物质混合物的蒸馏方法及实现该方法的装置的利记博彩app

专利名称：物质混合物的蒸馏方法及实现该方法的装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及液态或液化态物质混合物的蒸馏，例如，在酒精工业中从酒精中去除杂质，在微生物学中制备纯净液体，在制药工业中、农业中处理液体废物和污水，以及在石油化学中等皆有应用。
背景技术：
在工业规模的塔中，蒸馏过程在专门的接触装置中实现，例如塔板，填料或薄膜式装置，在这些装置上进行被分离物质的传质，即在共存的汽相和沸腾液体之间发生相互作用。将初始的物质混合物加热并作为原料混合物送入蒸馏设备的一个接触装置中。蒸汽沿设备上升，液体流入它的底部。
蒸汽相继通过这些接触装置，逐步富集挥发物质，贫化重物质(按挥发性)而液体则相反。为此必须进行两种基本过程，即所需物流的连续运动(通常是沿高度方向的逆流运动)及在接触装置中的有效传质。在接触装置中共存相有足够长的接触的条件下，可达到物质的最大可能的富集和贫化，这种状态可称为“热力学相平衡”并由物质在汽相和液体中的化学势相等为特征。在实际条件下，共存相的接触时间有限，因此离开接触装置的物流不呈平衡状态。在多数的实际使用接触装置中汽相的停留时间特别有限，它决定于蒸汽气泡的飘浮时间。因此接触装置中共存相的单次接触不能保证足够的传质，将离开接触装置的液体和蒸汽物流循环以增加接触时间，从而增加相同传质。将按蒸汽流方向离开最上一个接触装置的蒸汽的冷凝液的一部分循环到位于进料点上游的精馏段上，即将这部分富集挥发物质的冷凝液重新送入最上一个接触装置作回流液。在位置低于进料点的精馏段上，将按液流方向离开最下一个接触装置的液体的蒸汽返回到这部分塔体中，这样就在设备中实现了液体和蒸汽物流的逆流运动。
这样，籍助于上述的液体和蒸汽的循环就可解决最大限度地增加接触装置中共存的液相和汽相的接触时间的问题，从而保证接触装置中物质之间的有效传质。
提馏段的作用是分离富集重物质的釜底产品，部分釜液蒸发又变成富集重物质的蒸汽。
蒸汽连续通过接触装置，逐步贫化重物质同时富集轻物质。这样富轻物质的部分产品在精馏段顶部再循环，而富集重物质的部分产品在提馏段底部再循环。相间的传质在两个平行的过程中实现，即液体的部分蒸发和蒸汽的部分冷凝。
液体的路程比蒸汽的路程长得多。因此必须增加蒸汽在接触装置上的停留时间，这通常籍助于回流液(送入全部接触装置的液体)的再蒸发来实现。
逆流运动所必需的蒸汽和液体的物流量由初始混合物中挥发组分和重组分的比例和蒸馏分离产品的技术条件决定。
在已知的方法中，初始原料混合物在换热器中加热到沸腾温度(通常比沸腾温度低几度)，再将预热的液体送入提馏段顶部的塔板。
精馏段所需的液体量相当于进入塔顶塔板的回流液量，而提馏段加入的是料液。相间的传质在绝热条件下进行，该过程同样受热力学相平衡条件决定。两段中的蒸汽量实际上是恒定的(稍有偏小与偏离绝热条件有关，而在提馏段则与料液的欠热有关)。塔的两段中蒸汽和液体的恒定流量限制了各个接触装置为实现其最佳循环的选择，因为即使段中所有接触装置中只有一个出现了较为复杂的传质条件，都需采用循环物流的最大值。
