一种蒸馏系统和蒸馏方法技术方案

一种蒸馏系统，该蒸馏系统包括：原料管道、蒸馏塔、至少一个塔顶馏分处理装置和至少一个塔中部馏分处理装置；所述蒸馏塔包括原料入口、塔中部馏分出口和塔顶馏分出口；所述塔顶馏分处理装置设置有一个或多个第一热交换器，所述塔中部馏分处理装置设置有一个或多个第二热交换器；所述原料管道与所述蒸馏塔的原料入口流体连通，所述塔中部馏分出口与所述塔中部馏分处理装置流体连通，所述塔顶馏分出口与所述塔顶馏分处理装置流体连通；所述原料管道与所述第一热交换器和所述第二热交换器中的至少一种发生热交换；本发明专利技术还提供了使用所述蒸馏系统的蒸馏方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及化工提纯分离工艺，具体来说，本专利技术涉及蒸馏系统和使用该系统的蒸馏方法。
技术介绍
蒸馏是化学工业中最广泛采用的分离技术之一，其通常步骤包括将包含具有不同沸点的多种组分的混合原料加入蒸馏塔中，在特定温度和压力的条件下使得混合原料中不同的组分按照其各自相应的沸点在蒸馏塔内不同的位置分离出来，由此获得塔顶馏分和塔中部馏分，以及其他可能的馏分。可以根据所要蒸馏的混合原料中具体组分的组成和特性，通过控制蒸馏塔的内部设计结构以及蒸馏操作的工艺条件，例如温度、压力和流速等参数来控制各种组分的分流情况，以获得所需的馏分分布和收率。在一些蒸馏操作中，需要将混合原料加热至较高的温度，才能在蒸馏塔中实现有效的分离。而蒸馏得到的塔中部馏分和塔顶馏分也相应的具有较高的温度，需要利用冷却水将这些馏分冷却至适宜的温度。例如，甘油是一种化工领域普遍使用的工业产品，可以通过天然油脂皂化水解、生物发酵、以丙烯为原料有机合成等方式制备，这些工艺都已经有完善的工业化体系。通过上述方法制备的粗甘油原料通常是具有大约80重量％纯度的含水混合物，需要通过蒸馏除去水分和其他杂质，制得纯度达99.5重量％的甘油产品。图1显示了一种本领域目前通常采用的用来蒸馏甘油的蒸馏系统的示意图。该系统包括原料管道1、蒸馏塔2、第一热交换器5、塔中部馏分处理装置4(例如产品收集器)、第二热交换器6、后续处理装置7和预处理装置12。在进行蒸馏操作的时候，通常首先通过原料管道1将温度约为60°C左右的甘油输入预处理装置12中，向该预处理装置12输入低压高温蒸汽8，使得甘油的温度升高到大约80°C，然后将其输入蒸馏塔中。通过向蒸馏塔内输入中压的高温蒸汽9使得所述甘油的温度进一步升高到150°C左右，在此温度下进行蒸馏。蒸馏塔顶部的馏分中甘油含量较少，该组分通过塔顶循环装置返回蒸馏塔中。该塔顶循环装置设置有一个第一热交换器5，例如可以是水冷板式换热器。塔顶馏分和冷却水10在该换热器中进行换热，将塔顶馏分冷却至约105°C并返回蒸馏塔中。蒸馏塔中部引出的馏分作为产品精炼甘油，收集在精炼甘油的产品收集器中。该精炼甘油从蒸馏塔排出时的温度通常为150°C左右，也需要通过第二热交换器6 (例如可以是水冷板式换热器)与冷却水11进行热交换，使其温度降至70°C左右。然后将该冷却的精炼甘油输送至后续处理装置7，例如脱色塔等。可以看到，上述现有技术的设备在蒸馏甘油之前需要使用大量的高温蒸汽等加热手段升高粗甘油原料的温度，而在蒸馏之后又需要使用大量冷却水进行冷却，由此带来极大的能量和水的消耗。类似地，此种情况几乎在石油精炼领域以及生物、医药和化工合成领域中的所有蒸馏设备中都是不可避免的。本领域技术人员希望能够对现有的蒸馏设备和工艺进行改良，以实现节约能源和节水的效果。
技术实现思路
为了解决以上问题，本申请人开发了一种具有新颖结构的蒸馏系统，该蒸馏系统使得塔顶馏分和塔中部馏分中的至少一种与原料发生热交换，从而有效实现了节约能源和节约冷却水的效果。本专利技术的蒸馏系统包括:原料管道、蒸馏塔、至少一个塔顶馏分处理装置和至少一个塔中部馏分处理装置；所述蒸馏塔包括原料入口、塔中部馏分出口和塔顶馏分出口 ；所述塔顶馏分处理装置设置有一个或多个第一热交换器，所述塔中部馏分处理装置设置有一个或多个第二热交换器；所述原料管道与所述蒸馏塔的原料入口流体连通，所述塔中部馏分出口与所述塔中部馏分处理装置流体连通，所述塔顶馏分出口与所述塔顶馏分处理装置流体连通；原料在所述原料管道中通过所述第一热交换器和所述第二热交换器中的至少一种与塔顶或塔中部馏分发生热交换。