一种醋酸丁酯精馏系统 |
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| 申请号 | CN202322109570.1 | 申请日 | 2023-08-07 | 公开(公告)号 | CN220633050U | 公开(公告)日 | 2024-03-22 |
| 申请人 | 北京中鼎恒业科技股份有限公司; 北京中科鼎能科技有限公司; | 发明人 | 李丽; 杨鲁伟; 张杰; 侯超; 殷东; 付伟光; | ||||
| 摘要 | 本实用新型提供了一种 醋酸 丁酯精馏系统，包括：预热子系统、精馏子系统、 蒸发 子系统和冷却子系统；精馏子系统包括精馏塔和釜液 泵 ，蒸发子系统包括乏热回收器、纯化器、增 焓 器、冷凝液罐、冷凝液泵、 循环泵 、上循环管和下循环管。精馏塔利用各组分挥发度不同，将醋酸丁酯从原液中分离出来，塔顶得到高浓度的醋酸丁酯 蒸汽 ，塔釜得到含极少量醋酸丁酯的塔釜液，蒸发子系统用于塔顶乏热的回收以及增焓的再利用，预热子系统用于进料预热以回收系统低温余热，冷却子系统用于塔顶冷凝液降温以及静置分相。以塔釜液作为载热工质，通过塔釜液与增焓器的相互作用实现塔顶蒸汽乏热的 回收利用 ，省去塔顶 冷凝器 ，减少 冷却 水 消耗，有效降低醋酸丁酯精馏过程能耗。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种醋酸丁酯精馏系统，其特征在于，所述系统包括：预热子系统、精馏子系统、蒸发子系统和冷却子系统；所述精馏子系统包括精馏塔和釜液泵，所述蒸发子系统包括乏热回收器、纯化器、增焓器、冷凝液罐、冷凝液泵、循环泵、上循环管和下循环管； |
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| 说明书全文 | 一种醋酸丁酯精馏系统技术领域[0001] 本实用新型涉及醋酸丁酯处理技术领域，尤其涉及一种醋酸丁酯精馏系统。 背景技术[0003] 目前通常采用简单蒸馏或精馏的工艺对醋酸丁酯进行提纯、回收，该系统以外界生蒸汽作为热源，运行过程虽然通过预热进料等手段对系统余热进行了简单利用，但是大部分热量还是被冷却水带走，导致系统能耗和运行成本相对较高。实用新型内容 [0004] 本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种醋酸丁酯精馏系统。 [0005] 本实用新型提供了一种醋酸丁酯精馏系统，所述系统包括：预热子系统、精馏子系统、蒸发子系统和冷却子系统；所述精馏子系统包括精馏塔和釜液泵，所述蒸发子系统包括乏热回收器、纯化器、增焓器、冷凝液罐、冷凝液泵、循环泵、上循环管和下循环管； [0006] 所述预热子系统的冷流进口用于接收醋酸丁酯原液，所述预热子系统的冷流出口与所述精馏塔的进口相连通，所述预热子系统的热流出口与所述冷却子系统的进口相连通； [0007] 所述精馏塔的顶部汽相出口与所述乏热回收器壳程热流进口相连通，所述精馏塔塔釜加热蒸汽进口与所述增焓器出口相连通，所述精馏塔的塔釜液出口与所述釜液泵的进口相连通，所述塔釜液泵的出口与所述预热子系统的热流进口相连通； [0008] 所述乏热回收器管程进口与所述循环泵出口相连通，所述乏热回收器管程汽液两相出口通过所述上循环管与所述纯化器汽液两相进口相连通，所述乏热回收器管程液相出口通过所述下循环管与所述纯化器液相出口相连通，所述乏热回收器壳程不凝汽出口与所述冷凝液罐顶部不凝汽出口相连通，所述乏热回收器壳程液相出口与所述冷凝液罐液相进口相连通，所述冷凝液罐的液相出口与所述冷凝液泵的进口相连通，所述冷凝液泵的出口与所述预热子系统的热流进口相连通，所述纯化器汽相出口与所述增焓器进口相连通，所述下循环管还与所述循环泵的进口相连通。 [0009] 可选的，所述预热子系统包括不凝汽预热器、冷凝液预热器、第一塔釜液预热器、第二塔釜液预热器和蒸汽喷射器； [0010] 所述不凝汽预热器的冷流进口用于接收醋酸丁酯原液，所述不凝汽预热器的冷流出口与所述冷凝液预热器的冷流进口相连通，所述冷凝液预热器的冷流出口与所述第一塔釜液预热器的冷流进口相连通，所述第一塔釜液预热器的冷流出口与所述第二塔釜液预热器的冷流进口相连通，所述第二塔釜液预热器的冷流出口与所述蒸汽喷射器的第一进口相连通，所述蒸汽喷射器的第二进口用于与外界高压生蒸汽管路相连通，所述蒸汽喷射器的出口与所述精馏塔的物料进口相连通。 [0011] 可选的，所述系统还包括外排泵和塔釜液储液罐； [0012] 所述外排泵的进口与所述纯化器的液体出口相连通，所述外排泵的出口与所述第一塔釜液预热器的热流进口相连通，所述第一塔釜液预热器的排液出口与所述塔釜液储液罐的进口相连通。 [0013] 可选的，所述冷却子系统包括冷却器和分相罐； [0014] 所述冷却器的冷流进口用于与外界循环水进水相连通，所述冷却器的冷流出口用于与外界循环水回水相连通，所述冷却器的物料出口与所述分相罐的物流进口相连通，所述分相罐的顶部设置有醋酸丁酯出口接管，所述分相罐的底部设置有水出口接管。 [0015] 可选的，所述不凝汽预热器的热流进口分别与所述乏热回收器壳程和所述冷凝液罐的不凝汽出口相连通；所述冷凝液泵的出口与所述冷凝液预热器的热流进口相连通； [0016] 所述冷凝液预热器的热流出口与所述不凝汽预热器的热流出口相连通，随后汇总进入所述冷却器的热流进口。 [0017] 可选的，所述釜液泵的出口与所述第二塔釜液预热器的热流进口相连通，所述第二塔釜液预热器的热流出口与所述乏热回收器管程物料进口相连通。 [0018] 可选的，所述系统还包括原液储液罐和进料泵； [0019] 所述进料泵的进口与所述原液储液罐的物料出口相连通，所述进料泵的出口与所述预热子系统的冷流进口相连通。 [0020] 可选的，所述精馏塔采用板式精馏塔、填料式精馏塔或混合式精馏塔。 [0021] 可选的，所述预热器采用管壳式换热器、板式换热器或螺旋板换热器。 [0022] 可选的，所述乏热回收器采用降膜乏热回收器、强制循环乏热回收器或自然循环乏热回收器。 [0023] 本实用新型的有益效果为： [0024] 本实用新型的醋酸丁酯精馏系统，设计合理、结构简单，系统中以塔釜液作为载热工质，通过低温塔釜液与增焓器的相互作用实现塔顶蒸汽乏热的回收利用，同时可以省去塔顶冷凝器，减少循环冷却水消耗，有效降低醋酸丁酯精馏过程能耗。附图说明 [0025] 图1为本实用新型实施例的一种醋酸丁酯精馏系统的结构示意图。 具体实施方式[0026] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 [0027] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0028] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 [0029] 如图1所示，本实用新型的实施例涉及一种醋酸丁酯精馏系统，所述系统包括：预热子系统、精馏子系统、蒸发子系统和冷却子系统。所述精馏子系统包括精馏塔7和釜液泵16，所述蒸发子系统包括乏热回收器8、纯化器9、增焓器10、冷凝液罐11、冷凝液泵17、循环泵18、上循环管20和下循环管21。 [0030] 示例性的，如图1所示，所述预热子系统的冷流进口用于接收醋酸丁酯原液，所述预热子系统的冷流出口与所述精馏塔7的进口相连通，所述预热子系统的热流出口与所述冷却子系统的进口相连通。 [0031] 继续参考图1，所述精馏塔7的顶部汽相出口与所述乏热回收器8壳程热流进口相连通，所述精馏塔7塔釜加热蒸汽进口与所述增焓器10出口相连通，所述精馏塔7的塔釜液出口与所述釜液泵16的进口相连通，所述釜液泵16的出口与所述预热子系统的热流进口相连通。