这样，最大可能的回流量送入该段顶部的接触装置，相应地在塔底部的接触装置则送入能使回流液中挥发物质再蒸发所需的最大的蒸汽量。
现有技术中已知，由于设置附加料液导入口或分离产品的附加导出口的方法，可将一个塔分成若干个精馏段和提馏段，而且向每个该段的顶部送入其回流液，回流液量对每个段的所存接触装置是恒定的。
从上所述可以看出，已知的方法解决所提问题的手段只有一个，即将部分蒸馏产品以回流液形式循环，部分釜底产品以蒸汽形式循环。
已知方法的缺点是蒸馏能耗大，能耗与被分离物质从液相到汽相，或相反从汽相到液相的相转换有关，缺点还在于必须按下列方式进行上述循环，即由塔段的所有接触装置中的最大值决定蒸馏过程的顶端产品的回流量和底部产品的蒸发量。
此外，蒸汽流和液体流方向在各段之间的严格连接会在提馏段发生液体过载，而在精馏段则发生蒸汽过载。这就会提高设备的制造费用和增加过程控制的复杂性。
在现有技术中曾经提出从水性介质中蒸馏挥发物质的系统和方法，其中的蒸馏塔装有接触装置(美国专利N4783242，B01D，1988)。
离开底接触装置的液体送入分离器，分离器连接热压缩机，后者有加热蒸汽供应。由于加热蒸汽的热压缩在分离器中造成的压力降使液体发生蒸发。生成的富集挥发组分的蒸汽与加热蒸汽一起进入热压缩机中，并返回底接触装置。余下的液体分成两个部分，一部分送入冷凝器，并在被离开顶接触装置的蒸汽加热后返回分离器，即是说，将该液体用作冷凝器的冷剂，因此回收了蒸汽热量。另一部分液体为纯净水，它从分离器中作为釜底产品流出。
这样，可实现底接触装置的重组分的循环并籍助以蒸汽循环中的热压缩节省了部分热量。
这种方法的固有缺点在于采用普通的方法实现塔内基本物流的循环，即将标准回流量送入顶接触装置和将标准量蒸汽送入底接触装置，它是利用离开塔最后接触装置的物流相变的标准流程，这些都会使能耗增加。
最接近本发明的是用在化学、石油加工和食品工业中分离液体的传质设备中的物流设计方法，(俄国专利No 201661，B01D3/00，1994)。
在该方法中，蒸汽和液体在接触装置上发生逆流接触。部分物流旁路过一个或若干个接触装置然后在蒸汽物流的方向与主物流混合，物流分开与混合的过程沿设备的高度进行若干次。一般说来，这种措施能沿主物流方向调节必需的蒸汽物流来降低塔的蒸汽过载并可选择最佳的塔截面。
但要实现该方法耗能很大，因为再循环送入横过其路径的不同的传质装置的蒸汽时，必需按常规量返回回流液，然后再蒸发以去除挥发性组分。
同时已知装有任何一种已知类型的接触装置的物传质装置(苏联发明者证书1777921，B01D3/22，1992)。
为了强化接触装置中的传热和传质过程，将气流分成几个部分，然后与整个液流在接触装置上进行接触，该接触装置装有架空管，经过这些架空管送来小部分蒸汽。该架空管成对地连接通过带有缝隙喷嘴的小室，以确保液体的蒸汽在接触装置中更好的接触。
虽然这种接触设备的结构能够强化传热传质过程，但基本上不能减少过程的能耗，因为它同样要求将常规数量的回流液返回塔内，并将其重新蒸发。
发明概述本发明之目的在于提供以最小能耗运行的蒸馏方法和实现这种方法的装置。此外，实施本发明可通过选择不同塔段的最佳截面使塔段保持最佳的液体和蒸汽物流从而减小装置的尺寸。
