实施例的设备的流程图,该设备用于实施根据本发明的方法;图5显示了一种设备的流程图,使用该设备运行根据本发明且根据如下所述的第三个实施例的实验;以及图6以剖面示意图显示了图5中的塔K1和K2的结构。在所有的图中,相同的附图标记具有相同的含义,因此当反复使用时仅解释一次。附图标记列表1蒸馏塔82345678910111213141516171819202122101102103104105106107108109110111112113114115116117118换热器后冷凝器冷却介质入口冷却介质出口原料入口塔底加热器15的蒸气入口塔底加热器15的冷凝物出口馏出物循环导管馏出物收集器三通阀塔底加热器塔底出口塔顶冷凝器1塔顶冷凝器2回流导管回流冷凝器回流总管回流总管冷凝器馏出物收集器馏出物泵阀门回流导管阀门阀门温度测j温度测j压力测j冷凝器点点占冷凝器9119120121122KlK2201202203204205206207208209210211212213温度测量点压力测量点阀门流量计第一蒸馏塔第二蒸馏塔填充物填充物填充物进料加热器冷凝器馏出物收集器泵塔底加热器泵导管塔底节流元件塔顶具体实施例方式第一实施例图1显示了在排气管内用细网填充物填充的换热器2(在此情况下为夹套式换热器(夹套管))的蒸馏塔l。另外,也可以采用平面设计的管束换热器,其中排出的蒸气流经冷却旋管。此外,可以看到的是,与真空装置4相连的后冷凝器3,和用于换热器2的冷却介质入口5和冷却介质出口6。可进一步看到的是供给原料的入口7,用于底部加热器的蒸气入口8和用于该底部加热器的冷凝液出口9,以及馏出物循环导管IO(其中,馏出物被再循环至底部),和馏出物收集器11。锁定底部加热器的蒸气供应以防止底部过热,其中,根据本发明的控制装置12计算底部的温度,该底部温度确保馏出物成分在底部的蒸出。在图1中还描绘了用于蒸馏塔的顶部区域的控制装置13,它通过控制所计算出的馏出物的沸腾温度控制冷却介质的流速,并由此调整馏出物的冷凝点。通过导管16,可以将底部引导至下游蒸馏塔(未显示)。此外,还显示了塔顶冷凝器17和18。通过回流导管19和回流冷凝器20在回流总管21和22中进行回流。蒸馏塔按如下方式工作馏出物在上升阶段冷凝器2的顶部和塔顶冷凝器17和18上冷凝,并流出。当温度发生偏离时,馏出物可被再循环至塔内(例如,通过三通阀14),或被导入原料罐(未显示)中。原材料的再循环是通过依赖于该塔的底部标高的液面控制实现的。由该塔至后续塔的底部传输同样通过控制装置12的控制进行,这也是基于蒸气压曲线运行的,以确保在底部介质中不再有应当在当前塔中被蒸出的低沸点组分。为了防止底部介质过热,加热介质(在此为蒸气)的供应也应具有温度控制。另外,当然,也可以由该蒸馏塔使用具有恒定进料量和具有液面控制的底部输出的传统运行模式。对于此设备和工艺设计,可以串联连接任何所需数量的这种蒸馏塔。例如,最后的蒸馏塔可以有具有较低的压力差异的常规设计,因为此塔用于实现尽可能高的产率,但是,出于能量的原因其对于丙二醇的蒸馏是不合理的。可用作换热器18、17和2的冷却介质的液体、气体或熔融盐种类非常广泛。然而,优选使用进料原料和/或给水作为冷却介质。熔融盐(液体盐)可用于在不能产生蒸气的很高温度下进行的蒸馏。可以使用管束换热器、夹套式换热器和丝网换热器等作为换热器。对于塔顶冷凝,例如,可以使用旋管换热器或管束换热器,其中蒸馏排出蒸气逆流流经冷凝管并冷凝。重要和有益的还有用于所需馏出物,冷却介质的冷凝点设定;交互以可逆模式实施的控制,用于调整冷却介质的出口温度;用于蒸馏而供应的能量的回收,这是通过与蒸馏控制回路13相结合的表面换热器2、17、18和在底部以上的冷却介质的排出而有效地实现;馏出物再循环导管14,用于当馏出物的规格发生偏离时再循环至蒸馏塔1内或至其他罐内;*底部输出/底部加热的控制,用于确保馏出物成分的蒸出(这对分馏特别重要);以及将回流注入至单个排气管内。