精馏塔7是精馏系统中必备的塔式气液接触装置，利用混合物中各组分具有不同的挥发度，实现沸点不同的各种物质间的分离。在本实施例中，所述精馏塔7优选塔板式，也可选用填料或混合式的精馏塔。 [0032] 示例性的，如图1所示，所述乏热回收器8管程进口与所述循环泵18出口相连通，所述乏热回收器8管程汽液两相出口通过所述上循环管20与所述纯化器9汽液两相进口相连通，所述乏热回收器8管程液相出口通过所述下循环管21与所述纯化器9液相出口相连通，所述乏热回收器8壳程不凝汽出口与所述冷凝液罐11顶部不凝汽出口相连通，所述乏热回收器8壳程液相出口与所述冷凝液罐11液相进口相连通，所述冷凝液罐11的液相出口与所述冷凝液泵17的进口相连通，所述冷凝液泵17的出口与所述预热子系统的热流进口相连通，所述纯化器9汽相出口与所述增焓器10进口相连通，所述下循环管21还与所述循环泵18的进口相连通。 [0033] 在本实施例中，乏热回收器8是醋酸丁酯热泵精馏系统中关键的换热设备，用于塔顶蒸汽与闪蒸降温后的塔釜液换热；所述乏热回收器8优选降膜乏热回收器，也可使用强制循环乏热回收器或自然循环乏热回收器，乏热回收器形式可选用管壳式换热器或板式换热器。 [0034] 在本实施例中，纯化器9用于对蒸发过程得到的汽液混合物进行分离，采用重力分离形式，并且可在汽相部分设置旋流板或丝网填料进一步去除夹带液滴。增焓器10用于二次蒸汽的回收及再增温，以达到再次利用的目的。 [0035] 接下来，如图1所示，对本实施例的醋酸丁酯精馏系统的工艺流程进行详细说明。 [0036] 醋酸丁酯原液打入预热子系统进行预热后进入精馏塔7，并与塔内物料进行热质交换，达到分离提纯目的；高浓度醋酸丁酯蒸汽由精馏塔7塔顶排出后进入乏热回收器8壳程，塔釜液由釜液泵16打入预热子系统的热流进口，作为热源加热进料后降低到设定温度，随后进入乏热回收器8的管程。管程物料在循环泵18的驱动下与壳程蒸汽进行热量交换，换热后管程物料沸腾蒸发，产生的汽液混合物由上循环管20进入纯化器9进行汽液分离，壳程蒸汽冷凝成液体进入冷凝液罐11。纯化器9内汽相由顶部进入增焓器10，经增焓提升品位后由精馏塔7的塔釜进入塔内参与热质传递，液相由下循环管21重新返回乏热回收工艺器8参与换热蒸发。冷凝液罐11内的液体由冷凝液泵17打入预热子系统的热流进口作为热源预热进料，预热子系统的热流出口的液体进入冷却子系统，经静置分层后，上层得到高浓度醋酸丁酯溶液，下层为水相，实现对醋酸丁酯的提纯、回收。 [0037] 本实用新型实施例的醋酸丁酯精馏系统，设计合理、结构简单，系统中以塔釜液作为载热工质，通过低温塔釜液与增焓器的相互作用实现塔顶蒸汽乏热的回收利用，同时可以省去塔顶冷凝器，减少循环冷却水消耗，有效降低醋酸丁酯精馏过程能耗。 [0038] 示例性的，如图1所示，所述预热子系统包括不凝汽预热器2、冷凝液预热器3、第一塔釜液预热器4、第二塔釜液预热器5和蒸汽喷射器6。 [0039] 所述不凝汽预热器2的冷流进口用于接收醋酸丁酯原液，所述不凝汽预热器2的冷流出口与所述冷凝液预热器3的冷流进口相连通，所述冷凝液预热器3的冷流出口与所述第一塔釜液预热器4的冷流进口相连通，所述第一塔釜液预热器4的冷流出口与所述第二塔釜液预热器5的冷流进口相连通，所述第二塔釜液预热器5的冷流出口与所述蒸汽喷射器6的第一进口相连通，所述蒸汽喷射器6的第二进口用于与外界高压生蒸汽管路相连通，所述蒸汽喷射器6的出口与所述精馏塔7的物料进口相连通。 [0040] 在本实施例中，预热器用于进料预热及系统乏热回收工艺，提高系统节能性及运行稳定性。本系统采用的预热器均优选管壳式换热器，也可采用板式换热器或螺旋板换热器等。