CN206837537U - 一种高纯度戊烷板式精馏塔分离*** - Google Patents

一种高纯度戊烷板式精馏塔分离*** Download PDF

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王兵杰
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Abstract

本实用新型公开了一种高纯度戊烷板式精馏塔分离***,包括板式精馏塔、冷凝器、戊烷暂存罐以及戊烷储罐,板式精馏塔塔体内上部设有防液泛装置;冷凝器内分布有多层折流板构成迂回的气相上升通道,在冷凝器中戊烷原料和戊烷气相进行逆流换热。与现有技术相比较,本实用新型具有以下优点:其一将戊烷精馏后高温蒸汽的余热传递给戊烷原料,提高戊烷原料进料温度,其二改进冷凝器的结构,提高戊烷气相冷凝效果;其三,通过设置防溢板和液泛管,能有效防止液面过高而从塔体出口流出,使精馏腔与液泛腔隔离,能有效避免液泛现象,这样气相纯度高,防止不合格产品进入下一工序,保证了产品质量。

Description

一种高纯度戊烷板式精馏塔分离***
技术领域
本实用新型涉及精馏塔技术领域,具体涉及一种高纯度戊烷板式精馏塔分离***。
背景技术
高纯度戊烷可用作溶剂,用于配制标准气、校正气及用作分子筛脱附剂;制造人造冰、麻醉剂,合成戊醇、异戊烷等,同时由于对有机物排放的严格控制,戊烷发泡剂产品纯度要求也越来越高,低纯度产品逐渐退出市场。目前戊烷一般通过轻石脑油馏分加氢精馏分离制取。轻石脑油原料加氢后,产品纯度与馏程主要靠精馏***来实现,精馏***塔器分离精度、冷凝器换热效果、操作自动化及稳定程度对提高戊烷产品纯度、降低加工成本起着至关重要的作用。
目前戊烷精馏分离***大多采用板式塔进行精馏,该种方式主要有以下缺陷,其一,精馏产生的戊烷气相经冷凝器冷凝为液相,热量被冷却介质水带走,吸收热量的水进入冷却塔经过风机冷却,热量被散发至大气中,不能回收重复利用,造成能源浪费;其二,现有的冷凝器结构简单,冷凝效率低;综上所述,现有技术不仅消耗大量的冷凝介质,而且造成大量的能源浪费,不适合继续推广和普及;此外,普通板式精馏塔运行压力波动大,压差不易控制,很容易引起液泛,降低塔加工效率,造成组分不合格。若液泛过于严重就发展为淹塔,将会严重影响正常生产。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷,提供一种热效率高且能够避免液泛的高纯度戊烷板式精馏塔分离***。
本实用新型的技术方案是:
一种高纯度戊烷板式精馏塔分离***,包括板式精馏塔、冷凝器、戊烷暂存罐以及戊烷储罐;
所板式精馏塔包括塔体,所述塔体内设有多个塔板,所述塔板上设有溢流堰,所述塔板的底部位于溢流堰的一侧设有降液管,所述塔体内位于最上方的塔板上方设有防溢板,所述防溢板将塔体分隔为精馏腔和液泛腔,所述防溢板的中部设有出气口,所述出气口上设有螺旋管道,所述螺旋管道的出口通过管道与塔体上方的出口连通,所述防溢板上位于出气口的两侧分别设有直径大于出气口的液泛管,所述液泛管的两端分别与精馏腔和液泛腔连通,所述液泛管上设有第一电磁阀,所述防溢板的底部设有第一液位传感器,所述第一液位传感器通过控制器与第一电磁阀电连接,所述塔体的一侧设有与液泛腔连通的回流管,所述回流管上设有第二电磁阀,所述液泛腔的内壁上设有第二液位传感器,所述第二液位传感器通过控制器与第二电磁阀电连接;所述回流管的出口通过再沸器与塔体的下部连接;
