[实用新型]基于多个管道的蒸馏分离设备

说明书

本实用新型涉及一种基于多个管道的蒸馏分离设备，所述设备包括上下设置的上部换热器和下部换热器以及位于上部换热器和下部换热器之间的气液分布器，其中上部换热器被冷却并产生气液分相，下部换热器被加热并产生气液分相。所述蒸馏分离设备提供了合理的分离，同时又降低投资成本，节约能耗。如果需要以液相形式得到轻组分，则可在上部换热器上设置全冷凝器。

技术领域

本实用新型涉及一种蒸馏分离设备。特别地，本实用新型涉及基于换热器结构的新型蒸馏分离设备。

背景技术

工业上通常使用蒸馏塔和闪蒸罐来分离液体组合物。两者都是利用液体组合物中各组分的挥发性不同来将轻组分富集在气相中，将重组分富集在液相中。闪蒸罐分离效率低，蒸馏塔相当于多个闪蒸罐的串联从而提高分离效率。

当使用蒸馏塔进行分离时，装在塔顶的冷凝器为全塔提供冷却，而装在塔底的再沸器为全塔提供加热。这并非热力学最优换热状态，导致的能耗较高。此外，蒸馏塔的设备投资较大，而且需要很大的空间。

另一方面，如果使用闪蒸罐进行分离，则分离效果不够理想。

因此，本领域需要一种成本较低、能耗较低、分离效率较高的蒸馏分离设备。

发明内容

针对以上蒸馏塔和闪蒸罐的问题，本实用新型的目的是提供一种蒸馏分离设备，其提供了合理的分离，同时又降低投资成本，节约能耗。

上述目的通过本实用新型的蒸馏分离设备实现，所述设备包括上下设置的上部换热器和下部换热器以及位于上部换热器和下部换热器之间的气液分布器。

所述换热器可为管壳式换热器，特别地，其可为常规的管壳式换热器，例如固定管板式换热器、浮头式换热器等。

所述管壳式换热器包括壳体、换热管，管程入口和管程出口。所述换热管安装在壳体中，并且固定在管板上。换热管外可设置有翅片，以增大换热面积。换热管内可设置有填充物。填充物一方面可以促进管内流体形成湍流，另一方面可以扩大传热面积，提高传热效率。填充物的种类是本领域所已知的并且没有特别的限制，例如螺旋线、螺旋片、纽带、错开纽带、静态混合器、带缺口的插入带等。

在本实用新型的蒸馏分离设备中，待分离物料在上部换热器中被冷却并分离出轻组分，在下部换热器中被加热并分离出重组分。

在本实用新型蒸馏分离设备的换热器中，待分离物质在换热管内流动，若待分离物质为液相则优选沿管内壁呈膜状流动，而冷却或加热介质在管间流动。所述管壳式换热器可为逆流换热器，即待分离物料的流动方向与加热或冷却介质的流动方向相反。

在换热器的管程内，液相向下流动，而气相向上流动。特别地，本系统的进料在上部和下部换热器之间的气液分布器处；在上部换热器中，待分离物质液相在重力作用下由上至下运动，而气相在密度差作用下由下至上运动；同样，在下部换热器中，待分离的液相物质由上至下运动，而气相由下至上运动。在本实用新型的一个实施方案中，在上部换热器中，冷却介质由上侧导入该换热器中，从下侧导出，待分离介质液相由上至下运动，在气相上升过程中，待分离物质不断冷却，从而使得其中的重组分冷凝成液体，并且沿管壁以液膜形式向下运动，经过气液分布器并与进料的液相混合后进入到下部换热器，而轻组分最终在顶部取出；在下部换热器中，加热介质由下侧导入该换热器中，从上侧导出，待分离介质液相由上至下运动，在下降过程中，待分离物质被不断加热，从而使得其中的轻组分进入气相，并且沿管向上运动，经过气液分布器并与进料的气相混合后到达上部换热器，而重组分最终在底部取出。

在本实用新型蒸馏分离设备的换热器中，各换热管是独立存在的，不相互连通，一个管子无法工作不影响其他管子物料的流通。因此，本实用新型的蒸馏分离设备适用于易于堵塞的液体组合物。

换热管的数量取决于待分离液体组合物的类型以及处理量，而管长度取决于所需的理论塔板数。本领域技术人员可以根据具体需要来选择合适的换热管数量和理论塔板数。