这里所提的物质混合物的蒸馏方法包括将混合物送入装有使液体和蒸汽相互作用的接触装置的蒸馏塔。挥发物的蒸汽从塔顶导出，而难挥发物质在釜底沸腾，并将生成的蒸汽送入塔底。而且将从一个接触装置导出的部分蒸汽返回到至少一接触装置的蒸汽流或液体流中，这些装置位于主蒸汽物流方向的上游和/或将部分蒸汽返回同一接触装置的液体物流液面之下，返回位置在主蒸汽物流方向上该部分蒸汽导出点的上游。返回塔内的部分蒸汽不全部冷凝，即未完全相变为液体。
返回到第n级接触装置的蒸汽量V1占第n级接触装接触装置蒸汽总重Vn的0.30-0.95。该比值是从实验结果中得出的，并取决于第n级接触装置中处于平衡的液体温度和蒸汽温度的差值。
从接触装置出来的蒸汽或至少返回到位于该蒸汽流方向上游的接触装置的部分蒸汽受到部分冷凝，而冷凝液可返回到位于蒸汽方向上游的接触装置。
在某些情况下，初始混合物在送入蒸馏塔前在煮沸器中煮沸，并分别将蒸汽和液体物流送入塔内。
从接触装置出来的部分液体可返回到位于液流方向上方的接触装置。
本发明中，每个接触装置各自解决建立所需的逆流液体和蒸汽物流的问题，它与在其它接触装置上提供强传质问题无关。为了解决这个问题和籍助本发明共存相的多次接触达到必需的分离，本发明采用再循环，即液体和蒸汽物流在无其组分大量相变的条件下返回，同时减少回流液的返回，从而解决了能耗最少的问题。
在接触装置中与液体保持平衡的蒸汽的温度可从表中的平衡数据查出(V.B.Kogan，V.M.Fridman，V.V.Kafarov，“液体和蒸汽间的平衡”，Nauka pH，1966(俄文)。
塔运行时可用常规技术测量接触装置中蒸汽的温度。
在宽沸点混合物情况或当返回接触装置的蒸汽的温度远低于液体沸腾温度的情况下，要将蒸汽预热到液体的沸腾温度。
在不改变物态的前提下进行接触装置上的物流循环不会带来大量的能耗。这种能量可以输送相应的蒸汽和液体物流所需的机械功来估计。
这样，本发明之方法的总能耗远比传统方法的煮沸附加回流液的耗热量小。
此外，本发明之方法可以控制任何塔截面上的物流的再循环比，即在最复杂的蒸馏区形成最大再循环比，而在条件简单的蒸馏区形成最小再循环比。在已知的方法中，回流液和蒸汽的再循环在塔的整个高度上都是恒定的，而且通常都是由塔段中任一接触装置的最复杂的蒸馏条件来决定的。
离开接触装置的蒸汽的部分冷凝是通过普通方式实现的，这些方式在精馏中普通采用，例如籍助于冷却单元；但按照本发明，由于富集被分离物质的蒸汽返回将会使导入返回蒸汽的接触装置的传质更为有效。
冷凝亦可在专门的装置中进行，这种装置将冷凝调节到最佳程度。
在返回蒸汽部分冷凝的条件下，勿需利用附加冷凝装置，因为它籍助于直接发生在输送蒸汽的装置之内的压力差。
很多情况下为了增加接触装置中某些混入物的传质，部分液体返回到位于其流动方向上游的接触装置。
本发明的另一优点是预先煮沸初始(料液)混合物，并将生成的蒸汽和液体分别送入塔内。在传统的方法中，塔段的运行与导入其中的一个物流密切相关，因此进入精馏段的蒸汽量只与离开提馏段最后一块塔板的蒸汽量有关，并且和它相等。提馏塔的液体量只等于料液加上离开精馏段最下一块塔板的液体的总和。这就决定了它不能独立控制塔段的操作。但当蒸汽、液体和料液分别加入塔中时，独立控制就成为可能。
