專利名稱：蒸餾裝置和蒸餾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸餾裝置和一種蒸餾方法。
一般而言，現(xiàn)已提供出多種蒸餾裝置，用以通過蒸餾而將容納在材料液中的多種成分分離出來，以便獲得作為制品的預(yù)定成分。
例如，在材料液含有三種成分A、B和C的情況下，其中成分A的沸點(diǎn)低于成分B，而成分B的沸點(diǎn)低于成分C；即成分A是低沸點(diǎn)成分，成分B是中沸點(diǎn)成分，而成分C是高沸點(diǎn)成分，則可以采用下面的蒸餾裝置以通過蒸餾而將材料液中的成分A至C分離出來。
圖1中示意性顯示了一種傳統(tǒng)蒸餾裝置。
在圖1中，參考號碼201表示第一蒸餾塔；參考號碼202表示第二蒸餾塔；參考號碼203和205表示蒸發(fā)器；而參考號碼204和206表示冷凝器。第一蒸餾塔201從頂部至底部包括第一段211、第二段212、第三段213、第四段214和第五段215。第二段212和第四段214中分別布置著未示出的填料元件，以便在第二段212中形成一個濃縮段并在第四段214中形成一個萃取段。第二蒸餾塔202從頂部至底部包括第一段216、第二段217、第三段218、第四段219和第五段220。第二段217和第四段219中分別布置著未示出的填料元件，以便在第二段217中形成一個濃縮段并在第四段219中形成一個萃取段。
作為示例，當(dāng)含有三種成分A、B和C的材料液M被供應(yīng)到第一蒸餾塔201的第三段213中后，富含成分A的蒸氣將從第一蒸餾塔201頂部排出并被發(fā)送到冷凝器204，在此蒸氣被冷凝成富含成分A的液體。富含成分A的液體作為蒸餾液從冷凝器204中排出。一部分蒸餾液作為回流液而回流到第一蒸餾塔201中，而剩余的蒸餾液則排放到一個外部目的地中。
富含成分B和C的液體作為塔底液從第一蒸餾塔201底部排出。一部分塔底液被發(fā)送到蒸發(fā)器203，在此塔底液被加熱蒸發(fā)而形成富含成分B和C的蒸氣。富含成分B和C的蒸氣返回到第一蒸餾塔201中。剩余的塔底液被供應(yīng)到第二蒸餾塔202的第三段218中。
在塔底液被供應(yīng)到第三段218中后，富含成分B的蒸氣將從第二蒸餾塔202頂部排出并被發(fā)送到冷凝器206，在此蒸氣被冷凝成富含成分B的液體。富含成分B的液體作為蒸餾液從冷凝器206中排出。一部分蒸餾液作為回流液而回流到第二蒸餾塔202中，而剩余的蒸餾液則排放到一個外部目的地中。
富含成分C的液體作為塔底液從第二蒸餾塔202底部排出。一部分塔底液被發(fā)送到蒸發(fā)器205，在此塔底液被加熱蒸發(fā)而形成富含成分C的蒸氣。富含成分C的蒸氣返回到第二蒸餾塔202中。剩余的塔底液被排放到一個外部目的地中。
接下來描述一種適用于成分B和C是高熔點(diǎn)材料的情況下的蒸餾裝置。
圖2中示意性顯示了一種傳統(tǒng)蒸餾裝置，該裝置適用于由相應(yīng)高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的一種中沸點(diǎn)成分和一種高沸點(diǎn)成分的情況。
在圖2中，符號M表示一種含有成分A至C的材料液。參考號碼201表示第一蒸餾塔；參考號碼202表示第二蒸餾塔；參考號碼203和205表示蒸發(fā)器；而參考號碼204和206表示冷凝器。
如果冷凝器206使用普通冷卻水作為冷卻介質(zhì)以冷卻從第二蒸餾塔202頂部排出的富含成分B的蒸氣，而成分B的熔點(diǎn)又高于冷卻水溫度(例如成分B的熔點(diǎn)比冷卻水溫度高30℃至35℃)，則在蒸餾裝置開始操作后，在蒸氣溫度上升到足夠高之前富含成分B的蒸氣不會冷凝。在這個時段中，蒸氣將在冷凝器206中固化；因此不能獲得作為蒸餾液的富含成分B的液體。
為了防止富含成分B的蒸氣在冷凝器206中出現(xiàn)上述固化，一個連接著冷凝器206的冷卻系統(tǒng)225中使用了一種被加熱到高于成分B熔點(diǎn)溫度的冷卻介質(zhì)，如熱水、冷卻油或水蒸汽，直至蒸餾裝置開始操作后經(jīng)過了一個預(yù)定時段。蒸餾液從冷凝器206排放到管線L11；一部分蒸餾液經(jīng)管線L12回流到第二蒸餾塔202中；剩余的蒸餾液經(jīng)管線L13排出。為了防止蒸餾液在管線L11、L12和L13中固化，管線L11至13采取雙管結(jié)構(gòu)。
作為塔底液的富含成分C的液體從第二蒸餾塔202底部排放到管線L15；一部分塔底液經(jīng)管線L16發(fā)送到蒸發(fā)器205；剩余的塔底液經(jīng)管線L17排出。為了在成分C的溫度高于外界溫度時防止該成分在管線L15至L17中固化，管線L15至17采取雙管結(jié)構(gòu)。雙管結(jié)構(gòu)包括同軸布置的一根內(nèi)管和一根外管。用作加熱介質(zhì)的水蒸汽將流經(jīng)內(nèi)外管之間的空間，從而防止蒸餾液在流過內(nèi)管時固化。
為了降低塔底液在蒸發(fā)器203和205中加熱所消耗的能量，優(yōu)選將蒸發(fā)器的溫度降低。然而，當(dāng)蒸發(fā)器203和205的溫度降低后，塔底液的蒸發(fā)也相應(yīng)地變得困難了。為了解決這種問題，真空發(fā)生器227和228分別連接著冷凝器204和206，以便在第一和第二蒸餾塔201和202中建立負(fù)壓。其結(jié)果是，塔底液易于蒸發(fā)。此外，第一和第二蒸餾塔201和202中產(chǎn)生的排氣可以被抽出并釋放到大氣中。
