专利名称：一种精馏装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种精馏装置。
背景技术：
对于液液分离的精馏系统， 一般很少会出现其中液相分层现象，但是对于某些特殊场合，特别是在共沸或者萃取蒸馏系统中该现象时有发生。该现象的发生会给生产带来很多不利因素，处理不好可能会导致整个蒸馏系统塔内爆沸或液相受热不均。当发生爆沸时，轻则导致精馏系统分离能力下降，重则会出现液泛等异常，致使分离无法继续。而液相受热不均则是该体系中更常见的现象。因为不互溶的液体在塔釜(即釜槽)中要进行分层，这将导致循环泵只能采集到一种液体，随之只能有一种液体发生气化。但是这与蒸馏系统的要求是相违背的，因为蒸馏系统的要求是体系内受热均匀。该现象往往导致蒸馏过程无法正常进行或者效率低下。
目前还未见到相关的设计报道可以很好地解决上述两液相受热不均的问题，生产中也一直没有更好的解决办法。具体问题可以通过图l描述。
参见图l，在该精馏系统内，包括蒸馏塔l，冷凝器2，冷却器3，液液分离槽4，塔釜5，循环泵6，再沸器7。由于蒸馏塔塔顶出来的回流液会夹杂共沸剂或萃取剂(对于萃取剂主要是针对可能夹杂的极少量，但是又有密度差可以分离的情况)，这就需要进行分离，特别是对于连续精馏的系统，还需要将共沸剂或萃取剂返回至塔釜，目前一般的操作方案是用循环泵将其输送至塔釜，并在塔顶回流槽设置液面控制系统，但是由于涉及到萃取剂或者共沸剂的物料平衡问题，而共沸剂与分离得到的产品之间界面的稳定不同于普通的液位控制系统，用自控装置进行稳定控制难度很大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种精馏装置，该精馏装置可以很好地解决目前由于液相分层而引起的上述问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种精馏装置，包括主要由塔体底层、填料层、精馏塔主体、塔顶冷却器组成的精馏塔；与所述精馏塔通过管线连接的釜槽；对釜槽中的液体进行加热的再沸器；与所述釜槽通过釜槽采出管线连接的釜槽循环泵；所述釜槽循环泵与所述再沸器通过管线连接；其中，所述釜槽采出管线共两条，其中一条釜槽采出管线设置在所述釜槽上的一端高于所述釜槽中的液体的分层液面，另一条釜槽采出管线设置在所述釜槽上的一端低于所述釜槽中的液体的分层液面；在所述两条釜槽采出管线上分别设置有阀门。
釜槽中的液体存在分层现象的问题，本实用新型采用塔釜循环泵两股进料的方式来解决，即在釜槽的分层液面以上和以下分别开有采出口，釆出口中设置釜槽采出管线，并通过釜槽采出管线上的阀门控制进入再沸器的液体比例。这样解决了由于液液分层而导致的其中的某一相不能汽化的问题。
所述精馏装置还包括与所述精馏塔通过管线连接的塔顶采出液冷却系统；与所述塔顶采出液冷却系统通过管线连接的塔顶采出液分离槽；所述精馏装置还包括与所述塔顶采出液分离槽连接的塔顶采出液分离槽采出管线，塔顶采出液分离槽采出管线包括上采出管线和带有自动液位控制系统的下采出管线。通过带有自动液位控制系统的下采出管线，就能方便地调整分层液面的高度，而且能够非常好地稳定分层液面位置，不需要任何液面控制仪表。
所述精馏装置还包括共沸剂循环系统；所述共沸剂循环系统包括共沸剂循环槽，所述共沸剂循环槽与所述塔顶采出液分离槽之间通过所述塔顶采出液分离槽采出管线连接；所述共沸剂循环系统还包括共沸剂循环泵，所述共沸剂循环泵通过管线分别与所述共沸剂循环槽和所述精馏塔连接。