蒸汽喷射器6通过外界高压蒸汽将物料引射至精馏塔内，同时对进料进行加热。 [0041] 示例性的，如图1所示，所述系统还包括外排泵19和塔釜液储液罐12。所述外排泵19的进口与所述纯化器9的液体出口相连通，所述外排泵19的出口与所述第一塔釜液预热器4的热流进口相连通，所述第一塔釜液预热器4的排液出口与所述塔釜液储液罐12的进口相连通。 [0042] 具体的，在本实施例中，在对醋酸丁酯进行精馏时，可以将纯化器中多余的液体由外排泵打入第一塔釜液预热器预热进料后排入塔釜液储液罐，进一步可以减少循环冷却水消耗，有效降低醋酸丁酯精馏过程能耗。 [0043] 示例性的，如图1所示，所述冷却子系统包括冷却器13和分相罐14。所述冷却器13的冷流进口用于与外界循环水进水相连通，所述冷却器13的冷流出口用于与外界循环水回水相连通，所述冷却器13的物料出口与所述分相罐14的物流进口相连通，所述分相罐14的顶部设置有醋酸丁酯出口接管，所述分相罐的底部设置有水出口接管。 [0044] 示例性的，如图1所示，所述不凝汽预热器2的热流进口分别与所述乏热回收器8壳程和所述冷凝液罐11的不凝汽出口相连通；所述冷凝液泵17的出口与所述冷凝液预热器3的热流进口相连通。所述冷凝液预热器3的热流出口与所述不凝汽预热器2的热流出口相连通，随后汇总进入所述冷却器13的热流进口。 [0045] 示例性的，如图1所示，所述釜液泵16的出口与所述第二塔釜液预热器5的热流进口相连通，所述第二塔釜液预热器5的热流出口与所述乏热回收器8管程物料进口相连通。 [0046] 示例性的，如图1所示，所述系统还包括原液储液罐1和进料泵15。所述进料泵15的进口与所述原液储液罐1的物料出口相连通，所述进料泵15的出口与所述不凝汽预热器2的冷流进口相连通。 [0047] 接下来，如图1所示，对本实施例的醋酸丁酯精馏系统的更进一步地工艺流程进行详细说明。 [0048] 醋酸丁酯原液由原液储罐1物料出口排出，经进料泵15打入不凝汽预热器2冷流进口进行初步预热。随后，物料进入冷凝液预热器3继续预热后由冷流出口排出。进一步，物料相继进入第一塔釜液预热器4、第二塔釜液预热器5预热升温后进入蒸汽喷射器6，经外界高压生蒸汽引射后进入精馏塔7，并与塔内物料进行热质交换，达到分离提纯目的。高浓度醋酸丁酯蒸汽由精馏塔7塔顶排出后进入乏热回收器8壳程，塔釜液由釜液泵16打入第二塔釜液预热器5热流进口，作为热源加热进料后降低到设定温度，随后进入乏热回收器8的管程。管程物料在循环泵的驱动下与壳程蒸汽进行热量交换，换热后管程物料沸腾蒸发，产生的汽液混合物由上循环管20进入纯化器9进行汽液分离，壳程蒸汽冷凝成液体进入冷凝液罐 11。纯化器9内汽相由顶部进入增焓器10，经增焓提升品位后由精馏塔7的塔釜进入塔内参与热质传递，液相由下循环管21重新返回乏热回收工艺器8参与换热蒸发，多余的液体由外排泵19打入第一塔釜液预热器4预热进料后排入塔釜液储罐12；冷凝液罐11内的液体由冷凝液泵17打入冷凝液预热器3热流进口作为热源预热进料；上述蒸汽冷凝过程存在部分未凝结蒸汽，由乏热回收器8壳程与冷凝液罐11顶部统一收集后进入不凝汽预热器2加热进料后冷凝成液体，随后与冷凝液预热器3热流出口的液体一起进入冷却器进一步降温后进入分相罐14，经静置分层后，上层得到高浓度醋酸丁酯溶液，下层为水相。 [0049] 总而言之，本实施例的醋酸丁酯精馏系统，设计合理、结构简单，系统中以塔釜液作为载热工质，通过低温塔釜液与增焓器的相互作用实现塔顶蒸汽乏热的回收利用，同时可以省去塔顶冷凝器，减少循环冷却水消耗，有效降低醋酸丁酯精馏过程能耗。 [0050] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。 |
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