然而，如果冷凝器206與真空發(fā)生器228直接連接，會有一部分富含成分B的蒸氣與排氣混合并從冷凝器206發(fā)送到真空發(fā)生器228。蒸氣會在真空發(fā)生器228中固化，以破壞真空發(fā)生器228。為了解決這種問題，一個排氣處理裝置230布置在冷凝器206與真空發(fā)生器228之間，以將富含成分B的蒸氣從排氣中去除。排氣處理裝置230包括冷凝器231和232，以將排氣與蒸氣彼此分開。用于連接冷凝器206與冷凝器231和232的管線L21至L23、用于連接冷凝器231和232與真空發(fā)生器228的管線L24至L26以及用于排空冷凝器231和232的管線L27至L29采取水蒸汽追蹤管的結(jié)構(gòu)。
然而，使用上述輔助裝置將導(dǎo)致蒸餾裝置的占用面積增加和成本提高。
圖3是用于解釋一種傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的視圖。與圖2中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
從第二蒸餾塔202中排出的富含成分B的蒸氣經(jīng)管線L31發(fā)送到冷凝器206，在此蒸氣被冷凝并作為蒸餾液排放到管線L11中。為了防止蒸氣在冷凝器206中固化，被加熱到高于成分B熔點(diǎn)溫度之上的熱水作為冷卻介質(zhì)而供應(yīng)到冷凝器206中。
冷卻系統(tǒng)225包括一個熱水罐235、一個冷卻器236、一個泵237和閥238和239。在蒸餾裝置開始操作之前，閥238打開，以便經(jīng)過一根未示出的管線和管線L32將冷卻水供應(yīng)到熱水罐235中，以使熱水罐235中儲存啟動冷卻系統(tǒng)225所需容量的冷卻水；即儲存到一個儲藏量。對于蒸餾裝置開始操作后的一個預(yù)定時段，閥238保持打開，以將水蒸汽經(jīng)管線L32供應(yīng)到熱水罐235。
熱水罐235中容納的水被水蒸汽加熱到高于成分B熔點(diǎn)的溫度。以這種方式獲得的熱水將經(jīng)管線L36、泵237和管線L35發(fā)送到冷卻器236。冷卻器236利用低溫水將熱水冷卻到一個高于成分B熔點(diǎn)的預(yù)定溫度。以這種方式調(diào)節(jié)溫度后的熱水經(jīng)管線L34供應(yīng)到冷凝器206并導(dǎo)致富含成分B的蒸氣在冷凝器206中冷凝。通過這種方式，可以防止蒸氣固化，而且可以獲得溫度高于成分B熔點(diǎn)的蒸餾液。在冷凝器206中被加熱的熱水經(jīng)管線L33發(fā)送道熱水罐235中。當(dāng)熱水罐235中容納的熱水的溫度等于或高于一個預(yù)定溫度時，閥238將關(guān)閉；而當(dāng)熱水罐235中容納的熱水的溫度低于一個預(yù)定溫度時，閥238將打開。
如前所述，冷卻系統(tǒng)225需要使用熱水罐235和冷卻器236以及其他輔助裝置，從而導(dǎo)致蒸餾裝置的占用面積增加和成本提高。
圖4是用于解釋另一種傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的視圖。與圖3中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
為了防止富含成分B的蒸餾液在冷凝器206中固化，被加熱到高于成分B熔點(diǎn)的溫度的冷卻油作為冷卻介質(zhì)而供應(yīng)到冷凝器206中。
一個冷卻系統(tǒng)241包括一個油罐242、一個冷卻器236、一個泵237和閥238和239。在蒸餾裝置開始操作之前，閥238打開，以便經(jīng)過管線L32將加熱到高于成分B熔點(diǎn)的溫度的冷卻油供應(yīng)到油罐242中，以使油罐242中儲存的冷卻油達(dá)到冷卻系統(tǒng)241的儲藏量。冷卻油從油罐242經(jīng)管線L36、泵237和管線L35發(fā)送到冷卻器236。冷卻器236利用低溫水將冷卻油冷卻到一個高于成分B熔點(diǎn)的預(yù)定溫度。以這種方式調(diào)節(jié)溫度后的冷卻油經(jīng)管線L34供應(yīng)到冷凝器206并導(dǎo)致富含成分B的蒸氣在冷凝器206中冷凝。
通過上述方式，可以防止富含成分B的蒸氣固化，而且可以獲得溫度高于成分B熔點(diǎn)的蒸餾液。在冷凝器206中被加熱的冷卻油經(jīng)管線L33發(fā)送油罐242。當(dāng)油罐242中容納的冷卻油的溫度等于或高于一個預(yù)定溫度時，閥238將關(guān)閉；而當(dāng)油罐242中容納的冷卻油的溫度低于一個預(yù)定溫度時，閥238將打開。
如前所述，冷卻系統(tǒng)225需要使用冷卻器236和油罐242以及其他輔助裝置，從而導(dǎo)致蒸餾裝置的占用面積增加和成本提高。
圖5是用于解釋另一種傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的視圖。
在圖5中，參考號碼252表示第二蒸餾塔，而參考號碼256表示安置在蒸餾塔252中的冷凝器。為了防止富含成分B的蒸餾液在冷凝器256中固化，被加熱到高于成分B熔點(diǎn)的溫度的熱水作為冷卻介質(zhì)而供應(yīng)到冷凝器256中。
