[发明专利]甲醇、乙醇水溶液的精馏工艺及装置

权利要求书

1.一种甲醇、乙醇水溶液的精馏装置，其特征在于：包括预热器、蒸发塔、蒸馏塔、汽水分离器，其中蒸发塔由隔板分为独立的上下两部分，上部设有醇冷凝器，下部设有梯度蒸发器，蒸馏塔的下部设有残液梯度蒸发器，中部为初馏区，上部为精馏区，梯度蒸发器和残液梯度蒸发器上均设有尾气出口和蒸汽进口，底部均设有残液出口，梯度蒸发器上方设有混合蒸汽出口；

稀醇进管经过预热器后连接至梯度蒸发器上方位置处，梯度蒸发器的尾气出口与汽水分离器的进料口相连接，汽水分离器的凝水出口与醇冷凝器的进水管相连接，醇冷凝器的出汽管经热泵后与梯度蒸发器的蒸汽进口相连接，梯度蒸发器底部的残液出口通过管路连接至蒸馏塔的残液梯度蒸发器上方位置处，梯度蒸发器上部的混合蒸汽出口通过管路连接至位于蒸馏塔的初馏区与精馏区之间的散气口，蒸馏塔顶部的出料口通过管路与醇冷凝器的进口相连接，醇冷凝器的醇冷凝液出口分别通过管路与成品醇罐和蒸馏塔顶部的回流液进口相连接，其中汽水分离器的凝水出口、梯度蒸发器底部的残液出口和醇冷凝器的醇冷凝液出口处的管路上均设有泵。

2.根据权利要求1所述的甲醇、乙醇水溶液的精馏装置，其特征在于：所述的梯度蒸发器和残液梯度蒸发器均包括2～20个自上而下分布的蒸发托盘，每个蒸发托盘的两端均设有尾气出口和蒸汽进口。

3.根据权利要求1所述的甲醇、乙醇水溶液的精馏装置，其特征在于：所述的预热器包括第一预热器和第二预热器，汽水分离器的气体出口和残液梯度蒸发器的尾气出口均与第一预热器的热介质进管相连接，残液梯度蒸发器底部的残液出口与第二预热器的热介质进管相连接。

4.根据权利要求1所述的甲醇、乙醇水溶液的精馏装置，其特征在于：所述的醇冷凝器的不凝性气体出管通过低温冷凝器后连接至成品醇罐。

5.根据权利要求1所述的甲醇、乙醇水溶液的精馏装置，其特征在于：所述的醇冷凝器的出口处的管路上设有中转罐。

6.一种采用权利要求1所述的精馏装置的甲醇、乙醇水溶液的精馏工艺，甲醇、乙醇稀溶液经过滤器后进入预热器内，采用60℃～120℃的压缩水蒸气加热，其特征在于还包括以下步骤：

a、预热后的甲醇、乙醇稀溶液进入蒸发塔下部的梯度蒸发器，采用60℃～120℃的热泵压缩的水蒸气进行梯度蒸发，蒸发出65℃～85℃的混合蒸汽；

b、蒸发出的混合蒸汽上行，经管路进入蒸馏塔中部；蒸发后的尾气经尾气出口进入汽水分离器，分离出的水经管路进入蒸发塔上部的醇冷凝器，作为冷凝水使用；蒸发后的残液下行至蒸发塔底部，经管路进入蒸馏塔下部的残液梯度蒸发器，采用85℃～115℃的生蒸汽加热梯度提残，蒸发出的汽体上行，经初馏段后，与从蒸发塔进入的混合蒸汽混合，混合后水分凝结、沿初馏段下行，汽体继续上行，在精馏区与回流醇溶液经传质传热分离出水份后，成为纯的醇蒸汽，经蒸馏塔顶部的管路进入蒸发塔上部的醇冷凝器；

c、在醇冷凝器内，醇蒸汽加热醇冷凝器内的水，水份在负压状态下吸收醇蒸汽的热能后，在负压状态下汽化，醇被冷凝成液态，60％进入成品醇罐，其余40％作为回流醇溶液进入蒸馏塔顶部；

d、从醇冷凝器内蒸发出的水蒸气在热泵的作用下，生成60℃～120℃的水蒸气后，进入蒸发塔下部的梯度蒸发器，作为加热蒸汽使用。

7.根据权利要求6所述的甲醇、乙醇水溶液的精馏工艺，其特征在于：所述的醇冷凝器内残留的不凝性气体经管路进入低温冷凝器内，冷凝出的醇进入成品醇罐。

8.根据权利要求6所述的甲醇、乙醇水溶液的精馏工艺，其特征在于：所述的c步骤中的负压状态的压力为-0.090～-0.095MPa。

9.根据权利要求6所述的甲醇、乙醇水溶液的精馏工艺，其特征在于：从汽水分离器分离出的热气体和从残液梯度蒸发器的尾气出口排出的尾气进入第一预热器内作为换热介质使用，从残液梯度蒸发器的残液出口排出的热残液进入第二预热器内作为换热介质使用。