初始混合物在附加的煮沸器中煮沸，生成的蒸汽和液体分别送入接触装置。
随附加煮沸器操作，釜液煮沸器构成蒸发提馏段最上一个接触装置的平衡蒸汽所必需的蒸汽消耗，而附加煮沸器构成蒸发料液蒸汽所必需的蒸汽消耗。此外，为了建立过程的推动力也消耗能量(克服塔内阻力等等)。
两部分蒸汽在精馏段合并，在精馏段蒸汽作为导出挥发组分的热源。
在已知的方法中，采用分开的两个煮沸器代替一个煮沸器并不能带来节约热能的优点。如上所述，在本发明中，采用两个煮沸器却可减小与物流相变有关的那部分总能。例如，在精馏段下部接触装置中的重组分量用以决定从冷凝器返回的回流液量，而在提馏段上部接触装置中的挥发组分量用以决定釜液煮沸器的加热蒸汽量。
实现物质混合物蒸馏方法的装置包括一蒸馏塔，该塔装有接触装置和配备取出部分蒸汽的装置，而且至少一个接触装置还包括至少一个导入被取出蒸汽的装置，而且导入蒸汽的装置位于沿主物流方向的蒸汽取出点的上游。塔也有输送该蒸汽的装置。
蒸汽取出装置和将其导入接触装置的装置可以作成互联的支管，通过蒸汽输送装置内的管道提供，该装置使蒸汽从较低压力区流到较高压力区。
导入蒸汽的支管可以位于在接触装置的蒸汽区域或接触装置中低于液面的液层中。
取出蒸汽的装置和导入蒸汽装置可做成蒸汽导管，其中蒸汽输送装置置于塔内蒸汽导管之上，以从接触装置取出蒸汽。
导入蒸汽的支管可与蒸馏塔截面周界呈切线安装。
接触装置可装有多个垂直隔板，其下部浸入液体，形成各个液体连通小室，蒸汽取出和导入的支管置于不同的由垂直隔板组成的小室之中。
在蒸汽输送装置之后可安装将蒸汽和它所夹带的液体分离的装置，经导管经导管将分离装置和位于蒸汽流动方向上游的接触装置连接。
不完全冷凝的蒸汽通过输送装置(如风机、鼓风机、活塞或射流装置等等)返回。在某些情况下利用塔段或小室的不同压力输送蒸汽。部分蒸汽从较高压力区返回到较低压力区。具体而言，部分釜底产品的蒸汽在附加预热器中于较高于其其余部分的压力下预热，从而在提馏段形成较高压力的蒸汽。处于较高压力下的部分釜底产品蒸汽被用作喷射器的工作气体或压力流体使部分蒸汽从塔提馏段的接触装置返回。在附加预热器加热的部分蒸汽用作精馏段喷射器的“工作气体”送入喷射器的“工作气体”的流量以正比于接触装置中真实温度和平衡的温度之间的差或比例来调节。可采用来自段内顶接触装置的部分蒸汽作为塔精馏段喷射器的“工作气体”，该蒸汽经鼓风机送入一些低接触装置的喷射器。
蒸馏塔可装备板式、膜式或其它类型的接触装置。
蒸馏塔亦可装备填料节段、叠压网或其它类型的填料。节段之间可插置蒸汽导管，使蒸汽从下层节段通到上层，并放置通道，使液体从上层节段流入下层。离开塔顶层节段的部分蒸汽和从其它节段之间的蒸汽导管来的部分蒸汽以鼓风机返回到位于沿主蒸汽流方向的取汽点的上游节段。返回蒸汽的支管置于节段的不同高度上，该节段可具有不同的截面，而且上截面大于下截面。蒸汽比例可以根据蒸汽返回支管水平上液体温度和接触装置中这个温度的平衡值之间的差值进行比例调节。
附图简述

图1(a)、(b)、(c)表示的根据本发明的表明部分蒸汽流不同返回方案的蒸馏塔M及其装备的接触装置K。液体在接触装置中的液位1用虚线表示。
图1(a)表示分布液体和蒸汽物流的一种实施方案，其中从接触装置取出的部分蒸汽返回到位于沿蒸汽流动方向上游的接触装置区域。