一個冷卻系統(tǒng)261包括一個熱水罐262和閥263至266。對于蒸餾裝置開始操作后的一個預(yù)定時段，閥263打開，以便經(jīng)過管線L41將水蒸汽供應(yīng)到熱水罐262中。在熱水罐262中，水蒸汽與熱水是彼此分開的。被加熱到高于成分B熔點(diǎn)的溫度的熱水經(jīng)管線L42供應(yīng)到冷凝器256中并導(dǎo)致富含成分B的蒸氣在冷凝器256中冷凝。通過這種方式，可以防止蒸氣固化，而且可以獲得溫度高于成分B熔點(diǎn)的蒸餾液。在冷凝器256中被加熱的熱水(凈化水)變成高壓熱水，其溫度等于冷凝器256中的處理水蒸汽的溫度。高壓熱水經(jīng)管線L43發(fā)送到熱水罐262。在上述操作過程中，閥264至266保持關(guān)閉。
當(dāng)蒸餾裝置進(jìn)入穩(wěn)態(tài)操作后，供應(yīng)到熱水罐262中的高壓熱水將分離成水蒸汽和熱水。接下來，閥263關(guān)閉而閥264至266打開。其結(jié)果是，凈化水經(jīng)管線L44供應(yīng)到熱水罐262中，而熱水罐262中容納的熱水經(jīng)管線L42供應(yīng)到冷凝器256中。熱水罐262中容納的水蒸汽經(jīng)管線L45和閥265排出。熱水罐262中容納的熱水經(jīng)管線L46和閥262周期性排泄出來。通過熱水的排泄，冷卻系統(tǒng)261的內(nèi)部可以被清潔。
如前所述，冷卻系統(tǒng)261需要使用熱水罐262和閥263至266以及其他輔助裝置，從而導(dǎo)致蒸餾裝置的占用面積增加和成本提高。
圖6是用于解釋一種傳統(tǒng)排氣處理裝置的視圖。與圖2中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
一個排氣處理裝置230中采用了冷凝器變換操作。冷凝器206伴有兩個并聯(lián)布置的冷凝器231和232。當(dāng)兩個冷凝器231和232中的一個，例如冷凝器231操作時，另一個冷凝器232備用。冷卻劑被供應(yīng)到工作冷凝器231，以將與排氣混合的富含成分B的蒸氣冷卻到一個低于成分B熔點(diǎn)的溫度。蒸氣被固化而在冷凝器231中變成富含成分B的固體物質(zhì)。
上述固化將導(dǎo)致冷凝器231的傳熱面積減小。當(dāng)傳熱面積減小到一個預(yù)定極限以下時，冷凝器231被導(dǎo)入備用狀態(tài)，而冷凝器232啟動。壓縮空氣被供應(yīng)到冷凝器231中，以將冷凝管中的剩余冷卻劑吹出。隨后，水蒸汽供應(yīng)到冷凝器231中，以將形成在冷凝器231中的富含成分B的固體物質(zhì)熔化成富含成分B的液體物質(zhì)。液體經(jīng)管線L28排出。水蒸汽冷凝成冷凝液而從冷凝器231中排出。在富含成分B的液體從冷凝器231中排出后，冷卻劑被供應(yīng)到冷凝器231中以預(yù)冷后者。
如前所述，排氣處理裝置230需要使用冷凝器231和232以及其他輔助裝置，從而導(dǎo)致蒸餾裝置的占用面積增加和成本提高。
圖7是用于解釋另一種傳統(tǒng)排氣處理裝置的視圖。
冷凝器206和排氣處理裝置270通過管線L71相連。真空發(fā)生器228和排氣處理裝置270通過管線L74相連。排氣處理裝置270中采用了排氣洗滌操作。排氣處理裝置270包括一個排氣洗滌器271、一個泵273、一個熱交換器274和閥275和276。排氣洗滌器271包括一個沉淀段281和一個填料塔段282。
用于吸收排氣和富含成分B的蒸氣的溶液是通過泵273而循環(huán)的。具體地講，從沉淀段281排放到管線L72的溶液被泵273帶動著經(jīng)管線L73發(fā)送到熱交換器274。從熱交換器274排出的溶液經(jīng)管線L77供應(yīng)到填料塔段282中。以這種方式供應(yīng)的溶液被從填料塔段282頂部噴灑下來并在填料塔段282中下降。排氣經(jīng)管線L71供應(yīng)到沉淀段281并在填料塔段282中上升，以便被溶液吸收。吸收了排氣的溶液被排放到管線L72中，然后再在預(yù)定的時間經(jīng)管線L75發(fā)送到未示出的處理裝置中。管線L76用于將排氣處理裝置270中重新充滿溶液。溶液具有這樣的性能，即能夠充分吸收富含高熔點(diǎn)成分B的蒸氣。
如前所述，排氣處理裝置270需要使用排氣洗滌器271和熱交換器274以及其他輔助裝置，從而導(dǎo)致蒸餾裝置的占用面積增加和成本提高。此外，溶液必須具有這樣的性能，即能夠充分吸收富含高熔點(diǎn)成分B的蒸氣，因此提高了蒸餾成本。
一種作為圖1所示蒸餾裝置的改型的蒸餾裝置被提供出來。該蒸餾裝置是以下面的方式構(gòu)造的。第一蒸餾塔201的頂部連接著第二蒸餾塔202的側(cè)面。在第一蒸餾塔201中，成分C從成分A和B中分離出來。在第二蒸餾塔202中，成分A和成分B彼此分離，以收集作為制品的成分B。
圖8中示意性顯示了一種傳統(tǒng)蒸餾裝置，該裝置在第二蒸餾塔底部收集中沸點(diǎn)成分。與圖1中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
作為示例，當(dāng)含有三種成分A、B和C的材料液M被供應(yīng)到第一蒸餾塔201的第三段213中后，富含成分A和B的蒸氣將從第一蒸餾塔201頂部排出并被發(fā)送到冷凝器204，在此蒸氣被冷凝成富含成分A和B的液體。富含成分A和B的液體作為蒸餾液從冷凝器204中排出。一部分蒸餾液作為回流液而回流到第一蒸餾塔201中，而剩余的蒸餾液則供應(yīng)到第二蒸餾塔202的第三段218中。