所述冷凝器由上部的圆柱形冷凝部和下部的圆锥形的收集部组成,所述圆柱形冷凝部为管壳式换热器结构,所述冷凝部内左右交错分布有多层折流板构成迂回的气相上升通道,所述折流板的宽度大于冷凝部内径的一半且折流板上分布有多个液相下流孔;所述冷凝部的壳程进口位于壳体的下部且高于最下层的折流板,所述冷凝部的壳程出口位于壳体的底部且壳程出口伸入收集部内,所述壳程出口下连接收集槽,所述壳程出口的端部伸入收集槽内部且与收集槽底部相间隔构成流体通道,所述收集槽上部设有溢流口;所述冷凝部的管程进口位于壳体下部、管程出口位于壳体上部;
所述戊烷储罐通过泵及第一管线与冷凝器的管程进口连接,所述冷凝器的管程出口通过第二管线与板式精馏塔的原液进口连接;所述冷凝器的壳程进口通过管线与板式精馏塔塔体上方的出口连接,所述冷凝器收集部下端的出口与戊烷暂存罐通过管线连接。
进一步的,第一管线以及第二管线之间并接有第三管线。
本实用新型与现有技术相比较,具有以下优点:其一将戊烷精馏后高温蒸汽的余热传递给戊烷原料,提高戊烷原料进料温度,其二改进冷凝器的结构,提高戊烷气相冷凝效果;其三,通过设置防溢板和液泛管,能有效防止液面过高而从塔体出口流出,使精馏腔与液泛腔隔离,能有效避免液泛现象,这样气相纯度高,防止不合格产品进入下一工序,保证了产品质量。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;
图2是冷凝器的结构示意图;
图3是折流板的结构示意图;
图中:1、塔体,2、塔板,3、溢流堰,4、降液管,5、防溢板,6、精馏腔,7、液泛腔,8、出气口,9、螺旋管道,10、出口,11,板式精馏塔,12、液泛管,13、第一电磁阀,14、第一液位传感器,15、回流管,16、第二电磁阀,17、第二液位传感器,18、再沸器,19、支撑杆,20、戊烷储罐,21、冷凝器,22、戊烷暂存罐,23、泵,24、第一管线,25、第二管线,26、第三管线,27,原液进口,211、冷凝部,212、收集部,213、折流板,214、管程进口,215、管程出口,216、壳程进口,217、壳程出口,218、冷凝管孔,219、液相下流孔,220、收集槽,221、溢流口,222、流体通道。
具体实施方式
参照图1-3,一种高纯度戊烷板式精馏塔分离***,包括板式精馏塔11、冷凝器21、戊烷暂存罐22以及戊烷储罐20,其中:
板式精馏塔11包括塔体1,在塔体1内设有多个塔板2,塔板2之间间隔并平行设置,在塔板2上设有溢流堰3,在塔板2的底部位于溢流堰3的一侧设有降液管4。在塔体1内位于最上方的塔板2上方设有防溢板5,通过防溢板5将塔体1分隔为精馏腔6和液泛腔7,将精馏腔6和液泛腔7分离开来,液泛时,液相进入液泛腔7,防止液相通过塔体1的出口10随气相流出而影响产品质量。在防溢板5的中部有出气口8,在出气口8上安装有螺旋管道9,螺旋管道9的出口通过管道与塔体1上方的出口10连通,通过设置螺旋管道9,能增加精馏腔6与出气口8之间的距离,这样带有液相的气相在向外排出时,经螺旋管道9的阻挡,可以使大部分液相顺着螺旋管道9内壁从出气口8落入精馏腔6内,防止气相携带不纯的产品流出塔体1,提高产品质量。防溢板5上位于出气口8的两侧分别设有直径大于出气口8的液泛管12,这样液泛管12打开后,液相先通过液泛管12流入液泛腔7,防止液相随气相流出。