一种甲基吡咯烷酮的真空精馏装置的制作方法

1.本实用新型涉及精馏装置技术领域，尤其是涉及一种甲基吡咯烷酮的真空精馏装置。


背景技术：

2.甲基吡咯烷酮，别名：nmp；1-甲基-2吡咯烷酮；n-甲基-2-吡咯烷酮。nmp是一种极性的非质子传递溶剂，具有沸点高、及性强、毒性小、挥发性低、化学稳定性和热稳定性优良、溶解能力强、可回收利用等优点，现已经成为锂电池行业中不可或缺的有机溶剂。精馏提纯过程中，高纯度的nmp在较低温度下易结晶，易堵塞接收罐及管道，同时影响nmp的收率。
3.因此，有必要对现有技术中的nmp提纯精馏装置进行改进。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种甲基吡咯烷酮的真空精馏装置。
5.为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种甲基吡咯烷酮的真空精馏装置，包括依次连通的精馏塔、第一冷凝器、回流罐和接收罐，所述回流罐设置有出液总管，所述出液总管分设有回流管和出液支管，所述回流管与所述精馏塔的顶部液相回流进口相连通，所述出液支管与所述接收罐相连通，所述接收罐设置有加热件，所述加热件为加热夹套和/或内加热盘管，所述回流罐和接收罐均与抽真空装置相连通。
6.甲基吡咯烷酮的真空精馏装置包括精馏塔、第一冷凝器、回流罐和接收罐，精馏塔设置有塔釜进料口、顶部液相回流进口和顶部气相出口；顶部气相出口与第一冷凝器的进气口相连，第一冷凝器的出液口与回流罐相连，回流罐设置有出液总管，出液总管分设有回流管和出液支管，回流管与顶部液相回流进口相连通，出液支管与接收罐相连通。抽真空装置的真空组件为罗茨泵和水环泵组合。
7.为了甲基吡咯烷酮与加热件充分接触及受热均匀，优选的技术方案为，所述加热件为内加热盘管，所述内加热盘管包括第一内加热盘管和第二内加热盘管，所述第一内加热盘管套设于所述第二内加热盘管和所述接收罐的内壁之间，所述第一内加热盘管和第二内加热盘管与所述接收罐外的热源相连通。热源可以是电加热、通热油或通蒸汽中的一种。为了提高水资源的利用率和热源的利用率，进一步的，热源为蒸汽热源，蒸汽热源为精馏系统的循环冷凝水。
8.为了延长生产体系装置的使用寿命和更好地保护内加热盘管，优选的技术方案为，所述第一内加热盘管的高度大于所述第二内加热盘管的高度。接收罐内集较少甲基吡咯烷酮时，使用第二内加热盘管；接收罐内集较多甲基吡咯烷酮时，使用第一内加热盘管，或第一内加热盘管和第二内加热盘管同时使用。
9.为了优化热源加热管线的管路，有效控制内加热盘管的热源流量和温度，优选的
技术方案为，所述热源与第一热源支管和第二热源支管相连通，所述第一热源支管与所述第一内加热盘管相连通，所述第二热源支管与所述第二内加热盘管相连通；所述第一热源支管和第二热源支管均与所述接收罐外的回水总管相连通。
10.为了保证接收罐内温度的稳定性，防止外界的热量与罐内的热量进行热传递，导致热量的损失，优选的技术方案为，所述接收罐为双层结构和/或所述接收罐的罐壁设置有保温套。为了达到更佳的隔热效果，节约能耗，进一步的，接收罐为双层结构且罐壁设置有保温套。
11.为了保证生产的连续性，优选的技术方案为，所述出液支管连接有第一接收罐和第二接收罐，所述第一接收罐和第二接收罐并联设置，所述第一接收罐和/或第二接收罐设置有加热件。根据实际生产的环境温度、实际生产产率和成本，可配置不同数量的接收罐，接收罐的组合为第一接收罐和第二接收罐之一设置有加热件，另一未设置加热件；或第一接收罐和第二接收罐均设置有加热件。当环境温度较高时，生产使用未设置有加热件的接收罐，减少设备的投资成本；当环境温度较低时，生产使用设置有加热件的接收罐。
12.为了优化回流罐内液相物料的收集管路，优选的技术方案为，所述出液支管分设有第一出液支管和第二出液支管，所述第一出液支管与所述第一接收罐相连通，所述第二出液支管与第二接收罐相连通。
13.为了保证生产的安全及平衡回流罐内和收集罐内的气压，优选的技术方案为，所述回流罐设置有溢流口，所述溢流口与所述第一接收罐和第二接收罐相连通。
14.为了进一步冷凝物料，提高物料回收率，防止余热将废气带出污染环境，优选的技术方案为，所述出液总管和/或出液支管上设置有第二冷凝器。
15.为了进一步提高提纯物料的纯度，优选的技术方案为，所述第一接收罐和第二接收罐的出料口均设置有第一出料支管和第二出料支管，所述第一出料支管与成品装置相连通，所述第二出料支管与所述精馏塔的塔釜进料口相连通。
16.本实用新型的优点和有益效果在于：
17.本实用新型甲基吡咯烷酮的真空精馏装置结构合理，接收罐设置有加热件，有效控制接收罐内的温度，解决了精馏提纯过程中高纯度的nmp在较低温度下易结晶的问题，且避免了结晶的nmp滞留在接收罐内及堵塞管道的问题，保证了nmp的收率和生产效率。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例1甲基吡咯烷酮的真空精馏装置的结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例2接收罐的剖视图；