所述精馏装置还包括与所述釜槽循环泵通过管线连接的釜槽采出液冷却系统；与所述釜槽采出液冷却系统通过管线连接的釜槽采出液分离槽；所述精馏装置还包括与所述釜槽采出液分离槽连接的釜槽采出液分离槽采出管线，釜槽采出液分离槽采出管线包括上采出管线和带有自动液位控制系统的下采出管线。
所述精馏装置还包括萃取剂循环系统；所述萃取剂循环系统包括萃取剂循环槽，所述萃取剂循环槽与所述釜槽采出液分离槽之间通过所述釜槽采出液分离槽采出管线连接；所述萃取剂循环系统还包括萃取剂循环泵，所述萃取剂循环泵通过管线分别与所述萃取剂循环槽和所述精馏塔连接。
所述精馏塔的塔顶冷却采用内回流形式。这解决了回流液分层问题。同时冷却采用冷或温循环水，该循环水可以根据塔顶温度不同发生不同等级的蒸汽，以达到节能目的。该蒸汽可以用于其它装置。
所述精馏装置还包括液封装置，所述液封装置是U型管，该U型管的两端分别连接塔顶采出液分离槽采出管线和釜槽或精馏塔。
所述塔顶采出液分离槽或釜槽采出液分离槽采出管线带有自动液位控制系统的下采出管线包括
敞口槽，所述敞口槽底部带有进口和出口；
一端带有螺纹的的进料管，所述进料管带有螺纹的一端从所述敞口槽底部的进口伸进所述敞口槽；
与所述进料管带有螺纹的一端螺纹连接的套筒，所述套筒顶部封闭，底部开口，在所述套筒上开有溢流孔；
出料管，所述出料管设置在所述敞口槽底部的出口。
本实用新型彻底解决了由于液液分层而导致的釜槽中的某一相不能汽化的问题。如果釜槽只有一个底部釆出口，从釜槽至塔釜循环泵只有一条釜槽采出管线，当釜槽中的液体的下层液体沸点比上层液体沸点低时，由于循环被加热的载体是低沸点的液体，所以上层液体很难被汽化，失去了塔对两种液体共沸分离的功效。本实用新型设置两条釜槽采出管线，很好地解决了这个问题。本实用新型还解决了在塔顶出现的由于分层而使得采出量难以控制的问题。现有技术中，塔顶采出液分离槽中没有带有自动液位控制系统的下采出管线，从塔顶采出液分离槽下部放出下层液体时可能会把上层液体也放出，本实用新型通过控制带有自动液位控制系统的下采出管线的高度就可以控制两种液体分层液面面高度，从而解决了上述问题。本实用新型还解决了需要动力循环共沸剂和萃取剂等问题，本实用新型在精馏塔塔内是真空操作的情况下，使共沸剂和萃取剂直接返回至精馏塔内，而不是像现有技术中那样返回釜槽内，添加U型管是为了起到液封效果，否则会破坏塔内的真空度。
图1是现有的精馏系统的示意图。
图2是具体实施方式
中所述的精馏装置的结构示意图。
图3是显示图2中塔顶采出液分离槽液面控制的局部示意图。
图4是显示图2中釜槽液体局部示意图。
图5是带有自动液位控制系统的下采出管线的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。参见图2。本具体实施方式
的精馏装置，主要包括精馏塔l，釜槽
32 (即塔釜)，再沸器33，釜槽循环泵31，塔顶采出液冷却系统21，塔顶采出液分离槽22、 23,共沸剂或萃取剂循环槽51，釜槽采出液冷却系统41，釜槽采出液分离槽53。
精馏塔1主要由塔体底层14、填料层13、精馏塔主体12、塔顶冷却器11组成。釜槽32与精馏塔1通过管线连接。再沸器33设置在釜槽32上，对釜槽32中的液体进行加热形成蒸汽。具体来说，有两根管线61、 62连接釜槽32和精馏塔1， 一根管线61将釜槽32中的的蒸汽输送进精馏塔l，另一根管线62将精馏塔1中的液体输送进釜槽32。