将初始混合物作为原料F送入塔M，塔顶装有冷凝器C2。主蒸汽流V沿塔向上流动时相继经过接触装置K并进入冷凝器C2，其中蒸汽在冷凝器中冷凝，并从塔内以蒸馏产品D流出。液体L沿塔向下逆流进入塔底并被塔釜C1收集，在釜中形成的蒸汽返回到下接触装置。得到的底产品W从塔排出。
在接触装置上共存的沸腾液体和蒸汽相之间发生传质。完成传质后从每个接触装置取出部分蒸汽V1并逆向进入前一级接触装置，返回到位于接触装置上液面1上面的蒸汽流V中。
图1(b)图示分布液体和蒸汽物流的一种实施方案，其中从一个接触装置取出的部分蒸汽返回到位于沿主蒸汽流V流动方向上游的若干个接触装置中。
示于图1(b)的蒸馏塔M装备了煮沸器C3，将原料流F送入其中并煮沸，然后分别将液体物流F1和蒸汽物流F2分别送入塔内。
取出部分蒸汽V1并返回到位于沿其流动方向上游的若干个接触装置K中，从而返回到蒸汽流V中。
取出部分液体L1并以返回到两个接触装置而实现返回主流L中，而且取出接触装置中部分流作为侧馏物P。
图1(3)图示分布物流的一种实施方案，其中从接触装置K取出的部分蒸汽V1送入同一个接触装置，但是是送入装置中液面1之下的液体物流之中。
图2(a)图示实施本发明的蒸馏方法的装置，并示出塔中蒸汽物流V(实线)和液体物流(点线)的流动方向，同时表示出从接触装置取出的和导入接触装置的蒸汽物流的流动方向。
装置包括蒸馏塔1，塔中装有板或接触装置2、2′、2″。取出蒸汽和导入蒸汽的装置分别为支管4和5。导管3取接取出蒸汽的支管4和导入蒸汽的联接管5。输送蒸汽的装置6采用风机，它置于导管3中。从液体中分离蒸汽的分离器7置于风机6之后，并能通过导管8与接触装置2′相接。
塔1顶装有回流冷凝器9，而在塔底为塔釜10。接触装置装有隔板11，其下部置于液面之下液面用虚线表示。这些隔板形成小室K1和K2，它们之间对液体是连通的，而且取出蒸汽的支管4和导入蒸汽的支管5置于同一接触装置的不同小室之中。
图2(b)表示带接触装置2和2′的塔局部示图。取出蒸汽和导入蒸汽的装置为导管12，它的入口部分13作成锥形，并置于接触装置2′的蒸汽区，而导管12的出口部分置于沿主蒸汽V流向的上游的接触装置2的蒸汽区。蒸汽输送装置6位于导管12的入口部位13之上，并装有遮护板14将取出的蒸汽流和主蒸汽流隔开。
图2(c)表示带接触装置2和2′的塔局部示图，取出蒸汽和导入蒸汽的装置为支管4和5，两者经导管3联接，导管3中装有蒸汽输送装置6，蒸汽导入支管5作成喷嘴状以改善传质。
支管4和5置于同一接触装置中，而且导入支管与置于该接触装置液面之下。
图2(a)表明，物质的初始混合物F送入提馏段的顶塔板，液体物流L沿塔1向下流动，而蒸汽V则沿塔逆流向上流动。在接触装置2、2′和2″上在共存的沸腾液体和蒸汽相之间发生传质，虚线表示接触装置的液面1。
离开提馏段底塔板的液体进入塔釜10。在塔釜中形成的蒸汽返回到提馏段的底塔板。蒸汽相继通过各塔板到达回流冷凝器9。在回流冷凝器9中蒸汽冷凝并以蒸馏产品D的形式从塔中导出，而塔釜产品W从塔釜10排出。
这样，设计了必需的最小蒸汽和液体物流量，这些物流量不涉及相变，但又是从精馏段导出挥发物质，并从提馏段导出重物质所必需的。