20.图3是本实用新型实施例2甲基吡咯烷酮的真空精馏装置的结构示意图；
21.图4是本实用新型实施例3甲基吡咯烷酮的真空精馏装置的结构示意图。
22.图中：1、精馏塔；2、第一冷凝器；3、回流罐；4、接收罐；5、抽真空装置；6、第二冷凝器；30、溢流口；31、出液总管；32、回流管；33、出液支管；4-a、第一接收罐；4-b、第二接收罐；40、内加热盘管；40-a、第一加热盘管；40-b、第二加热盘管；41、保温套；42、搅拌器；41-a、第一出料支管；41-b、第二出料支管；60、三通阀；61-a、第一出液支管；61-b、第二出液支管；71、第一热源支管；72、第二热源支管。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0024]“顶面”“底部”“底面”以甲基吡咯烷酮的真空精馏装置正常使用状态为参考，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0025]
实施例1
[0026]
如图1所示，甲基吡咯烷酮的真空精馏装置包括精馏塔1、第一冷凝器2、回流罐3和接收罐4，精馏塔1设置有塔釜进料口、顶部液相回流进口和顶部气相出口；顶部气相出口与第一冷凝器2的进气口相连，第一冷凝器2的出液口与回流罐3相连，回流罐3设置有出液总管31，出液总管31分设有回流管32和出液支管33，回流管32与顶部液相回流进口相连通，出液支管33与接收罐4相连通。回流罐31设置有溢流口30，溢流口30与接收罐4相连通。接收罐4的出料口设置有第一出料支管41-a和第二出料支管41-b，第一出料支管41-a与成品装置相连通，第二出料支管41-b与精馏塔1的塔釜进料口相连通。回流罐3和接收罐4均与抽真空装置5相连通，抽真空装置5的真空组件为罗茨泵和水环泵组合。
[0027]
接收罐4为双层结构且罐壁设置有保温套41，接收罐4内设置有内加热盘管40，内加热盘管40的一端与蒸汽总管路连通，内加热盘管40的另一端与接收罐外的回水总管连通。
[0028]
接收罐4内设置有温度计和搅拌器42。
[0029]
实施例2
[0030]
如图2~3所示，实施例2基于实施例1，区别在于，内加热盘管40包括第一加热盘管40-a和第二加热盘管40-b，第一加热盘管40-a套设于第二加热盘管40-b和接收罐4的内壁之间，第一加热盘管40-a的高度大于第二加热盘管40-b的高度。蒸汽热源通过蒸汽总管路与第一热源支管71和第二热源支管72相连通，第一热源支管71与第一加热盘管40-a相连通，第二热源支管72与第二加热盘管40-b相连通；第一热源支管和第二热源支管均与接收罐外的回水总管相连通。
[0031]
出液支管33连接有第一接收罐4-a和第二接收罐4-b，第一接收罐4-a和第二接收罐4-b并联设置，第一接收罐4-a设置有加热件，第二接收罐4-b未设置有加热件。出液支管33分设有第一出液支管61-a和第二出液支管61-b，第一出液支管61-a与第一接收罐4-a相连通，第二出液支管61-b与第二接收罐4-b相连通。出液支管33、第一出液支管61-a和第二出液支管61-b之间设置有三通阀60，第一出液支管61-a和第二出液支管61-b均设置有调节阀。
[0032]
第一接收罐4-a和第二接收罐4-b的出料口均设置有第一出料支管41-a和第二出料支管41-b，第一出料支管41-a与成品装置相连通，第二出料支管41-b与精馏塔1的塔釜进料口相连通。
[0033]
出液支管33上设置有第二冷凝器6。
[0034]
实施例3
[0035]
如图4所示，实施例2基于实施例2，区别在于，第一接收罐4-a为两个，且并联设置；
第二接收罐4-b为两个，且并联设置。
[0036]
实施例2的进料甲基吡咯烷酮含量为95%以上，甲基吡咯烷酮的精馏装置抽真空，原料投入精馏塔1，气相甲基吡咯烷酮经顶部气相出口进入第一冷凝器2的进气口，第一冷凝器2的出液口连接回流罐3，回流罐3内的料液一部分通过回流管32至顶部液相回流进口，调节三通阀60连通第二出液支管61-b与第二接收罐4-b，另一部分通过出液支管33再次冷凝，并进入第二接收罐4-b，合格的物料经第一出料支管41-a装入成品装置中。当环境温度较低时，调节三通阀60连通第一出液支管61-a与第一接收罐4-a，同时，热源通过第二热源支管72进入第二加热盘管40-b，物料经热源供热，有效避免了高纯度甲基吡咯烷酮结晶的问题，当第一接收罐4-a内物料较多时，关闭第二热源支管72的调节阀，并打开第一热源支管71加热第一加热盘管40-a，提高了热能的利用率，实现了节能。合格的物料经第一出料支管41-a装入成品装置中；若不合格，甲基吡咯烷酮含量小于99%时，物料经第二出料支管41-b回流至精馏塔1内再精馏提纯。
[0037]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。