第二实施例图2显示了蒸馏塔101,其中,塔顶产物通过导管102排出,并在冷凝器103中冷凝后,通过导管104导入到馏出物收集器105中。馏出物泵106通过阀门107和流量计122将馏出物运送至产品出口。未排出的馏出物通过回流导管108和由馏出物收集器105内的液面控制的阀门在塔101的塔顶流进塔101中。通过阀门111与塔顶冷凝器103连接的真空装置110在冷凝器103中和塔101的顶部中提供真空。通过塔顶处的压力控制阀门111。根据本发明,现在,使用控制装置112进行的比率控制是这样进行的根据由蒸气压曲线上得到的沸点基准控制温度和压力。这就是所谓的比率控制。这意味着该控制基于沸点变化的比率是压力变化的函数。在塔顶的最上端和在其下一定距离的两个温度测量点113、114均进行塔顶温度的监测,并将测量温度传递至控制装置112。此外,通过压力测量点115监测塔顶的压力并将测量压力传递至控制装置112。从这些值,控制装置根据蒸气压曲线计算出阀门107(其控制馏出物的出料量,并由此也间接地控制回流和回流比)的操作变量。由馏出物收集器105的液位控制的阀门109,仅用于保持馏出物收集器内的一定液位,其绝对不能被抽空。根据本发明,也可以使用无回流的对蒸馏塔的控制。其一个例子如图3所示。除了根据图2的收集馏出物的装置以外,在蒸馏塔101的顶部额外设置了冷凝器116。该蒸馏塔设计用于排出液体馏出物。排出的蒸气在冷凝器116上凝结,并直接流回塔内。在该处尚未凝结的排出的蒸气经过导管117到另一个冷凝器118(其与真空装置110相连)中。从冷凝器118出来的冷凝液再循环至替代罐或收集罐中。这指的是将原料供应至蒸馏塔内11的进料罐。根据将要被处理的混合物组分的蒸气压曲线,使用由塔顶的温度测量点119和压力测量点120测得的值通过控制装置112计算用于驱动阀门121的操作变量。阀门121决定了馏出物的出料量。流量计122监测馏出物的瞬时流量。以下,用表格表示实验结果,用根据图2的设备进行实验。蹄二輔銜导翻輔魏实验用蒸馏塔进行,向该蒸馏塔中进料原料,即链长为C8C16的脂肪醇混合物。在塔顶,将获得尽可能纯的C8脂肪醇。将部分塔顶产物再循环(回流)。在进料口上方一段距离以侧面出料口的方式得到C10脂肪醇。底部基本上由C12C16醇组成。表1时间塔顶温度[°C]塔顶压力[mbar]馏出物出料速率[kg/h]塔顶C8浓度[wt%]侧面C10浓度[wt%]7.1610530440099.167.26105505150约99927.36114503300约997.4111450440099.2197.58表2时间塔顶温度[°c]塔顶压力[mbar]馏出物出料速率[kg/h]塔顶C8浓度[wt%]侧面CIO浓度[wt%]11.5011965460098.395.911.5511130460012.0011030012.0510930099.290.612.1010730180012.1510630360012.2010530460084.2412.3010530460099.291.912<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表1的说明为了测试根据本发明的方法,于上午7点26分将真空度由30mbar均匀增加至50mbar,即真空劣化。同时,馏出物出料速率最高增加了750kg/h。每lmbar的压力变化,温度上升约0.5摄氏度。在达到沸腾温度(即114tO以后,将馏出物出料速率再次降至1800kg/h。这是必要的,因为已经有些过量地增加了馏出物出料速率,使得控制为过调节。最后,将馏出物出料速率调回到旧值4400kg/h,并再次得到所需的塔顶设定浓度,约99X的C8脂肪醇。然后,将温度维持在增加后的水平,114°C。表2的说,明在这种情况下,将65mbar的真空减少到30mbar,即真空被显著改善。为了补偿,将馏出物出料速率设定为零,即将回流比增加至100%。