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述原料通过所述第一热交换器与塔顶馏分以及通过所述第二热交换器与塔中部馏分发生热交换。在本专利技术中，所述原料可以先通过第一热交换器发生热交换之后再与第二热交换器发生热交换，也可以将原料分成两股分别通过第一热交换器与塔顶馏分、第二热交换器与塔中部馏分发生热交换。在本专利技术的另一个实施方式中，所述蒸馏系统还包括一个或多个预处理装置，所述原料管道与所述第一热交换器和所述第二热交换器中的至少一种发生热交换之后，通过所述一个或多个预处理装置，然后与所述原料入口相连；所述预处理装置选自以下的一种或多种装置:预热器、加压器、减压器、过滤器和纯化器；所述蒸馏塔还设置有一个或多个温度调节装置和/或压力调节装置。在本专利技术的另一个实施方式中，所述塔中部馏分处理装置选自以下的一种或多种:循环装置、收集装置、加压装置和减压装置；所述塔顶馏分处理装置选自以下的一种或多种:循环装置、收集装置、加压装置和减压装置。在本专利技术的另一个实施方式中，所述蒸馏系统还包括一个或多个后续处理装置，所述后续处理装置设置在所述塔顶馏分处理装置或塔中部馏分处理装置的下游；所述后续处理装置选自以下的一种或多种:附加蒸馏塔、脱色塔、催化裂化装置、催化重整装置、加氢精制装置、过滤装置、沉降装置、加热装置和冷却装置。在本专利技术的另一个实施方式中，所述蒸馏系统还包括洗涤装置，所述洗涤装置与所述原料管道、第一热交换器和第二热交换器中的至少一种相连。在本专利技术的另一个实施方式中，所述洗涤装置包括水箱和水泵。在本专利技术的另一个实施方式中，所述第一热交换器包括一个或多个管壳式换热器；所述第二热交换器包括一个或多个管壳式换热器。所述第一热交换器和第二热交换器中设置有阀门，所述阀门用来开启和停止所述原料管道与所述第一热交换器和所述第二热交换器中的至少一种的热交换。本专利技术的第二个方面提供了一种蒸馏方法，该方法使用本专利技术所述的蒸馏系统，该方法包括以下步骤:(1)将待蒸馏的原料引入原料管道，与所述第一热交换器和第二热交换器中的至少一种发生热交换，使得原料的温度升高，然后通过原料入口将原料引入所述蒸馏塔；(2)所述原料在所述蒸馏塔中形成至少一种塔顶馏分和至少一种塔中部馏分，所述至少一种塔顶馏分进入所述至少一个塔顶馏分处理装置，所述至少一种塔中部馏分进入所述至少一个塔中部馏分处理装置；(3) (i)所述至少一种塔顶馏分通过所述第一热交换器与所述原料管道中的原料发生热交换；或者(ii)所述至少一种塔中部馏分通过所述第二热交换器与所述原料管道中的原料发生热交换；或者(iii)上述⑴和(ii)同时发生。在本专利技术的一个实施方式中，所述原料选自合成工艺的反应产物混合物、反应副产物以及源自石油的脂族和芳族烃类混合物。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述原料是粗甘油。在本专利技术的另一个实施方式中，所述蒸馏系统还包括一个或多个预处理装置，所述原料管道与所述第一热交换器和所述第二热交换器中的至少一种发生热交换之后，通当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸馏系统，该蒸馏系统包括：原料管道、蒸馏塔、至少一个塔顶馏分处理装置和至少一个塔中部馏分处理装置；其特征在于，所述蒸馏塔包括原料入口、塔中部馏分出口和塔顶馏分出口；所述塔顶馏分处理装置设置有一个或多个第一热交换器，所述塔中部馏分处理装置设置有一个或多个第二热交换器；所述原料管道与所述蒸馏塔的原料入口流体连通，所述塔中部馏分出口与所述塔中部馏分处理装置流体连通，所述塔顶馏分出口与所述塔顶馏分处理装置流体连通；原料在所述原料管道中通过所述第一热交换器和所述第二热交换器中的至少一种与所述塔顶馏分或塔中部馏分发生热交换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜丙爱，张刚强，童亚明，
申请(专利权)人：丰益油脂化学上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31