兼参见图3。釜槽循环泵31与再沸器33通过管线63连接。釜槽循环泵31与釜槽32通过釜槽采出管线连接。釜槽采出管线共两条，其中一条釜槽采出管线64设置在釜槽32上的一端高于釜槽32中的液体的分层液面，另一条釜槽采出管线65设置在釜槽32上的一端低于釜槽32中的液体的分层液面；在两条釜槽采出管线64、 65上分别设置有阀门91、 92。两条釜槽采出管线64、 65设置在釜槽32的一端均设置在釜槽32的釜槽采出口中，其中一个釜槽采出口高于釜槽32中的液体的分层液面，位于釜槽32的上部，另一个釜槽采出口低于釜槽32中的液体的分层液面，位于釜槽32的底部。两根釜槽采出管线64、 65由阀门控制釜槽32内上下层液体进入釜槽循环泵31的液体比例。釜槽液位高度由釜槽32的采出量来控制。釜槽液位控制在釜槽上部的釜槽采出口以上，这样就可以保证两根釜槽采出管线64、 65都能够采到足够的液体。两根釜槽采出管线64、 65分别将釜槽32中分层液体的上层液体和下层液体采出，送至再沸器33汽化。
兼参见图4。塔顶采出液冷却系统21与精馏塔1通过管线71连接。塔顶采出液分离槽22与塔顶采出液冷却系统21通过管线72连接。在本具体实施方式
中， 一共设置有两个塔顶采出液分离槽22、 23。其中塔顶采出液分离槽22与塔顶釆出液冷却系统21通过管线72连接。塔顶采出液分离槽22上设置有塔顶采出液分离槽采出管线，塔顶采出液分离槽采出管线包括设置在塔顶采出液分离槽22上部的上采出管线73和设置在塔顶采出液分离槽22底部的带有自动液位控制系统的下采出管线74。塔顶采出液分离槽22的上采出管线73与塔顶采出液分离槽23的上部连接。塔顶采出液分离槽23上也设置有塔顶采出液分离槽采出管线，塔顶采出液分离槽23的塔顶采出液分离槽采出管线包括设置在其上部的上采出管线75和设置在其底部的带有自动液位控制系统的下采出管线76。在上采出管线73、带有自动液位控制系统的下采出管线75、带有自动液位控制系统的下采出管线76上设置有阀门，以控制流量。
7参见图5，带有自动液位控制系统的下采出管线76包括 敞口槽761，敞口槽底部带有进口和出口；采用敞口槽761，这样可 以连通大气；
一端带有螺纹的的进料管762，进料管762带有螺纹的一端从敞口 槽761底部的进口伸进敞口槽761;
与进料管带有螺纹的一端螺纹连接的套筒763，套筒顶部封闭，顶 部可设把手，套筒763底部开口，在套筒上开有溢流孔760;旋转套筒 763，可以通过螺纹调节溢流孔760的高度。
出料管764，出料管764设置在敞口槽761底部的出口。出料管764
连接
带有自动液位控制系统的下采出管线74、84与带有自动液位控制系 统的下采出管线76结构相同，带有自动液位控制系统的下采出管线75、 76可以共用出料管。
两个塔顶采出液分离槽22、23的带有自动液位控制系统的下采出管 线74、 76，可以实现采出液自动液位控制。其中的原理主要是利用密度 差，塔顶采出液分离槽的分层液面高度确定公式为
P tgh!+P2g(h-hO-P ,gh管线(根据连通器的原理得出此公式)
P j----共沸或萃取剂密度
^----分层液面高度
P2----分离得到的产品的密度
h管线---一带有自动液位控制系统的下采出管线的高度
h---—上采出管线在塔顶采出液分离槽的安装高度
(tn、 h管线、h均是相对于塔顶采出液分离槽底部的高度。) 由上述公式知，两种液体(共沸或萃取剂、分离得到的产品)的密 度P^ P2是确定的，上采出管线在塔顶采出液分离槽的安装高度是由 塔顶釆出液分离槽的采出口高度确定，也是固定值，这样分层液面高度 就是由h管线来确定。即只要调整h管线就可以调整分层液面的高度，而且 能够非常好的稳定分层液面位置，不需要任何液面控制仪表。通过螺纹 调节溢流孔的高度，以此达到控制h践的目的。