除了必需的最小的蒸汽和液体物流外，还在接触装置上建立起蒸汽和液体的附加循环。
用置于导管3中的风机6经支管4从接触装置2”取出部分蒸汽，再用导管3中的风机6经支管5将部分蒸汽送入沿主蒸汽流V方向上游的，即接触装置2”下游的接触装置2′。
在分离器7中将蒸汽夹带的液体从蒸汽中分离出来，并经导管8送入沿蒸汽流V流动方向上游的接触装置2。
图2(b)表明，部分蒸汽流从接触装置2′的蒸汽区籍助于风机6经锥形入口13送入蒸汽导管12。遮护板14是将取出的蒸汽流与主蒸汽流分开的辅助装置。取出的蒸汽流经导管12的出口15导入接触装置2的蒸汽区。
图2(c)表明，经支管4取出部分蒸汽流，并经喷嘴支管5导入同一接触装置的液面1之下。
图3(a)表明，部分蒸汽流V1籍助于喷射器61和鼓风机611返回位于蒸汽流动方向上游的接触装置K。作为喷射器的“工作气体”采用在较高压力下操作的附加预热器C和C1中生成的蒸汽。
塔精馏段顶部喷射器的“工作气体”则采用顶部接触装置的部分蒸汽，该部分蒸汽是由鼓风机611送入喷射器。蒸汽籍助于风机6返回某些接触装置。
图3(b)表示了装置的一个局部示图，其中籍助鼓风机611实现在塔段不同的高度位置上的填料塔M各段之间的蒸汽返回。
附加循环保证了塔板上共存的相间能进行高强度的传质，由于这样的接触能够保证离开塔板的蒸汽对挥发组分所需的富集度和对重组分的所需的贫化度，对离开塔板的液体则与之相反。
发明的优选实施方案例1一种含8％(重量)酒精的水-酒精混合物在蒸馏设备中分离。该设备包括塔、冷凝器和煮沸器。塔装有70块凸形塔板，以实现沸腾液体和穿过液体的鼓泡蒸汽之间的传质。塔在大气压下操作。离开顶塔板酒精蒸汽进入冷凝器。所得冷凝液分成两股物流，一股作蒸馏产品的轻馏份，其中含酒精和轻杂质。冷凝液的其余部分返回顶塔板作回流液。从第68块(由下往上数)塔板以液体形式取出的蒸馏产品中含酒精94％(重量)。
初始混合物在进入塔之前先送入附加再煮沸器，生成的蒸汽送入第20块塔板，剩余的液体送入第19块塔板。离开第一塔板的液体进入再煮沸器，生成的蒸汽返回到塔的第一塔板，而剩余的液体含水和＜0.02％的酒精作为塔釜产品排出。塔在第1塔板之上装有从接触装置取出和导入所取出的部分蒸汽的装置，这些装置作成与导管相连的支管，在导管中还装有风机。如图2(a)所示，导入蒸汽的支管的位于取出支管之下。离开第60-68塔板的蒸汽籍助于风机送入第59-67塔板的蒸汽区。返回的部分蒸汽V1及其总量Vn之间的比值在第60-68接触装置上为0.9-0.95。当来从第1～59到塔板的蒸汽返回到位于其下的塔板上时，其比值V1/Vn为0.8-0.85。
部分液体从12、14、18塔板取出分别送入13、15、19塔板，而且从12、14塔板取出杂醇馏分作侧馏分。
在本方法的实施方案中，蒸馏产品含酒精＞94％，而塔釜产品含水和＜0.02％的酒精。
与传统方法相比，加热蒸汽节省25％以上。
例2如例1，一种含8％(重量)酒精的水-酒精混合物送入装有70块阀板的蒸馏塔。
