一种分割式MVR热泵精馏热集成系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种分割式MVR热泵精馏热集成系统，所述系统包括进料预热部分、循环部分、上塔精馏部分、压缩冷凝部分、喷水部分、下塔精馏部分、水蒸气加热部分、产品排出部分、冷凝水排出部分、釜液排出部分、冷却部分。本实用新型专利技术能够用于一些特殊的大温差分离过程，该系统直接压缩从上塔精馏塔塔顶出来的气体，提高塔顶气体的压力和冷凝温度，作为上塔精馏塔的上塔再沸器的热源，充分利用了被压缩气体的冷凝潜热，同时减小了塔釜热公用工程和塔顶冷公用工程的消耗。相对传统精馏而言，采用该形式更加经济、节能，投资费用适中，控制简单，只需消耗少量最低级别的水蒸气，同时节省大量更高等级的水蒸气，该工艺系统能够产生巨大的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业精馏领域中的一种高效节能工艺技术，采用直接压缩塔顶气体，并将主精馏塔分割为上、下两塔的方式，将其应用于大温差分离过程，以减少水蒸气的消耗而进行节能。
技术介绍
目前，工业精馏操作采用多效精馏，由于随效数的增加，加热蒸汽用量减少产生的节能效果开始不断下降，且受第一级加热蒸汽压力及末级冷却介质种类的限制，操作愈发困难，同时还受分离物系的性质、易挥发组分含量、工艺流程等因素的影响；其相关节能基本已经达到极限，随着产量的不断扩大，其能耗十分巨大。国内外学者在精馏的精馏效数、进料顺序、进料位置、换热网络等方面做了大量研究，提出了很多优化方案，达到了一定的节能效果。但是，多效精馏仍存在一些不足之处：(1)多效精馏通过设置若干操作压力不同的精馏塔，梯级利用各塔塔顶的蒸气，但是，操作压力最低的精馏塔塔顶蒸气还是需要用大量循环水冷却，与此同时必须消耗大量水蒸气来加热操作压力最高的精馏塔塔釜液体，造成了冷、热公用工程的双重消耗；(2)多效精馏中各塔塔釜的操作温度随着操作压力的升高而升高，需要多种压力等级的新鲜水蒸气作为热源；(3)理论上增加精馏效数可以更加节能，但是这受全厂水蒸气等级限制，而且随着操作压力提高，物料的相对挥发度变小，所需回流比更大，增加精馏效数的节能效果变得不明显。CN103285615B和CN103566612B均公开了一种常规式热泵精馏系统。从技术经济角度考虑，常规热泵精馏通常仅适用于塔底和塔顶温差较小的场合，该温差愈小，所需的压缩功愈小，热泵的性能愈好。对于一些特殊的大温差分离过程(例如甲醇、DMAC精馏)，采用分割式热泵精馏流程更加经济，这种流程采取上塔安装热泵及下塔减小回流量的节能措施，节能效果明显，投资费用适中，控制简单。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的不足，提出一种更加高效节能的分割式MVR热泵精馏热集成系统。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种分割式MVR热泵精馏热集成系统，所述系统包括进料预热部分、上塔精馏部分、循环部分、压缩冷凝部分、喷水部分、下塔精馏部分、水蒸气加热部分、产品排出部分、冷凝水排出部分、釜液排出部分、冷却部分；所述进料预热部分与上塔精馏部分相连接，上塔精馏部分与循环部分相连接，压缩冷凝部分与上塔精馏部分相连接，喷水部分与压缩冷凝部分相连接，下塔精馏部分与上塔精馏部分相连接，水蒸气加热部分分别与上塔精馏部分、下塔精馏部分相连接，产品排出部分分别与进料预热部分、压缩冷凝部分相连接，冷凝水排出部分分别与上塔精馏部分、下塔精馏部分、进料预热部分相连接，釜液排出部分分别与下塔精馏部分、进料预热部分相连接，冷却部分与压缩冷凝部分相连接。