富含成分C的液體作為塔底液從第一蒸餾塔201底部排出。一部分塔底液被發(fā)送到蒸發(fā)器203，在此塔底液被加熱蒸發(fā)而形成富含成分C的蒸氣。富含成分C的蒸氣返回到第一蒸餾塔201中。剩余的蒸餾液被排放到一個外部目的地中。
在蒸餾液被供應(yīng)到第三段218中后，富含成分A的蒸氣將從第二蒸餾塔202頂部排出并被發(fā)送到冷凝器206，在此蒸氣被冷凝成富含成分A的液體。富含成分A的液體作為蒸餾液從冷凝器206中排出。一部分蒸餾液作為回流液而回流到第二蒸餾塔202中，而剩余的蒸餾液則排放到一個外部目的地中。
富含成分B的液體作為塔底液從第二蒸餾塔202底部排出。一部分塔底液被發(fā)送到蒸發(fā)器205，在此塔底液被加熱蒸發(fā)而形成富含成分B的蒸氣。富含成分B的蒸氣返回到第二蒸餾塔202中。剩余的塔底液被排放到一個外部目的地中。
如果成分C在第一蒸餾塔201中分離得不充分，則成分C將作為雜質(zhì)而聚集在第二蒸餾塔202底部附近。當(dāng)成分B和C分別在蒸發(fā)器203和205中被加熱時，成分B和C將分解成高沸點(diǎn)改性成分B′和C′。因此，改性成分B′和C′也作為雜質(zhì)而聚集在第二蒸餾塔202底部附近。其結(jié)果是，作為制品收集的成分B中含有雜質(zhì)，如成分C和改性成分B′和C′。
成分C和改性成分B′和C′的分子中含有大量的碳，因此會影響制品的色澤和氣味。
由于制品是在第二蒸餾塔202底部收集的，因此制品暴露在因布置在蒸餾塔底部的蒸發(fā)器205所引起的高溫下。其結(jié)果是，作為制品的成分B將分解成高沸點(diǎn)改性成分B′，因此會損壞制品的質(zhì)量。
為了解決上述問題，提供了一種蒸餾裝置，其以蒸氣形式而非液體形式收集制品。
圖9中示意性顯示了一種以蒸氣形式收集制品的傳統(tǒng)蒸餾裝置。與圖8中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
第二蒸餾塔202從頂部至底部包括第一段216、第二段217、第三段218、第四段219、第五段331、第六段332和第七段333。第二段217和第四段219中分別布置著填料元件，以便在第二段217中形成一個濃縮段并在第四段219中形成一個萃取段。第六段332中布置著一個除霧器。
作為制品的富含成分B的蒸氣從第五段331中收集出來并經(jīng)閥335供應(yīng)到冷凝器336。在冷凝器336中，蒸氣被冷凝成富含成分B的液體。富含成分B的液體作為塔底液從冷凝器336中排出。液體供應(yīng)到接收器337并聚集于此。之后液體從接收器337中排出。
為了在低溫區(qū)實(shí)施蒸餾，以防止制品質(zhì)量受損并降低一部分塔底液在蒸發(fā)器203和205中加熱所消耗的能量，布置了一個與冷凝器204和206一起使用的真空發(fā)生器338和一個與冷凝器336一起使用的真空發(fā)生器339。真空發(fā)生器338和339用于在第一和第二蒸餾塔201和202中建立負(fù)壓。這樣，塔底液易于蒸發(fā)。此外，第一和第二蒸餾塔201和202中產(chǎn)生的排氣可以被抽出并釋放到大氣中。
即使有雜質(zhì)聚集在第二蒸餾塔202底部，但富含成分B的蒸氣不是從第二蒸餾塔202底部收集的，而是作為制品從第五段331中收集的。因此制品中不含雜質(zhì)；這樣，制品的色澤和氣味不會受損。制品是從第五段331中收集的，即制品沒有暴露在因布置在蒸餾塔底部的蒸發(fā)器205所引起的高溫下，從而可以提高制品質(zhì)量。聚集在第二蒸餾塔202底部的雜質(zhì)將經(jīng)管線L240排出。
還提供了一種蒸餾裝置，其以液體形式收集制品并將雜質(zhì)從制品中去除。
圖10中示意性顯示了一種能夠?qū)㈦s質(zhì)從制品中去除的傳統(tǒng)蒸餾裝置。與圖8和9中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
富含成分B的液體作為塔底液從第五段220中收集出來，并且作為制品經(jīng)閥341供應(yīng)到接收器342。加收器342與加熱器344連接著。制品供應(yīng)到接收器342，再被供應(yīng)到加熱器344，在此制品被蒸發(fā)而變成富含成分B的蒸氣。在加熱器344中，富含成分B的蒸氣將與雜質(zhì)如成分C和改性成分B′和C′分離。沒有雜質(zhì)的富含成分B的蒸氣將返回接收器342。
接下來，富含成分B的蒸氣將供應(yīng)到用于制品的冷凝器343。在冷凝器343中，蒸氣被冷凝成富含成分B的液體。富含成分B的液體從冷凝器343中排出。液體供應(yīng)到接收器345中并聚集于此。之后，液體從接收器345中排出并經(jīng)閥346而發(fā)送到一個外部目的地中。在上述操作過程中，雜質(zhì)將聚集在接收器342中。這樣，在操作進(jìn)行了一個預(yù)定時段后，雜質(zhì)將經(jīng)管線L248排出。參考號碼347表示真空發(fā)生器。
上述用于以蒸氣形式收集制品的傳統(tǒng)蒸餾裝置需要使用閥335、冷凝器336和接收器337以及其他輔助裝置。上述用于以液體形式收集制品并將雜質(zhì)從制品中去除的傳統(tǒng)蒸餾裝置需要使用閥341和346、接收器342和345、冷凝器343和加熱器344以及其他輔助裝置。因此蒸餾裝置的尺寸和成本會增加。