精馏装置还包括共沸剂循环系统。共沸剂循环系统包括共沸剂或萃 取剂循环槽51 (与萃取剂循环系统共用)，共沸剂循或萃取剂环槽51 与塔顶采出液分离槽22、23之间通过塔顶采出液分离槽的带有自动液位 控制系统的下采出管线74、 76连接(如果共沸剂密度小于分离得到的产 品密度，则与上采出管线73、 75连接)，具体来说是连接带有自动液位 控制系统的下采出管线的出料管。还可以另外通过管线向共沸剂或萃取 剂循环槽51中补充新鲜的共沸剂。共沸剂循环系统还包括共沸剂或萃取 剂循环泵52 (与萃取剂循环系统共用)，共沸剂或萃取剂循环泵52在 第一次向精馏塔中进料时需要开启，此后无需开启。共沸剂或萃取剂循
8环泵52通过管线77与共沸剂或萃取剂循环槽51连接，共沸剂或萃取剂 循环泵52通过管线78与精馏塔1的原料进口连接。现有技术中共沸剂 自动循环系统主要是利用塔顶溶剂的高度差来实现的，但本实用新型与 一般的简单利用高度差来实现自动循环不同之处是利用了精馏塔的真 空，并且采取了防止精馏塔内真空被破坏的液封装置，实现了共沸剂的 循环。液封装置是U型管79，该U型管79的两端分别连接采出管线76 和釜槽32或精馏塔1的原料进口 。
精熘装置还包括与釜槽循环泵31通过管线81连接的釜槽采出液冷 却系统41;与釜槽采出液冷却系统41通过管线82连接的釜槽采出液分 离槽53。精馏装置还包括与釜槽采出液分离槽53连接的釜槽采出液分 离槽采出管线，釜槽采出液分离槽采出管线包括设置在釜槽采出液分离 槽53上部的上采出管线83和设置在釜槽采出液分离槽53底部的带有自 动液位控制系统的下采出管线84。带有自动液位控制系统的下采出管线 84控制釜槽采出液分离槽53中的分层的液体的分层液面高度的原理同 上。
所述精馏装置还包括萃取剂循环系统；所述萃取剂循环系统与共沸 剂循环系统共用共沸剂或萃取剂循环槽51、共沸剂或萃取剂循环泵52 以及管线77、 78。也可以另外通过管线向共沸剂或萃取剂循环槽中补充 新鲜的萃取剂。釜槽采出液分离槽53的带有自动液位控制系统的下采出 管线84连接共沸剂或萃取剂循环槽51。
所述精馏塔的塔顶冷却采用内回流形式。精馏塔塔顶回流采用内回 流形式，且用热介质来冷却塔顶冷凝液，这有两个方面优点， 一是釆用 内回流系统解决了外回流导致的回流液在槽分离后，回流液返回塔体的 不便，二是采用热介质可以将热量带出，用来发生蒸汽；回流槽液面稳 定系统，解决了由于在这种分层系统中其采出液往往存在分层现象，在 采出系统中不易控制槽内两种液体的液面高度。
本精馏装置，也适用于半连续精馏工艺。待分离的原料送至釜槽， 釜槽中的液体达到蒸馏要求后，开始共沸蒸馏(或者萃取蒸馏)，精馏 塔采取半连续工艺，如在共沸精馏过程中以大约每处理100吨作为一个 周期，在该周期内釜槽不断进料，精馏塔塔顶不断采出，塔顶采出为共 沸剂和分离得到的产品的混合液，待静止分层后，共沸剂返回至塔釜循 环利用，而釜槽在这过程中不采出，这就意味着塔釜的杂质是在不断富 集，所以等处理到一定的原料量时，必须考虑停止进料，再经蒸馏将塔 釜的共沸剂回收蒸出，剩余的釜槽液体直接排出至废油槽。下一个蒸馏 周期重新开始。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来 说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新 型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用 新型的权利要求书范围内。
