本发明涉及一种双级mvr蒸发工艺方法与设备，属于化学工程用液体混合物分离工艺方法与设备领域。
背景技术：
液体混合物的分离工艺是化学工程与工艺领域的常用工艺操作。对于组份沸点不同的液体混合物的分离，目前采用的工艺方法一般为蒸馏方法，该方法在操作过程中需要通过外来蒸汽进行加热，同时蒸出来的蒸汽还需要被冷凝。采用蒸馏方法进行液体混合物的分离，能耗大，运行成本高；随着液体的分离，液体中各组份的占比会发生变化，被分离液体的沸点会升高，造成液体分离不充分，液体分离的效果差，有些甚至达不到分离的目的。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种双级mvr蒸发工艺方法与设备，能够解决现有技术液体分离能耗大，运行成本高，液体分离不充分的缺点，使液体的分离工艺更加高效。
本发明所述的双级mvr蒸发工艺方法，包括以下步骤，
原料通过供给管路输入到一级蒸发器内，原料经一级蒸发器加热后，通过一级蒸发器出口输入到一级分离室进行汽液分离，所得液相输入二级蒸发器，并经二级蒸发器加热后，输入二级分离室进行汽液分离，所得液相为分离完成后剩余的液体组份，通过浓液排出管路排出；一级分离室和二级分离室所得汽相经一级压缩机压缩后作为热源输入一级蒸发器给料液加热，加热后冷凝部分输入凝液储罐收集，未冷凝部分经二级压缩机压缩至更高温度作为热源输入二级蒸发器给料液加热，加热后冷凝为凝液，输入凝液储罐收集，凝液储罐所收集的凝液通过凝液排出管路排出。
一级分离室和二级分离室的蒸发温度和蒸发压力根据不同原料情况进行设置。
原料进入一级蒸发器后，在温度比较低的条件下加热蒸发，随后输入一级分离室进行汽液分离，所得液相输入二级蒸发器，在二级蒸发器相对高的温度下继续加热蒸发，然后输入二级分离室进行汽液分离；一级分离室和二级分离室中所得汽相经一级压缩机压缩后作为热源输入一级蒸发器给料液加热，给料液加热后，原本的汽相一部分冷凝为凝液，输入凝液储罐收集，另一部分未冷凝的蒸汽经二级压缩机压缩至更高温度作为热源二输入二级蒸发器给料液加热，因此，二级蒸发器内的蒸发温度高于一级蒸发器内的蒸发温度；并且液体蒸发的加热热源是由自身蒸发出的蒸汽经压缩机压缩后提供的，不需要外来蒸汽提供，大大减少了外来蒸汽的消耗；同时自身蒸发出的蒸汽作为加热热源给料液加热后冷凝为凝液，免去了蒸汽冷凝的工艺设备和工艺消耗。通过该方法的实施，可以显著降低多组份液体混合物分离工艺的能耗和运行成本，提高液体混合物分离的效率和分离纯度。
优选的，所述的一级分离室和二级分离室内的蒸发压力相同。
优选的，所述的二级蒸发器的蒸发温度高于一级蒸发器的蒸发温度。
优选的，所述的一级蒸发器、二级蒸发器、一级分离室、二级分离室、一级压缩机、二级压缩机和凝液储罐工作时均为真空状态，即处于负压状态。
本发明所述的双级mvr蒸发设备，包括一级蒸发器和二级蒸发器，一级蒸发器入口连通原料供给管路，一级蒸发器的出口通过管路连通一级分离室，一级分离室的液相通道出口通过管路连通二级蒸发器入口，二级蒸发器出口通过管路连通二级分离室，二级分离室的液相通道出口连通浓液排出管路，二级分离室的汽相通道出口和一级分离室的汽相通道出口均通过管路连通一级压缩机入口，一级压缩机出口通过管路连通一级蒸发器加热侧入口；一级蒸发器加热侧汽相通道出口通过管路连通二级压缩机入口，二级压缩机出口通过管路连通二级蒸发器加热侧入口，一级蒸发器加热侧液相通道出口和二级蒸发器的加热侧液相通道出口均通过管路连通凝液储罐，凝液储罐连接凝液排出管路。
优选的，所述的一级蒸发器和二级蒸发器为降膜蒸发器、升膜蒸发器或强制循环蒸发器。
优选的，所述的一级压缩机和二级压缩机为罗茨压缩机或离心压缩机。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：
本发明，在液体的分离操作过程中，原料首先进入一级蒸发器，在温度比较低的条件下蒸发分离；剩余的液体中，被蒸发出的液体组份的占比降低，沸点上升，进入二级蒸发器，在温度比较高的条件下继续蒸发分离。液体经过两次不同温度的蒸发分离，使液体分离纯度得到了显著提高。液体蒸发的加热热源是由自身蒸发出的蒸汽经压缩机压缩后提供的，不需要外来蒸汽提供，大大减少了外来蒸汽的消耗；同时自身蒸发出的蒸汽作为加热热源给料液加热后冷凝为凝液，免去了蒸汽冷凝的工艺设备和工艺消耗。通过该工艺方法和设备的实施，可以显著降低多组份液体混合物分离工艺的能耗和运行成本，提高液体混合物分离的效率和分离纯度。
附图说明
图1、双级mvr蒸发设备结构示意图。