此外，蒸餾裝置中要求有復(fù)雜的設(shè)施以控制和維護(hù)蒸餾裝置。尤其是在蒸餾裝置以蒸氣形式收集制品的情況下，從第五段331中排出的蒸氣的流率必須通過閥335而調(diào)節(jié)。然而，由于蒸氣的控制非常復(fù)雜，因此蒸氣控制所涉及到的因素將提高蒸餾裝置的成本。
本發(fā)明的一個目的是解決傳統(tǒng)蒸餾裝置中的問題，并且提供一種蒸餾裝置，其能夠降低占用面積并能以低成本制造和運(yùn)行，同時還提供使用這種蒸餾裝置時的蒸餾方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種蒸餾裝置，其能夠?qū)㈦s質(zhì)從制品中去除，以防止因雜質(zhì)而導(dǎo)致制品色澤和氣味受到負(fù)面影響，同時還提供使用這種蒸餾裝置時的蒸餾方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種蒸餾裝置，其包括一個塔體；一個隔板，其用于將塔體的內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；第一蒸餾段，其具有一個濃縮段，其通過一個進(jìn)料嘴而被供應(yīng)材料液并且形成在進(jìn)料嘴上方，以及一個萃取段，其形成在進(jìn)料嘴下方；第二蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在第一蒸餾段的上端上方，以及一個萃取段，其形成在上端下方并且鄰近于第一蒸餾段的濃縮段安置，同時通過隔板而與該濃縮段相隔；第三蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在第一蒸餾段的下端上方，并且鄰近于第一蒸餾段的萃取段安置，同時通過隔板而與該萃取段相隔，以及一個萃取段，其形成在下端下方；一個冷凝器，其連接著塔體的頂部并且用于將頂部從排出的富含一種低沸點(diǎn)成分的蒸氣冷凝；負(fù)壓產(chǎn)生工具，其連接著冷凝器并用于產(chǎn)生負(fù)壓，以將排氣從塔體中抽出；一個氣體冷卻器，其用于冷卻排氣并且布置在冷凝器與負(fù)壓產(chǎn)生工具之間；第一排放系統(tǒng)，其布置在塔體的側(cè)面并且用于將富含一種由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的中沸點(diǎn)成分的液體排放出來；以及第二排放系統(tǒng)，其布置在塔體的底部并且用于將富含一種由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的高沸點(diǎn)成分的液體排放出來。
第一排放系統(tǒng)具有第一防固化工具，用于防止富含中沸點(diǎn)成分的液體固化。第二排放系統(tǒng)具有第二防固化工具，用于防止富含高沸點(diǎn)成分的液體固化。
在這種情況下，富含低沸點(diǎn)成分的蒸氣是在塔體頂部排放出來的，而且低沸點(diǎn)成分是由低熔點(diǎn)材料構(gòu)成的。因此不需要采用各種輔助裝置如熱水罐、冷卻器、油罐、冷凝器和排氣洗滌器。
因此，蒸餾裝置能夠降低占用面積并能以低成本制造和運(yùn)行。
優(yōu)選使第一和第二防固化工具分別采用雙管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括同軸布置的一根內(nèi)管和一根外管，其中加熱介質(zhì)將流經(jīng)內(nèi)外管之間的空間，以防止流徑內(nèi)管的液體固化。
還優(yōu)選使第一和第二防固化工具分別是水蒸汽追蹤結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括并聯(lián)布置的主管和副管，其中加熱介質(zhì)將流經(jīng)副管，以防止流徑主管的液體固化。
本發(fā)明還提供了另一種蒸餾裝置，其包括一個塔體；一個隔板，其用于將塔體的內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；第一蒸餾段，其具有一個濃縮段，其通過一個進(jìn)料嘴而被供應(yīng)含有一種低沸點(diǎn)成分、一種中沸點(diǎn)成分和一種高沸點(diǎn)成分的材料液并且形成在進(jìn)料嘴上方，以及一個萃取段，其形成在進(jìn)料嘴下方；第二蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在第一蒸餾段的上端上方，以及一個萃取段，其形成在上端下方并且鄰近于第一蒸餾段的濃縮段安置，同時通過隔板而與該濃縮段相隔；第三蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在第一蒸餾段的下端上方，并且鄰近于第一蒸餾段的萃取段安置，同時通過隔板而與該萃取段相隔，以及一個萃取段，其形成在下端下方；一個冷凝器，其連接著塔體的頂部并且用于將從頂部排出的富含低沸點(diǎn)成分的蒸氣冷凝；一個側(cè)分嘴，其布置在塔體的側(cè)面并且用于在側(cè)面將富含中沸點(diǎn)成分的液體作為制品排放出來；一個蒸發(fā)器，其布置在塔體的底部并且用于向從底部排出的富含高沸點(diǎn)成分的液體施加熱量以產(chǎn)生蒸氣；以及一個冷卻器，其連接著側(cè)分嘴并且用于冷卻制品。
