[发明专利]自冷蒸馏法

说明书

本发明涉及一种蒸馏工艺

目前普遍采用的蒸馏工艺，是将料液加热，使其温度上升到足以使欲求之各馏份全部气化，然后使其冷却，在冷凝过程中使各馏份得以分离。上述工艺由于要将全部料液加热，故耗热量大，还因冷却时要采用水等介质，又提高了成本。另外，料液蒸发是采用沸腾法，杂质混在蒸气中，给产品质量带来影响。

本发明提供一种不用任何冷却介质，耗用极少热量就可使蒸馏完成，并产生出符合多行业要求的产品的蒸馏工艺方法。

发明是这样实现的：

蒸馏过程蒸发时需加热，而冷凝时需加冷却介质带走热量，其根本原因就是因相变温度相同，则冷凝时热量传不回蒸发区域，为此，首先要解决这一问题。以水为例，在一个大气压下水相变为气体的相变温度为99.63℃，两个大气压下为120.33℃，而半个大气压下则为81.35℃。随压力升高而“气—液”相变温度升高是普遍规律。所以，若使液体在某气压下蒸发，而在高于该压力状态下冷凝，则两者之相变温度就有一个差值，就可传热，若满足传热条件，则蒸发和冷凝这两个环节就由调压和传热这两手段使之连续起来。上述设想可由如下装置实现：具有保温效果的一体或分体的蒸发室与冷凝室，或称蒸发通道与冷凝通道，它们之间可以进行某种形式的(如利用导热壁、热管等)热交换，由调压装置沟通它们质量之间的联系，且它们拥有必须的料液和冷凝液进、出的通道口。在系统工作时，取某一压力下始进入蒸发室的处于相变温度的单元料液考查：它在蒸发室内受热而蒸发为蒸气，由调压装置收集并加压提高温度进入冷凝室，由于冷凝室压力与温度高于蒸发室，使该蒸气得以通过某种形势将热量传给蒸发室内的后续料液，并在与冷凝室压力相对应的该蒸气的相变温度冷凝为液体，称之为冷凝液，以高于料液进入蒸发室时的温度(在此设为蒸发温度)，被排出冷凝室出口。则该单元料液相变过程完毕。而蒸发室内的另某一单元料液在全部按受上述传来热量基础上，再接受补充热源供给的，由于冷凝液所携出多于料液携入的那部分热量，以及因装置散热等失去的热量而继续蒸发，进而冷凝。这样，相变过程得以连续进行。

为避免沸腾蒸发，提高蒸发效率，有吸附式蒸发法。有可在蒸发室内与空间形成大面积界面的构件，构件由吸取段和蒸发段组成。构件吸取段置于料液中，或采取其它可源源不断地获取料液的方式得到料液。构件依靠虹吸等作用能使料液分布在其蒸发段表面，表面材料的润湿性(如纤维状物)，使其呈润湿状分布。这些分布在构件表面的料液在此大面积受热蒸发而不会生产沸腾。上述构件也可用于料液非受热时的挥发。

下面结合附图1对自冷蒸馏法进行说明。

附图1是自冷蒸馏法的过程简图。

图中：

细实线—保温换热区，即按馏份划的区之界线

虚线—保温段，即区内酌情划分的保温段界线

1—料液通道入口    2—料液通道

3—料液通道出口    4—名馏份气(液)通道

5—残液通道        6—分离控制装置

7—补充热源        8—冷凝液出口

9—残液出门        10—各馏份蒸气入口注：通道4、5与细实线及虚线的交汇点都可做为通道4、5的出(入)口。

多馏份(也可以是单馏份)料液从料液通道最低温度端(始端)入口(1)进入，并在通道(2)内流动受热逐步提高温度，料液中各汽化温度的馏份将逐个汽化，在每一换热区末端料液通道出口(3)进入分离控制装置(6)，分离出的料液由下区(较高温区)的料液通道入口(1)进入该区料液通道(2)，而分离出的气体加压或不加压从某一个蒸馏气入口(10)进入自己的通道(4)，与料液进行某段或全程换热，直至冷凝、降温并最终从冷凝液出口(8)或某一处出口排出，而进入下一区的料液仍重复上述过程，直至最后一区蒸发分离出的残液被输入通道(5)与料液进行部分或全程换热，至最后由残液出口(9)或某一处出口输出，补充热源(7)是补充系统由于各馏份出口冷凝液及残液温度高于入口料液温度，及因其它需要中间引出各馏份气(液)，及残液温度高所携带走的热量及系统散热损失的热量，理论上它位置不限，但以最后一区蒸发段为好，通过对料液、各馏份气(液)及残液在行进换热途中各区、段的压力、流量及温度控制，和区、段之间采取绝热措施，使上述三部分流体沿区、段有一定温差，避免一些不应有的热扩散，从而使各馏份“升温—相变”与“相变—降温”之求、供热量通过各区、段的充分交换而尽可能的接近，这样，也就达到了不用任何冷却手段和介质，系统就可持续完成蒸馏任务的目的。

本发明有下述优点：