图中：1、一级蒸发器；2、二级压缩机；3、一级压缩机；4、二级蒸发器；5、二级分离室；6、浓液排出管路；7、一级分离室；8、凝液储罐；9、凝液排出管路；10、供给管路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
如图1，本发明所述的双级mvr蒸发工艺方法，包括以下步骤，
原料通过供给管路10输入到一级蒸发器1内，原料经一级蒸发器1加热后，通过一级蒸发器1出口输入到一级分离室7进行汽液分离，所得液相输入二级蒸发器4，并经二级蒸发器4加热后，输入二级分离室5进行汽液分离，所得液相为分离完成后剩余的液体组份，通过浓液排出管路6排出；一级分离室7和二级分离室5所得汽相经一级压缩机3压缩后作为热源输入一级蒸发器1给料液加热，加热后冷凝部分输入凝液储罐8收集，未冷凝部分经二级压缩机2压缩至更高温度作为热源输入二级蒸发器4给料液加热，加热后冷凝为凝液，输入凝液储罐8收集，凝液储罐8所收集的凝液通过凝液排出管路9排出。
一级分离室7和二级分离室5内的蒸发压力相同，二级蒸发器4的蒸发温度高于一级蒸发器1的蒸发温度，一级蒸发器1、二级蒸发器4、一级分离室7、二级分离室5、一级压缩机3、二级压缩机2和凝液储罐8工作时均为真空状态，即处于负压状态。
本发明所述的双级mvr蒸发设备，包括一级蒸发器1和二级蒸发器4，一级蒸发器1入口连通原料供给管路10，一级蒸发器1的出口通过管路连通一级分离室7，一级分离室7的液相通道出口通过管路连通二级蒸发器4入口，二级蒸发器4出口通过管路连通二级分离室5，二级分离室5的液相通道出口连通浓液排出管路6，二级分离室5的汽相通道出口和一级分离室7的汽相通道出口均通过管路连通一级压缩机3入口，一级压缩机3出口通过管路连通一级蒸发器1加热侧入口；一级蒸发器1加热侧汽相通道出口通过管路连通二级压缩机2入口，二级压缩机2出口通过管路连通二级蒸发器4加热侧入口，一级蒸发器1加热侧液相通道出口和二级蒸发器4的加热侧液相通道出口均通过管路连通凝液储罐8，凝液储罐8连接凝液排出管路9。
一级蒸发器1和二级蒸发器4为降膜蒸发器、升膜蒸发器或强制循环蒸发器，一级压缩机3和二级压缩机2为罗茨压缩机或离心压缩机。
一级分离室和二级分离室的蒸发温度和蒸发压力根据不同原料情况进行设置。
原料进入一级蒸发器1后，在温度比较低的条件下蒸发分离，随后输入一级分离室7进行汽液分离，所得液相输入二级蒸发器4，在二级蒸发器4相对高的温度下继续蒸发，然后输入二级分离室5进行汽液分离；一级分离室7和二级分离室5中所得汽相经一级压缩机3压缩后作为热源输入一级蒸发器1给料液加热，给料液加热后，原本的汽相一部分冷凝为凝液，输入凝液储罐8收集，另一部分未冷凝的蒸汽经二级压缩机2压缩至更高温度作为热源输入二级蒸发器4给料液加热，因此，二级蒸发器4内的蒸发温度高于一级蒸发器1内的蒸发温度；并且液体蒸发的加热热源是由自身蒸发出的蒸汽经压缩机压缩后提供的，不需要外来蒸汽提供，大大减少了外来蒸汽的消耗；同时自身蒸发出的蒸汽作为加热热源给料液加热后冷凝为凝液，免去了蒸汽冷凝的工艺设备和工艺消耗。通过该方法的实施，可以显著降低多组份液体混合物分离工艺的能耗和运行成本，提高液体混合物分离的效率和分离纯度。
实施例1：
甲醇水(其中甲醇含量为40％wt)溶液中甲醇的提取，将甲醇水原料通过原料管路输入一级蒸发器1(处理量3000kg/h)，原料液温度48℃，一级分离室7操作参数为：蒸发压力为52kpa，蒸发温度60℃。二级分离室5操作参数为：蒸发压力为52kpa，蒸发温度68℃。本实施例中，分离完成后剩余的液体组份中甲醇含量低于0.1％wt，被分离出的液体组份中甲醇含量达到了98％wt以上。
实施例2：
乙醇水(其中乙醇含量为33％wt)溶液中乙醇的提取，将乙醇水原料通过原料管路输入一级蒸发器1(处理量1500kg/h)，原料液温度53℃，一级分离室7操作参数为：蒸发压力为50kpa，蒸发温度63℃。二级分离室5操作参数为：蒸发压力为50kpa，蒸发温度71℃。本实施例中，分离完成后剩余的液体组份中乙醇含量低于0.1％wt，被分离出的液体组份中乙醇含量达到了95％wt。
实施例3：
丙酮水(其中丙酮含量为37％wt)溶液中丙酮的提取，将丙酮水原料通过原料管路输入一级蒸发器1(处理量2000kg/h)，原料液温度53℃，一级分离室7操作参数为：蒸发压力为50kpa，蒸发温度70℃。二级分离室5操作参数为：蒸发压力为50kpa，蒸发温度79℃。本实施例中，分离完成后剩余的液体组份中丙酮含量低于0.1％wt，被分离出的液体组份中丙酮含量达到了71％wt。