然后,将馏出物出料速率再逐步上升到4600kg/h的设定值,并再次获得所需的约99%的C8脂肪醇的塔顶设定浓度和在侧面出料口的相应的所需的约95X的C10脂肪醇的设定浓度。在此过渡期之后,温度稳定在105°C。整个过渡只持续了约半小时。在表中,因为仅仅每隔1520分钟就抽取及检测样品(通过气相色谱方法),所以并没有每一次都描述浓度。这些实验以实例表明,当真空变化时,仅需要很短的时间即可以在塔顶和侧面出料口处获得具有产品所需浓度的新稳态条件。根据本发明的控制方法也适用于控制由能量输入的变化引起的底部温度或回流比。根据本发明的控制理念具有以下优点可能实现自我控制的蒸馏装置。通过对塔顶区域的压力和温度的变化的直接控制响应实现了对塔顶馏出物品质的改进。该控制原理对于原料组成的变化具有平衡作用。可以不进行在线分析。当所计算出的沸腾或冷凝温度超过或低于设定值时,通过极限值监视器可以进行视觉和/或声学监测。第三实施例图4显示了根据第三实施例的用于实施根据本发明的方法的一个适合设备的流程图。蒸馏塔K1包含填充物201、202、203,当该蒸馏塔以常规方式运行时,其对于所有三个填充物造成了8mbar的压力降。在蒸馏塔Kl和在后阶段的蒸馏塔K2(见图5)中,对碳链长度为C6C18的脂肪醇混合物进行蒸馏处理。将原料通过进料加热器204(图4)从侧面进料至蒸馏塔Kl内。由链长为C6C10的脂肪醇混合物组成的塔顶产物利用泵207通过冷凝器205和馏出物收集器206排出。还显示了底部加热器208和泵209,通过它们将塔底抽空,并或者通过底部加热器208进行再循环,或者通过导管210进料至蒸馏塔K2(见图5)的底部区域内。根据本发明,在塔底211和最低的填充物203之间设置了节流元件212,其产生比填充物201、202、203的总压力降更高的压力降。此节流元件可以有不同的技术设计。例如,其可以为根据现有技术的泡罩板、多孔板或填充物,但根据本发明以这样的方式修改所述板或填充物产生所需的压力降。由于节流元件212,虽然在节流元件212上方仅有105mbar13的压力,但是塔底211上方的压力为220mbar。节流元件内置的位置取决于该蒸馏塔的蒸馏负荷,且在图4中,该位置是为低含量的馏出物选择的。用根据图5和图6的设备(其具有15%比例的馏出物的较高馏出物负荷)进行了一个运行实验。图6显示了图5中的蒸馏塔K1和K2的细节。蒸馏塔K1和K2含有从上到下编号的14个塔盘。第一至第四塔盘各自为多孔板。第五至第十四板设计为泡罩板。在蒸馏塔K1内根据本发明的无节流元件的运行中,在塔顶213和塔底211之间测量到了46mbar的压力降。在塔底211内的温度为198。C。在第48塔盘(同样从顶部开始计数)区域内具有额外的流体阻力(即节流元件)的运行实验得到了如下结果在塔顶和塔底之间的压力降目前为100mbar,且所测量的塔底温度为207°C。出乎意料的是,能量消耗(即热蒸气的消耗)在第一蒸馏塔K1内减少了约20%,在第二蒸馏塔K2内也减少了约20%。后一结果更令人惊讶,因为在此实验中并未改变蒸馏塔K2,而且特别是其也不包含任何额外的节流元件。对这种现象的一种解释是,在蒸馏塔K1内的升高的塔底温度具有如下效果,使得将更热的产物供应至蒸馏塔K2内,其由此在蒸馏塔K2使初步分离更高。所获得的脂肪醇产物的品质与内置节流元件之前基本相同,术语"品质"是指产物的纯度并且不含非所需组分。权利要求一种方法,该方法用于手动或自动控制从具有内置换热器(2,17,18)的蒸馏塔(1)的顶部、底部或侧面出料口排出的一种或多种产品的组成和/或品质,其特征在于,当蒸馏塔(1)在产品出料区域内的压力发生改变时,由该产品的蒸气压曲线确定该产品在此压力下的新沸腾温度,且将流经,优选逆流流经换热器(2,17,18)的冷却介质的温度设置为这个新沸腾温度。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法用于非共沸混合物的蒸馏、醇混合物的蒸馏、丙二醇的蒸馏或用于工业用水或海水中进行的水的净化。