权利要求1、一种精馏装置，包括主要由塔体底层、填料层、精馏塔主体、塔顶冷却器组成的精馏塔；与所述精馏塔通过管线连接的釜槽；对所述釜槽中的液体进行加热的再沸器；与所述釜槽通过釜槽采出管线连接的釜槽循环泵；所述釜槽循环泵与所述再沸器通过管线连接；其特征在于所述釜槽采出管线共两条，其中一条釜槽采出管线设置在所述釜槽上的一端高于所述釜槽中的液体的分层液面，另一条釜槽采出管线设置在所述釜槽上的一端低于所述釜槽中的液体的分层液面；在所述两条釜槽采出管线上分别设置有阀门。
2、 根据权利要求1所述的一种精馏装置，其特征在于所述精馏装 置还包括与所述精馏塔通过管线连接的塔顶采出液冷却系统；与所述塔 顶采出液冷却系统通过管线连接的塔顶采出液分离槽；所述精馏装置还 包括与所述塔顶采出液分离槽连接的塔顶采出液分离槽采出管线，塔顶 采出液分离槽采出管线包括上采出管线和带有自动液位控制系统的下采 出管线。
3、 根据权利要求2所述的一种精馏装置，其特征在于所述精馏装 置还包括共沸剂循环系统；所述共沸剂循环系统包括共沸剂循环槽，所 述共沸剂循环槽与所述塔顶采出液分离槽之间通过所述塔顶采出液分离 槽采出管线连接；所述共沸剂循环系统还包括共沸剂循环泵，所述共沸 剂循环泵通过管线分别与所述共沸剂循环槽和所述精馏塔连接。
4、 根据权利要求1所述的一种精馏装置，其特征在于所述精馏装 置还包括与所述釜槽循环泵通过管线连接的釜槽采出液冷却系统；与所 述釜槽采出液冷却系统通过管线连接的釜槽采出液分离槽；所述精馏装 置还包括与所述釜槽采出液分离槽连接的釜槽采出液分离槽采出管线， 釜槽采出液分离槽采出管线包括上采出管线和带有自动液位控制系统的 下采出管线。
5、 根据权利要求4所述的一种精馏装置，其特征在于所述精馏装 置还包括萃取剂循环系统；所述萃取剂循环系统包括萃取剂循环槽，所 述萃取剂循环槽与所述釜槽采出液分离槽之间通过所述釜槽采出液分离 槽采出管线连接；所述萃取剂循环系统还包括萃取剂循环泵，所述萃取剂循环泵通过管线分别与所述萃取剂循环槽和所述精馏塔连接。
6、 根据权利要求1 5任一项所述的一种精馏装置，其特征在于所述精馏塔的塔顶冷却采用内回流形式。
7、 根据权利要求3所述的一种精馏装置，其特征在于所述精馏装置还包括液封装置，所述液封装置是U型管，该U型管的两端分别连接塔顶采出液分离槽采出管线和釜槽或精馏塔。
8、 根据权利要求2或4所述的一种精馏装置，其特征在于，所述带有自动液位控制系统的下采出管线包括敞口槽，所述敞口槽底部带有进口和出口；一端带有螺纹的的进料管，所述进料管带有螺纹的一端从所述敞口槽底部的进口伸进所述敞口槽；与所述进料管带有螺纹的一端螺纹连接的套筒，所述套筒顶部封闭，底部开口，在所述套筒上开有溢流孔；出料管，所述出料管设置在所述敞口槽底部的出口。
专利摘要本实用新型涉及一种精馏装置，该精馏装置包括主要由塔体底层、填料层、精馏塔主体、塔顶冷却器组成的精馏塔；与所述精馏塔通过管线连接的釜槽；对釜槽中的液体进行加热的再沸器；与所述釜槽通过釜槽采出管线连接的釜槽循环泵；所述釜槽循环泵与所述再沸器通过管线连接；所述釜槽采出管线共两条，其中一条釜槽采出管线设置在所述釜槽上的一端高于所述釜槽中的液体的分层液面，另一条釜槽采出管线设置在所述釜槽上的一端低于所述釜槽中的液体的分层液面；在所述两条釜槽采出管线上分别设置有阀门。该精馏装置可以很好的解决目前由于液相分层而引起的爆沸或液相受热不均的问题。
文档编号B01D3/00GK201279398SQ20082015387
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者李志强, 旭 汪, 袁康入, 晔 陆, 顾镇钧, 魏少华, 霖 黄 申请人:上海宝钢化工有限公司