进一步，所述进料预热部分包括依次连接的补料泵(P01)、进料储罐(R01)、进料泵(P02)、上塔进料流量计(FI01)、一级预热器(E01)、二级预热器(E02)、三级预热器(E03)、上塔精馏塔(T01)、下塔精馏塔(T02)；所述进料预热部分经过一、二、三级预热器将原料液预热到泡点，进料至上塔精馏塔(T01)进行正常精馏分离，而进料至下塔精馏塔(T02)只用于系统初始开车时补料，通过阀(V01)控制进料至上塔精馏塔(T01)，通过阀(V02)控制进料至下塔精馏塔(T02)。进一步，所述上塔精馏部分包括依次连接的上塔精馏塔(T01)和补热分离室(E05)；所述上塔精馏塔(T01)为板式塔精馏分离设备或填料塔精馏分离设备或超重力精馏机；所述补热分离室(E05)为整体的带有补热功能的分离室或分开的带有外加热器的分离室。进一步，所述循环部分包括依次连接的补热分离室(E05)、上塔循环泵(P04)、上塔再沸器(E06)；所述上塔再沸器(E06)为列管式再沸器或螺旋板式再沸器或板式再沸器或螺旋缠绕式再沸器。进一步，所述压缩冷凝部分包括依次连接的上塔精馏塔(T01)、压缩机(C01)、饱和器(R02)、上塔再沸器(E06)、成品缓冲罐(R03)；所述压缩机(C01)为离心式压缩机或罗茨式压缩机或螺杆式压缩机；所述饱和器(R02)底部设有一个水封装置，系统多余喷水量经水封装置后流入至成品缓冲罐(R03)。进一步，所述喷水部分包括依次连接的成品缓冲罐(R03)、上塔成品泵(P06)、喷水流量计(FI03)、饱和器(R02)、成品缓冲罐(R03)。进一步，所述下塔精馏部分包括依次连接的下塔进料泵(P05)、下塔进料流量计(FI02)、下塔精馏塔(T02)、下塔再沸器(E04)；所述下塔进料泵(P05)后通过阀(V05)控制进料至下塔精馏塔(T02)，通过阀(V06)控制回流至上塔精馏塔(T01)；所述下
塔精馏塔(T02)与下塔再沸器(E04)进行自然循环分离。进一步，所述水蒸气加热部分包括依次连接的生蒸汽源、下塔再沸器(E04)、补热分离室(E05)。进一步，所述产品排出部分包括依次连接的上塔成品泵(P06)、一级预热器(E01)、成品流量计(FI05)、成品储罐(R04)、成品转存泵(P07)以及回流流量计(FI04)、上塔精馏塔(T01)；所述成品流量计(FI05)通过阀(V11)进行调节，所述回流流量计(FI04)通过阀(V10)进行调节。进一步，所述冷凝水排出部分包括依次连接的冷凝水泵(P08)、冷凝水流量计(FI06)、二级预热器(E02)。进一步，所述釜液排出部分包括依次连接的下塔釜液泵(P03)、釜液流量计(FI07)、三级预热器(E03)、釜液储罐(R05)；所述釜液流量计(FI07)通过阀(V04)进行调节。进一步，所述冷却部分包括依次连接的成品缓冲罐(R03)、气体冷凝器(E07)、进料储罐(R01)，以及冷却水储罐(R06)、冷却水泵(P10)、冷却水流量计(FI08)；所述气体冷凝器(E07)冷凝液出口管路需要完全插入进料储罐(R01)中形成液封。采用了上述技术方案后，本技术具有以下有益效果：(1)该系统比其他系统更为科学，更加高效节能，具有运行成本低、调节方便、工作稳定等优点；(2)该系统能够完全循环回收利用如甲醇、乙醇、异丙醇、DMAC、DMF、DMSO等一些特殊的大温差分离过程中的二次蒸汽而达到节能的目的；(3)该系统直接压缩塔顶出来的气体，充分利用了被压缩气体的冷凝潜热，同时减小了塔釜热公用工程和塔顶冷公用工程的消耗；(4)从技术经济角度考虑，采用分割式热泵精馏流程更加经济，这种流程采取上塔安装热泵及下塔减小回流量的节能措施，节能效果明显，投资费用适中，控制简单；(5)相对传统精馏而言，采用该形式更加经济、节能，投资费用适中，控制简单，只需消耗少量最低级别的水蒸气(如0.3MPa)，同时节省大量更高等级的水蒸气(如1.0MPa)，能够产生巨大的经济效益。