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在不控制冷凝点的情况下进行热回收。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,冷却介质的出口在塔底区域,或冷却介质通过塔底介质导热。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在增加的压力下进行蒸馏。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过改变作为热力学状态变量的函数的出料量或回流实现所述控制,当蒸馏塔(101)在产品出料区域内的压力发生改变时,由其所需的温度变化由该产品的蒸气压曲线确定,短期改变回流和/或馏出物出料速率直到在产品出料区域内的塔内温度达到由蒸气压曲线所确定的新设定值,此后,将回流和/或馏出物出料速率重设至初始值。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在除了产品出料以外的位置上另外监测温度,并将得到的测量值也用于控制。8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,在从一个稳态条件到另一个稳态条件的过渡期间,利用极限值监视器检测任何超过或低于由产品的蒸气压曲线确定的设定值温度,并发出光和/或声信号。9.根据权利要求l所述的方法,其特征在于,为蒸馏塔(Kl)内预定的液体和蒸气负荷设置具有特定压力降的内置部件,如结构化或未结构化的填充物(201,202,203)、填充体或塔盘等,以及在塔底上方,尤其是在进料入口的内置部件下方设置节流元件(212),所述节流元件(212)具有这样的设计,在该节流元件(212)处将产生最大的压力降。10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在节流元件处的压力降高于其余内置部件上的总压力降。11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在节流元件区域内的压力降高于蒸馏塔的其余区域的总压力降。12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在节流元件和塔顶或塔底之间的侧面供应原料,且进料温度高于在相应于塔的进料入口处的压力下所需的塔顶产物的最高沸点组分的沸腾温度并低于在相应于塔底区域的压力下所需的塔底产物的最低沸点组分的沸腾温度。13.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,塔底温度低于在该位置给定压力下在节流元件上方所测量的所需塔底产物的最低沸点组分的沸腾温度,并高于各在与塔底区域压力相应的压力下所需塔顶产物的最高沸点组分的沸腾温度。14.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述蒸馏塔(Kl)的高度按这样的方式选择或降低塔顶产物在塔内保持气态/蒸气状态,且在塔内不凝结c全文摘要本发明涉及一种控制方法,其用于手动或自动控制从具有内置换热器(2,17,18)的蒸馏塔(1)的顶部、底部或侧面出料口排出的一种或多种产品的组成或品质。所述方法的特征在于,在塔(1)的产品出料区域内的压力改变时,由产品的蒸气压曲线确定产品在所述压力下的新沸腾温度,且通过流经(优选为逆流方向)换热器(2,17,18)的改变后的冷却介质将蒸馏出料的温度调整为所述新沸腾温度。文档编号B01D53/18GK101754788SQ200880025314公开日2010年6月23日申请日期2008年7月12日优先权日2007年7月19日发明者弗兰克·巴尔申请人:弗兰克·巴尔
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