离开第69塔板的部分蒸汽和离开第70塔板的部分蒸汽(取出的部分蒸汽V1对总量Vn的比值为0.9-0.95)籍助风机经位于蒸馏塔周边切线上的支管返回到液体之中。离开第68塔板的比值V1/Vn等于0.8-0.85的部分蒸汽，用鼓风机打入位于第67-42塔板上的喷射器作为工作气体，在这里与离开这些塔板的蒸汽混合，如图3(a)所示。从喷射器出来的混合蒸汽返回到塔板上的蒸汽空间。与此类似，返回第42-19塔板的蒸汽是来自喷射器，喷射器所用的工作气体是离开第42塔板的蒸汽。在第1-18塔板的喷射器中离开塔板的部分蒸汽和塔釜产品的部分蒸汽混合，这部分蒸汽是在附加再煮沸器中于1.6大气压力下煮沸的。
蒸馏产品酒精＞94％，塔釜产品含酒精＜0.01％。与传统方法相比加热蒸汽节省20％以上。
例3液化气体混合物送入蒸馏设备，该设备为塔，塔装有25块凹形塔板进行沸腾液体和蒸汽的传质。混合物由下列物质组成5％甲烷、35％乙烷、15％丙烯、20％丙烷、10％异丁烷、15％正丁烷。塔顶保持27大气压。设备装有冷凝器接收按蒸汽途径离开上游接触装置(凹形塔板)的蒸汽。所得冷凝液分成两股物流，其中一般取出作蒸馏产品，另一般物流作回流液送入顶塔板。
塔最下一块塔块的液体，按其途径离开最后一塔板的液体进入再煮沸器，蒸出部分液体。生成的蒸汽返回最后一块塔块，其余的液体作塔釜产品排出。
各塔板之间插有鼓风装置，将离开塔板的部分蒸汽返回到位于主蒸汽物流方向上游的塔板。取出的部分蒸汽V1和蒸汽总量VT的比值在第1-5塔板和20～25塔板(由下向上数)上为0.9-0.95，在第5-20塔板上为0.8-0.85。
蒸馏产品含甲烷和乙烷和小于5％的较重物质，塔釜产品含＜5％的甲烷和乙烷，其余是初始混合物的其它较重(按沸点)物质。
与传统精馏相比，总能量介质耗量(加热蒸汽和冷剂)减少30％。
例4如例3，液化气体混合物在蒸馏塔内分离，该塔装有30块阀板。从第16-30塔板的蒸汽通过装在每一塔板上的鼓风装置返回。离开第1-15塔块的部分蒸汽通过示于图3(a)的喷射器返回。喷射器的工作气体是采用塔釜产品的部分蒸汽。塔釜保持的压力达25大气压。所得的蒸馏产品和塔釜产品相当于例3。总的能量介质消耗比传统精馏减少25％。
例5含有达0.05％氨、硫化氢及其它有害气体的被化工气体污染的水送入装有40块阀块的蒸馏塔。塔由节段组成，每个节段含8块塔块，喷射器插入其间，如图3(b)所示。离开节段每块塔板，(除顶塔板之外)的部分蒸汽籍助于喷射器返回同一盘。来自各节段顶塔板的部分蒸汽通过鼓风机返回，来自顶塔板的部分蒸汽送入底塔板的喷射器作工作气体。在塔釜得到净化水。其中有害气体含量低于10ppm。塔顶部得到要送去进一步处理的有害气体的馏分，向塔釜送入加热水蒸汽，与传统方法相比，其耗量节约25％以上。
工业可行性从上面所引的例子可以看出，蒸馏方法及实现该方法的装置能保证在能耗的降低不少于20％的前提下获得最终产品，此外借助于在各个接触装置中独立调节循环，由于塔中部各段截面减少，蒸馏塔的尺寸亦可减少。
附加再循环提供了接触装置上共存相间物质的高强度传质，这是由于这种接触因数保证离开接触装置的蒸汽达到必需的富集挥发性物质和贫化重物质的程度，也保证离开接触装置的液体达到必需的富集重物质和贫化挥发性物质的程度。
对每个接触装置独立建立蒸汽再循环，其方向与主蒸汽流的流动方向相反，这可导致蒸汽和液体的接触时间增加，强化传质以及使重复蒸发和重复返回蒸馏塔的回流液降至最小。
