专利名称：具有部分冷凝的共沸精馏分水方法及设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种化工单元操作中的精馏方法及设备，特别是采用具有部分冷凝的共沸精馏将水份脱除的方法及设备。
背景技术：
在化工生产及化学实验过程中，经常涉及从有机物中分水(将水份脱除)的过程操作，把与水能形成最低共沸点而且与水部分互溶的有机物中的水份分离出来，例如分离酯化反应生成的水，以加快反应速度及提高反应转化率。现有的精馏分水方法是含有水份的有机物蒸汽经精馏塔后，水的含量提高，然后进入冷凝器冷凝，冷凝液进入分水器分成水相及有机相，水相中水排出系统，有机相中的有机物返回精馏塔。由于在最低共沸点下精馏塔顶与塔底的温差最大，塔顶水含量最高，分水效果最好，通常采用控制较小的塔釜蒸发量或塔顶有水相回流(分相前回流)的方法使塔顶达到或接近共沸点。但是较小的塔釜蒸发量不利于加快分水速度，塔顶有水相回流的方法在含水量变化较大的分水操作过程中回流比控制较为困难，特别是在间隙精馏分水后期分水由于水份含量低，不易形不成共沸点，分水过程速度较慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机物中水份含量在很大范围内变化时，精馏塔顶部都能维持最低共沸点的分水方法与设备，它不仅可以加快分水过程速度，而且可以方便操作过程控制。
本发明是这样实现的，精馏分水方法是将含有水份的有机物蒸汽经精馏后，进行冷凝冷却，冷凝液静置分成水相及有机相的过程，其特点是将含有水份的有机物蒸汽在部分冷凝的作用下，进行共沸精馏分水。
以上所述的部分冷凝是将从精馏塔釜上升的含水有机物蒸汽在精馏段进行精馏后，进入部分冷凝精馏段，经恒温槽送来的热介质冷却，温度逐步降低、流量逐步减少，其到达部分冷凝精馏段出口时达到最低共沸点的条件。也就是说，是将现有的精馏塔上部改为具有部分冷凝的精馏段，通过连续的部分冷凝，逐步降低塔中上升的蒸汽温度及流量，增加蒸汽中水的含量，当蒸汽上升到塔的顶部时，温度及组成达到最低共沸点的条件。这样即使蒸汽的含水量变化很大，在相同的塔釜蒸发量下也能维持塔顶达到共沸点条件。
根据上述方法采用的设备包括共沸精馏塔、恒温槽、冷凝冷却器、分水器，共沸精馏塔由底部塔釜、中间的精馏段及上部的部分冷凝精馏段组成，冷凝精馏段下方有出口管通到恒温槽，从恒温槽接循环泵，循环泵的出口管通到冷凝精馏段的上方，冷凝精馏段顶部出口管接冷凝冷却器和分水器。
以上所说部分冷凝精馏段采用列管式，精馏段的高度根据分水要求需要按1-20块理论板数确定，列管的截面积之和应大于精馏段截面积的20％，列管内填充分离填料。
本发明与已有技术相比，其突出的实质性特点和显著的进步是1、与现有的精馏分水设备相比，分水效率可提高20％以上，生产能力可提高30％以上。
2、操作及控制更为方便，现有的精馏分水对塔釜蒸发量及回流量的控制要求较高，而本发明则只要求控制一个合适的冷却热介质温度。
3、对间隙的酯化反应，使用本发明能够大大加快反应速度，使反应时间缩短，反应转化率提高。
图1是本发明的工艺流程及设备图。
图1所示工艺流程中，共沸精馏塔由塔釜1、精馏塔段2及顶部的部分冷凝精馏段3组成，塔顶出来的蒸汽进入冷凝冷却器4冷凝，冷凝液进入分水器5进行分相，水相中的水排出，有机相的有机物返回共沸精馏塔的精馏塔段2及部分冷凝精馏段3之间。由恒温槽6出来的冷却热介质(如热水)经循环泵7送到部分冷凝精馏段3的上部，部分冷凝精馏段3下部出来的热介质返回恒温槽6。