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的一种分割式MVR热泵精馏热集成系统的工艺流程图；图2为单塔精馏的工艺流程图；图3为双效精馏的工艺流程图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分割式MVR热泵精馏热集成系统，其特征在于，所述系统包括进料预热部分、上塔精馏部分、循环部分、压缩冷凝部分、喷水部分、下塔精馏部分、水蒸气加热部分、产品排出部分、冷凝水排出部分、釜液排出部分、冷却部分；所述进料预热部分与上塔精馏部分相连接，上塔精馏部分与循环部分相连接，压缩冷凝部分与上塔精馏部分相连接，喷水部分与压缩冷凝部分相连接，下塔精馏部分与上塔精馏部分相连接，水蒸气加热部分分别与上塔精馏部分、下塔精馏部分相连接，产品排出部分分别与进料预热部分、压缩冷凝部分相连接，冷凝水排出部分分别与上塔精馏部分、下塔精馏部分、进料预热部分相连接，釜液排出部分分别与下塔精馏部分、进料预热部分相连接，冷却部分与压缩冷凝部分相连接。

【技术特征摘要】
1.一种分割式MVR热泵精馏热集成系统，其特征在于，所述系统包括进料预热部分、上塔精馏部分、循环部分、压缩冷凝部分、喷水部分、下塔精馏部分、水蒸气加热部分、产品排出部分、冷凝水排出部分、釜液排出部分、冷却部分；所述进料预热部分与上塔精馏部分相连接，上塔精馏部分与循环部分相连接，压缩冷凝部分与上塔精馏部分相连接，喷水部分与压缩冷凝部分相连接，下塔精馏部分与上塔精馏部分相连接，水蒸气加热部分分别与上塔精馏部分、下塔精馏部分相连接，产品排出部分分别与进料预热部分、压缩冷凝部分相连接，冷凝水排出部分分别与上塔精馏部分、下塔精馏部分、进料预热部分相连接，釜液排出部分分别与下塔精馏部分、进料预热部分相连接，冷却部分与压缩冷凝部分相连接。2.根据权利要求1所述的一种分割式MVR热泵精馏热集成系统，其特征在于，所述进料预热部分包括依次连接的补料泵(P01)、进料储罐(R01)、进料泵(P02)、上塔进料流量计(FI01)、一级预热器(E01)、二级预热器(E02)、三级预热器(E03)、上塔精馏塔(T01)、下塔精馏塔(T02)；所述进料预热部分经过一、二、三级预热器将原料液预热到泡点，进料至上塔精馏塔(T01)进行正常精馏分离，并通过阀(V01)控制进料至上塔精馏塔(T01)，通过阀(V02)控制进料至下塔精馏塔(T02)。3.根据权利要求2所述的一种分割式MVR热泵精馏热集成系统，其特征在于，所述上塔精馏部分包括依次连接的上塔精馏塔(T01)和补热分离室(E05)；所述上塔精馏塔(T01)为板式塔精馏分离设备或填料塔精馏分离设备或超重力精馏机；所述补热分离室(E05)为整体的带有补热功能的分离室或分开的带有外加热器的分离室。4.根据权利要求3所述的一种分割式MVR热泵精馏热集成系统，其特征在于，所述循环部分包括依次连接的补热分离室(E05)、上塔循环泵(P04)、上塔再沸器(E06)；所述上塔再沸器(E06)为列管式再沸器或螺旋板式再沸器或板式再沸器或螺旋缠绕式再沸器。5.根据权利要求4所述的一种分割式MVR热泵精馏热集成系统，其特征在于，所述压缩冷凝部分包括依次连接的上塔精馏塔(T01)、压缩机(C01)、饱和器(R02)、上塔再沸器(E06)、成品缓冲罐(R03)；所述压缩机(C01)为离心式压缩机或罗茨式压缩机或螺杆式压缩机；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，张钰，张俊浩，蔺雪军，
申请(专利权)人：常州博睿杰能环境技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32