在這種情況下，富含中沸點(diǎn)成分的液體將在第二蒸餾段的萃取段中濃縮，并且作為制品從塔體側(cè)面排出。富含高沸點(diǎn)成分的液體將在第一蒸餾段的萃取段和第三蒸餾段的濃縮段中濃縮，以這種方式濃縮的富含高沸點(diǎn)成分的液體將在第三蒸餾段的萃取段中進(jìn)一步濃縮，并在塔體底部排放出來。因中沸點(diǎn)成分分解而形成的改性成分被收集在塔體底部，再在塔體底部排出。
因此，當(dāng)這些成分處于液態(tài)時，中沸點(diǎn)成分不會與高沸點(diǎn)成分和改性成分接觸。所以作為制品收集的中沸點(diǎn)成分中不含高沸點(diǎn)成分和改性成分這些雜質(zhì)。其結(jié)果是，制品的色澤和氣味不受影響。
此外，可以防止雜質(zhì)進(jìn)入制品中，而又不需要使用輔助裝置如閥、制品冷凝器、接收器和加熱器，從而可以減小蒸餾裝置的尺寸以及蒸餾裝置的制造和運(yùn)行成本。另外，可以利用簡化的裝置控制蒸餾裝置的操作和維護(hù)蒸餾裝置。由于制品可以在液態(tài)下收集，因此制品的流率控制可以顯著簡化，從而降低蒸餾裝置的制造和運(yùn)行成本。
由于制品是在塔體側(cè)面收集的，因此制品沒有暴露在因布置在蒸餾塔底部的蒸發(fā)器所引起的高溫下。此外，不需要利用加熱器對制品進(jìn)行附加的加熱。因此可以防止制品中形成改性成分，從而提高制品質(zhì)量。
在塔體側(cè)面收集的制品可以立即被冷卻器冷卻，從而防止成分分解，否則的話制品可能會在自身保持的熱量作用下分解。這樣可以更可靠地防止制品中形成改性成分。
本發(fā)明還提供了另一種蒸餾裝置，其包括一個塔體；一個隔板，其用于將塔體的內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；第一蒸餾段，其具有一個濃縮段，其通過一個進(jìn)料嘴而被供應(yīng)由一種材料液和一種添加成分構(gòu)成的調(diào)配材料液并且形成在進(jìn)料嘴上方，以及一個萃取段，其形成在進(jìn)料嘴下方；第二蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在第一蒸餾段的上端上方，以及一個萃取段，其形成在上端下方并且鄰近于第一蒸餾段的濃縮段安置，同時通過隔板而與該濃縮段相隔；第三蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在第一蒸餾段的下端上方，并且鄰近于第一蒸餾段的萃取段安置，同時通過隔板而與該萃取段相隔，以及一個萃取段，其形成在下端下方；一個冷凝器，其布置在塔體的頂部并且用于將富含添加成分的蒸氣冷凝成富含添加成分的液體，并將富含添加成分的液體作為蒸餾液排放出來；第一排放系統(tǒng)，其布置在塔體的側(cè)面并且用于將富含一種由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的中沸點(diǎn)成分的液體排放出來；以及第二排放系統(tǒng)，其布置在塔體的底部并且用于將富含一種高沸點(diǎn)成分的液體排放出來。
添加成分的沸點(diǎn)低于低沸點(diǎn)成分。
在這種情況下，通過將沸點(diǎn)低于低沸點(diǎn)成分的添加成分添加到材料液中，可以獲得調(diào)配材料液。調(diào)配材料液通過進(jìn)料嘴供應(yīng)到第一蒸餾段中。因此富含添加成分的蒸氣將從塔體頂部排出。不需要在塔體頂部收集作為制品的低沸點(diǎn)成分。富含添加成分的蒸氣被冷凝器冷凝；即不需要利用冷凝器冷凝富含低沸點(diǎn)成分的蒸氣。
因此，不需要采用各種輔助裝置如熱水罐、冷卻器、油罐、冷凝器、排氣洗滌器和熱交換器，從而可以減小蒸餾裝置的尺寸以及蒸餾裝置的制造和運(yùn)行成本。
優(yōu)選使一部分蒸餾液回流到塔體中，而剩余的蒸餾液作為添加成分添加到材料液中。
在這種情況下，添加成分可以通過添加到材料液中而被反復(fù)使用，從而降低蒸餾裝置的運(yùn)行成本。
還優(yōu)選使一部分蒸餾液回流到塔體中，剩余的蒸餾液被排放出來，而添加成分被填加以用于補(bǔ)充，添加量等于排出的蒸餾液量。
還優(yōu)選使所有蒸餾液回流到塔體中，而且為了開始操作蒸餾裝置，預(yù)定量的添加成分被添加到材料液中。
還優(yōu)選使蒸餾裝置還包括負(fù)壓產(chǎn)生工具，其連接著冷凝器并用于產(chǎn)生負(fù)壓，以將排氣從塔體中抽出；以及一個氣體冷卻器，其用于冷卻排氣并且布置在冷凝器與負(fù)壓產(chǎn)生工具之間。
還優(yōu)選使第一排放系統(tǒng)具有防固化工具，用于防止富含低沸點(diǎn)成分的液體固化。
本發(fā)明還提供了一種蒸餾方法，其使用了一種蒸餾裝置，該裝置包括一個塔體；一個隔板，其用于將塔體內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；第一蒸餾段，其具有一個形成在進(jìn)料嘴上方的濃縮段和一個形成在進(jìn)料嘴下方的萃取段；第二蒸餾段，其具有一個連接并形成在第一蒸餾段上端上方的濃縮段和一個形成在上端下方并且鄰近于第一蒸餾段的濃縮段安置同時又通過隔板而與該濃縮段相隔的萃取段；以及第三蒸餾段，其具有一個連接并形成在第一蒸餾段下端上方并且鄰近于第一蒸餾段的萃取段安置同時通過隔板而與該萃取段相隔的濃縮段和一個形成在下端下方的萃取段。