本发明的主要设备为具有部分冷凝的共沸精馏塔，它是一个分段的圆柱状容器，底部为塔釜1，塔的下段为普通精馏塔段2；塔的上段为部分冷凝精馏段3，其结构为列管式，列管管内填充分离填料，管间用热介质冷却。由于热介质的冷却作用，管内的上升蒸汽部分被冷凝，使之温度逐步下降，蒸汽流量逐步减少，水含量慢慢上升，只要控制冷却热介质的温度合适及传热面积足够，无论塔釜蒸发蒸汽中的水含量高低，塔顶都可以维持最低共沸点条件。
工艺条件的决定1、恒温槽6的热介质温度为体系的最低共沸点±10℃；2、精馏段2的高度根据分水要求需要可按1-20块理论板数确定；3、部分冷凝精馏段3的列管高度为0.3-1.5米，列管的直径为φ10mm-φ40mm。列管的截面积之和应大于精馏段2截面积的20％。
具体实施例方式
实施例一共沸精馏分水法合成乙酸异戊酯实验装置，共沸精馏塔部分冷凝管的直径为20mm，高度为0.4米，精馏段高100mm，恒温槽热水的温度为94℃。反应在一小时内完成，醋酸的转化率在98％以上。
实施例二共沸精馏分水生产无水酒精工业装置，共沸精馏塔的精馏段直径为0.4米，高度为6米；部分冷凝段高度为1.5米，列管直径25mm，恒温热水的温度为62℃。年产无水酒精1000吨，能耗减少15％以上。
权利要求
1.一种精馏分水方法，是将含有水份的有机物蒸汽经精馏塔后，进行冷凝器冷凝，冷凝液静置分成水相及有机相的过程，其特征在于是将含有水份的有机物蒸汽在部分冷凝的作用下，进行共沸精馏分水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于部分冷凝是将从精馏塔釜上升的含水有机物蒸汽在精馏段进行精馏后，进入部分冷凝精馏段，经恒温槽送来的热介质冷却，温度逐步降低、流量逐步减少，其到达部分冷凝精馏段出口时达到最低共沸点的条件。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于恒温槽中的热介质是由循环泵进入部分冷凝精馏段的上部，从下部返回恒温槽，恒温槽中的热介质温度为含水有机物的最低共沸点温度±10℃。
4.一种权利要求1所述的精馏分水方法所采用的设备，其特征在于设备包括共沸精馏塔、恒温槽(6)、冷凝冷却器(4)、分水器(5)，共沸精馏塔由底部塔釜(1)、中间的精馏段(2)及上部的部分冷凝精馏段(3)组成，冷凝精馏段(3)下方有出口管通到恒温槽(6)，从恒温槽(6)接循环泵(7)，循环泵(7)的出口管通到冷凝精馏段(3)的上方，冷凝精馏段(3)顶部出口管接冷凝冷却器(4)和分水器(5)。
5.根据权利要求4所述的精馏分水设备，其特征在于部分冷凝精馏段(3)采用列管式，精馏段(2)的高度根据分水要求需要按1-20块理论板数确定，列管底部的截面积之和应大于精馏段(2)截面积的20％，列管内填充分离填料。
全文摘要
本发明涉及一种化工单元操作中的精馏方法及设备,特别是采用具有部分冷凝的共沸精馏将水份脱除的方法及设备,具体过程是将从精馏塔釜上升的含水有机物蒸汽在精馏段进行精馏后,进入部分冷凝精馏段,经恒温槽送来的热介质冷却,温度逐步降低、流量逐步减少,其到达部分冷凝精馏段出口时达到最低共沸点的条件,所采用的设备包括共沸精馏塔、恒温槽、冷凝冷却器、分水器,共沸精馏塔由底部塔釜、中间的精馏段及上部的部分冷凝精馏段组成,冷凝精馏段下方有出口管通到恒温槽,从恒温槽接循环泵,循环泵的出口管通到冷凝精馏段的上方,冷凝精馏段顶部出口管接冷凝冷却器和分水器,它与现有的精馏分水设备相比,分水效率可提高20%以上,生产能力可提高30%以上,操作及控制更为方便。
文档编号B01D3/00GK1382510SQ0211555
公开日2002年12月4日 申请日期2002年2月8日 优先权日2002年2月8日
发明者韦藤幼, 童张法 申请人:广西大学