应用本发明的方法的结果可大大降低能耗，而每个接触装置的独立操作又可减少塔的尺寸。
权利要求
1.一种蒸馏物质混合物的方法，它包括将混合物送入蒸馏塔，该塔装有使液体和气体进行相互作用的接触装置，从塔顶导出蒸汽，煮沸塔釜产品并将生成的蒸汽返回塔的下部，取出部分离开接触装置的蒸汽并将其返回塔内，其特征在于，将从一个接触装置上取出的部分蒸汽返回到至少一个位于该物流流动方向上游的接触装置的蒸汽物流或液体物流中和/或将部分蒸汽返回到同一接触装置的液体物流液面之下，其位于沿蒸汽流动方向的部分蒸汽取出点的上游，而且返回蒸汽勿需使其全部冷凝。
2.权利要求1的方法，其特征在于，离开接触装置的蒸汽或至少部分蒸汽返回到位于沿蒸汽流动方向上游的接触装置，该蒸汽只受到部分冷凝。
3.权利要求1、2的方法，其特征在于，冷凝液返回到位于沿蒸汽流动方向上游的接触装置。
4.权利要求1的方法，其特征在于，离开接触装置的部分液体返回到位于沿其流动方向上游的接触装置。
5.权利要求1的方法，其特征在于，初始混合物在再煮沸器中预煮沸，然后分开将蒸汽物流和液体物流导入蒸馏塔。
6.一种实施权利要求1的物质混合物蒸馏方法的装置，它包括装有接触装置的蒸馏塔，该接触装置具有取出部分蒸汽的装置，其特征在于，至少一个接触装置还拥有至少一种导入被取出的蒸汽的装置，而且导入蒸汽的装置位于主流流动途径方向的蒸汽取出点的下游，而且蒸馏塔装有输送欲导入的蒸汽的装置。
7.权利要求6的装置，其特征在于，取出和导入蒸汽的装置为支管，支管经输送装置联接，使蒸汽从较低压力区流向较高压力区。
8.权利要求6的装置，其特征在于，取出蒸汽的装置和将它导入接触装置的装置为蒸汽导管，而且蒸汽输送装置置于蒸馏塔中。
9.权利要求6和7的装置，其特征在于，导入蒸汽的支管位于蒸馏塔截面周界的切线上。
10.权利要求6和7的装置，其特征在于，接触装置装有垂直隔板，隔板下部浸入液体形成液体连通的各个小室，而且在同一接触装置中的取出和导入蒸汽的支管置于由隔板形成的不同小室中。
11.权利要求7的装置，其特征在于，在输送装置之后装有分离蒸汽和生成的液体的装置，该分离装置通过蒸汽导管与至少一个主蒸汽流流动方向前面的接触装置相连。
全文摘要
本发明涉及酒精制造工业，并涉及一种方法，该方法包括将混合物送入蒸馏塔，该塔装有接触装置，蒸汽通过该塔顶导出。这种方法还包括将塔釜产品煮沸，并将产生的蒸汽返回到塔中。从一个接触装置上取出的部分蒸汽然后返回到至少一个位于其流动方向上游的接触装置的蒸汽流或液体流中。在另一个或同一个实施方案中，部分蒸汽返回到同一接触装置的液体物流的液面之下，它位于相对蒸汽流动方向上其导出的上游。蒸汽的返回勿需使蒸汽车部冷凝。实现此方法的装置包括蒸馏塔，该塔装有接触装置，其中至少一个接触装置装有一个或若干个待处理蒸汽的供料系统。这种系统置于主流流动方向上的蒸汽收集器之下。这种蒸馏塔还装有将蒸汽送入塔内的输送系统。
文档编号B01D3/20GK1239901SQ97180445
公开日1999年12月29日 申请日期1997年10月1日 优先权日1996年10月10日
发明者V·J·阿里斯托维奇, J·V·阿里斯托维奇, A·J·索科洛夫, E·V·索科洛瓦 申请人:通用电气公司