蒸餾方法包括以下步驟將由一種材料液和一種添加成分構(gòu)成的調(diào)配材料液通過進(jìn)料嘴供應(yīng)到第一蒸餾段；在塔體頂部將富含添加成分的蒸氣冷凝成富含添加成分的液體；將富含添加成分的液體作為蒸餾液排放出來；在塔體側(cè)面將將富含一種由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的中沸點(diǎn)成分的液體排放出來；以及在塔體的底部將富含一種高沸點(diǎn)成分的液體排放出來。
添加成分的沸點(diǎn)低于低沸點(diǎn)成分。
本發(fā)明還提供了一種蒸餾裝置，其包括一個塔體；一個隔板，其用于將塔體的內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；第一蒸餾段，其具有一個濃縮段，其通過一個進(jìn)料嘴而被供應(yīng)由一種材料液和一種添加成分構(gòu)成的調(diào)配材料液并且形成在進(jìn)料嘴上方，以及一個萃取段，其形成在進(jìn)料嘴下方；第二蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在第一蒸餾段的上端上方，以及一個萃取段，其形成在上端下方并且鄰近于第一蒸餾段的濃縮段安置，同時通過隔板而與該濃縮段相隔；第三蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在第一蒸餾段的下端上方，并且鄰近于第一蒸餾段的萃取段安置，同時通過隔板而與該萃取段相隔，以及一個萃取段，其形成在下端下方；一個冷凝器，其布置在塔體的頂部并且用于將富含低沸點(diǎn)成分的蒸氣冷凝成富含低沸點(diǎn)成分的液體，并將富含低沸點(diǎn)成分的液體排放出來；第一排放系統(tǒng)，其布置在塔體的側(cè)面并且用于將富含一種高沸點(diǎn)成分的液體排放出來；第二排放系統(tǒng)，其布置在塔體的底部并且用于將富含添加成分的液體作為塔底液排放出來；以及一個蒸發(fā)器，其用于蒸發(fā)塔底液以獲得富含添加成分的蒸氣。
添加成分的沸點(diǎn)高于高沸點(diǎn)成分。
在這種情況下，因高沸點(diǎn)成分分解而形成的改性成分被收集在塔體底部，再從塔體底部排出，因此當(dāng)這些成分處于液態(tài)時，改性成分不會與高沸點(diǎn)成分相互接觸。所以收集的制品中不含改性成分這種雜質(zhì)。其結(jié)果是，制品的色澤和氣味不受影響。
此外，可以防止雜質(zhì)進(jìn)入制品中，而又不需要使用輔助裝置如閥、制品冷凝器、接收器和加熱器，從而可以減小蒸餾裝置的尺寸以及蒸餾裝置的制造和運(yùn)行成本。另外，可以利用簡化的裝置控制蒸餾裝置的操作和維護(hù)蒸餾裝置。由于制品可以在液態(tài)下收集，因此制品的流率控制可以顯著簡化，從而降低蒸餾裝置的制造和運(yùn)行成本。
由于制品是在塔體側(cè)面收集的，因此制品沒有暴露在因布置在蒸餾塔底部附近的蒸發(fā)器所引起的高溫下。此外，不需要利用加熱器對制品進(jìn)行附加的加熱。因此可以防止制品中形成將會變成雜質(zhì)的改性成分，從而提高制品質(zhì)量。
優(yōu)選將一部分塔底液供應(yīng)到蒸發(fā)器中，而剩余的塔底液作為添加成分添加到材料液中。
在這種情況下，添加成分可以通過添加到材料液中而被反復(fù)使用，從而降低蒸餾裝置的運(yùn)行成本。
還優(yōu)選將大部分塔底液供應(yīng)到蒸發(fā)器中，剩余的塔底液被排放出來，而添加成分被填加以用于補(bǔ)充，添加量等于排出的塔底液量。
還優(yōu)選將所有塔底液供應(yīng)到蒸發(fā)器中，而且為了開始操作蒸餾裝置，預(yù)定量的添加成分被添加到材料液中。
還優(yōu)選使第一排放系統(tǒng)具有冷卻工具，用于冷卻富含高沸點(diǎn)成分的液體。
在這種情況下，在塔體側(cè)面收集的制品可以立即被冷卻工具冷卻，從而防止高沸點(diǎn)成分分解，否則的話制品可能會在自身保持的熱量作用下分解。因此可以防止制品中形成改性成分。
本發(fā)明還提供了另一種蒸餾方法，其使用了一種蒸餾裝置，該裝置包括一個塔體；一個隔板，其用于將塔體內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；第一蒸餾段，其具有一個形成在進(jìn)料嘴上方的濃縮段和一個形成在進(jìn)料嘴下方的萃取段；第二蒸餾段，其具有一個連接并形成在第一蒸餾段上端上方的濃縮段和一個形成在上端下方并且鄰近于第一蒸餾段的濃縮段安置同時又通過隔板而與該濃縮段相隔的萃取段；以及第三蒸餾段，其具有一個連接并形成在第一蒸餾段下端上方并且鄰近于第一蒸餾段的萃取段安置同時通過隔板而與該萃取段相隔的濃縮段和一個形成在下端下方的萃取段。
蒸餾方法包括以下步驟將由一種材料液和一種添加成分構(gòu)成的調(diào)配材料液通過進(jìn)料嘴供應(yīng)到第一蒸餾段；在塔體頂部將富含一種低沸點(diǎn)成分的蒸氣冷凝成富含低沸點(diǎn)成分的液體；在塔體頂部將富含低沸點(diǎn)成分的液體排放出來；在塔體側(cè)面將將富含一種高沸點(diǎn)成分的液體排放出來；在塔體的底部將富含添加成分的液體作為塔底液排放出來；以及蒸發(fā)塔底液，以獲得富含添加成分的蒸氣。
添加成分的沸點(diǎn)高于高沸點(diǎn)成分。