液泛管12的两端分别与精馏腔6和液泛腔7连通,在液泛管12上设有第一电磁阀13,在防溢板5的底部设有第一液位传感器14,第一液位传感器14通过控制器与第一电磁阀13电连接,当第一液位传感器14感应到防溢板5与塔体1内最上方的塔板2之间的液位达到设定液位时,或当塔体1内的液位到达第一液位传感器14位置时,第一液位传感器14将信号发送至控制器,控制器收到信号后控制第一电磁阀13打开,由于液泛管12的直径大于螺旋管道9下方的出气口8的直径,而且螺旋管道9在液相自重作用下,上升速度较慢,这样过多的液相会优先经液泛管12进入液泛腔7,防止因液泛现象而将液相与气相一同从塔体1的出口10排出,保证了产品质量。塔体1的一侧设有与液泛腔7连通的回流管15,回流管15上设有第二电磁阀16,在液泛腔7的内壁上设有第二液位传感器17,第二液位传感器17通过控制器与第二电磁阀16电连接,当因液泛现象,随着进入液泛腔7内的液相越来越多,液位随之升高,当液位到达第二液位传感器17时,第二液位传感器17将信号发送至控制器,控制器收到信号后控制第二电磁阀16打开,这样液泛腔7内的液相由回流管15流出,防止因液泛腔7液相过多而对塔体产生影响。回流管15的出口通过再沸器18与塔体1的下部连接,通过再沸器18将回流的液相直接加热,并送回塔体1内,提高生产效率。螺旋管道9的周边通过支撑杆19与塔体1内壁固定连接,螺旋管道9的底部通过支撑杆19与防溢板5的上表面相固定。通过支撑杆19对螺旋管道9进行支撑固定。
冷凝器21由上部的圆柱形冷凝部211和下部的圆锥形的收集部212组成,圆柱形冷凝部211为管壳式换热器结构,冷凝部211内左右交错分布有多层折流板213构成迂回的气相上升通道,折流板213的宽度大于冷凝部211内径的一半且折流板213上分布有多个冷凝管孔218(用于贯穿冷凝管223)和液相下流孔219;冷凝部211的壳程进口216位于壳体的下部且高于最下层的折流板213(放置戊烷气相短路直接由壳程出口217流出),冷凝部211的壳程出口217位于壳体的底部且壳程出口217伸入收集部212内,壳程出口217下连接收集槽220,壳程出口217的端部伸入收集槽220内部且与收集槽220底部相间隔构成流体通道222,收集槽220上部设有溢流口221;冷凝部211的管程进口214位于壳体下部、管程出口215位于壳体上部;戊烷储罐20通过泵23及第一管线24与冷凝器21的管程进口214连接,冷凝器21的管程出口215通过第二管线25与板式精馏塔的原液进口27连接,第一管线24以及第二管线25之间并接有第三管线26;冷凝器21的壳程进口216通过管线与板式精馏塔塔体上方的出口10连接,冷凝器21收集部212下端的出口与戊烷暂存罐22通过管线连接。
工作原理:
精馏操作时,戊烷储罐20通过泵23以及第一管线24将戊烷原料进入冷凝器11的管程,然后经板式精馏塔11的原液进口27导入塔内,精馏产生的戊烷气相通过螺旋管道9后进入冷凝器11的壳程,戊烷气相在折流板213组成的迂回的气相上升通道中逐步上行,并与管程中的戊烷原料进行热交换,戊烷气相被冷凝为液相戊烷,戊烷原料随之被升温继续进入板式精馏塔11;冷凝后的液相戊烷通过折流板213上的液相下流孔219逐层流入冷凝部211的底部,液相戊烷下落的过程中与戊烷气相之间还可以进行逆流换热,提高了冷凝效率;沉积在冷凝部211的底部的液相戊烷通过壳程出口217进入收集槽220,收集槽220液位升高后(收集槽的结构能够保持始终收集槽220内一定的液位,构成液封结构,防止未冷凝的戊烷气相短路排出),液相戊烷经过流体通道222从溢流口221流出进入收集部212,然后通过锥底的出口进入戊烷暂存罐22。
当精馏操作产生液泛现象时,当塔体1内的液位到达第一液位传感器14位置时,第一液位传感器14将信号发送至控制器,控制器收到信号后控制第一电磁阀13打开,由于液泛管12的直径大于螺旋管道9下方的出气口8的直径,而且螺旋管道9在液相自重作用下,上升速度较慢,这样过多的液相会优先经液泛管12进入液泛腔7,防止因液泛现象而将液相与气相一同从塔体1的出口10排出,保证了产品质量;另外,由于加设螺旋管道9,延长了带有液相的气相与螺旋管道9内壁的接触时间,提高了液相与气相的分离,这样从塔体1的出口10排出的气相纯度更高,提高了产品的质量;当随着进入液泛腔7内的液相越来越多,液泛腔7的液位随之升高,当液位到达第二液位传感器17时,第二液位传感器17将信号发送至控制器,控制器收到信号后控制第二电磁阀16打开,这样液泛腔7内的液相由回流管15流出,防止因液泛腔7液相过多而对塔体产生影响,进入回流管15的液相进入再沸器18进行加热后,并送回塔体1内,提高生产效率。
本实用新型所精馏戊烷纯度可达99.9%,可满足高端溶剂需求,用作发泡剂,可降低有机物排放。
本实用新型并不限于上述的实施方式,在本领域技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化,变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种高纯度戊烷板式精馏塔分离***,包括板式精馏塔、冷凝器、戊烷暂存罐以及戊烷储罐,其特征在于:
所述板式精馏塔包括塔体,所述塔体内设有多个塔板,所述塔板上设有溢流堰,所述塔板的底部位于溢流堰的一侧设有降液管,所述塔体内位于最上方的塔板上方设有防溢板,所述防溢板将塔体分隔为精馏腔和液泛腔,所述防溢板的中部设有出气口,所述出气口上设有螺旋管道,所述螺旋管道的出口通过管道与塔体上方的出口连通,所述防溢板上位于出气口的两侧分别设有直径大于出气口的液泛管,所述液泛管的两端分别与精馏腔和液泛腔连通,所述液泛管上设有第一电磁阀,所述防溢板的底部设有第一液位传感器,所述第一液位传感器通过控制器与第一电磁阀电连接,所述塔体的一侧设有与液泛腔连通的回流管,所述回流管上设有第二电磁阀,所述液泛腔的内壁上设有第二液位传感器,所述第二液位传感器通过控制器与第二电磁阀电连接;所述回流管的出口通过再沸器与塔体的下部连接;
所述冷凝器由上部的圆柱形冷凝部和下部的圆锥形的收集部组成,所述圆柱形冷凝部为管壳式换热器结构,所述冷凝部内左右交错分布有多层折流板构成迂回的气相上升通道,所述折流板的宽度大于冷凝部内径的一半且折流板上分布有多个液相下流孔;所述冷凝部的壳程进口位于壳体的下部且高于最下层的折流板,所述冷凝部的壳程出口位于壳体的底部且壳程出口伸入收集部内,所述壳程出口下连接收集槽,所述壳程出口的端部伸入收集槽内部且与收集槽底部相间隔构成流体通道,所述收集槽上部设有溢流口;所述冷凝部的管程进口位于壳体下部、出口位于壳体上部;
所述戊烷储罐通过泵及第一管线与冷凝器的管程进口连接,所述冷凝器的管程出口通过第二管线与板式精馏塔的原液进口连接;所述冷凝器的壳程进口通过管线与板式精馏塔塔体上方的出口连接,所述冷凝器收集部下端的出口与戊烷暂存罐通过管线连接。
2.根据权利要求1所述的一种高纯度戊烷板式精馏塔分离***,其特征在于:所述第一管线以及第二管线之间并接有第三管线。
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