參照附圖可以使本發(fā)明的蒸餾裝置和方法構(gòu)造和特點(diǎn)更容易評價并被更好地理解，附圖包括圖1是一種傳統(tǒng)蒸餾裝置的示意圖；圖2是一種傳統(tǒng)蒸餾裝置的示意圖，該裝置適用于由相應(yīng)高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的一種中沸點(diǎn)成分和一種高沸點(diǎn)成分的情況；
圖3是用于解釋一種傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的視圖；圖4是用于解釋另一種傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的視圖；圖5是用于解釋另一種傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的視圖；圖6是用于解釋一種傳統(tǒng)排氣處理裝置的視圖；圖7是用于解釋另一種傳統(tǒng)排氣處理裝置的視圖；圖8是一種傳統(tǒng)蒸餾裝置的示意圖，該裝置在第二蒸餾塔底部收集中沸點(diǎn)成分；圖9是一種以蒸氣形式收集制品的傳統(tǒng)蒸餾裝置的示意圖；圖10是一種能夠?qū)㈦s質(zhì)從制品中去除的傳統(tǒng)蒸餾裝置的示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第一個實(shí)施例的蒸餾裝置的示意圖；圖12是第一個實(shí)施例的蒸餾裝置中所用耦合式蒸餾塔的示意圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第二個實(shí)施例的蒸餾裝置的示意圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明第三個實(shí)施例的蒸餾裝置的示意圖；圖15是第三個實(shí)施例的蒸餾裝置中所用耦合式蒸餾塔的示意圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明第四個實(shí)施例的蒸餾裝置的示意圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明第五個實(shí)施例的蒸餾裝置的示意圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明第六個實(shí)施例的蒸餾裝置的示意圖；圖19是第六個實(shí)施例的蒸餾裝置中所用耦合式蒸餾塔的示意圖20是根據(jù)本發(fā)明第七個實(shí)施例的蒸餾裝置的示意圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明第八個實(shí)施例的蒸餾裝置的示意圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明第九個實(shí)施例的蒸餾裝置的主體部分的示意圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明第十個實(shí)施例的蒸餾裝置的主體部分的示意圖。
下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖11中示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第一個實(shí)施例的蒸餾裝置。圖12中示意性顯示了第一個實(shí)施例的蒸餾裝置中所用耦合式蒸餾塔。
在上述圖中，參考號碼10表示一個耦合式蒸餾塔。耦合式蒸餾塔10包括第一段11、第二段12、第三段13、第四段14、第五段15、第六段16、第七段17、第八段18和第九段19。
在耦合式蒸餾塔10的塔體中，隔板22將第四段14分割成第一室14A和第二室14B；隔板23將第五段15分割成第一室15A和第二室15B；隔板24將第六段16分割成第一室16A和第二室16B。第一室14A-16A分別毗鄰第二室14B-16B。第一室14A-16A構(gòu)成了第一蒸餾段25；第一段11、第二段12、第三段13和第二室14B構(gòu)成了第二蒸餾段26；第二室15B和16B、第七段17、第八段18和第九段19構(gòu)成了第三蒸餾段27。
值得注意的是，通過采用以絕熱材料構(gòu)造隔板22-24的方案或采用將隔板22-24內(nèi)部制成真空的方案，隔板22-24可以被制成絕熱式的。在這種情況下，由于第一室14A與第二室14B之間、第一室15A與第二室15B之間以及第一室16A與第二室16B之間的傳熱性能可以降低，因此蒸餾效率可以提高。
第五段15大致布置在耦合式蒸餾塔10的豎直中央。一個進(jìn)料嘴41在與第一室15A相對應(yīng)的位置上形成在耦合式蒸餾塔10一側(cè)。與此類似，一個側(cè)分嘴42在與第二室15B相對應(yīng)的位置上形成在耦合式蒸餾塔10另一側(cè)。第一段11布置在耦合式蒸餾塔10的頂部。與冷凝器81相連的蒸氣出口43和回流液入口44形成在第一段11上。第九段19布置在耦合式蒸餾塔10的底部。與蒸發(fā)器82相連的塔底液出口45和蒸氣入口46形成在第九段19上。
在以這種方式構(gòu)造的耦合式蒸餾塔10中，含有三種成分A、B和C的材料液M經(jīng)管線L51供應(yīng)到進(jìn)料嘴41中。成分A的沸點(diǎn)低于成分B，而成分B的沸點(diǎn)又低于成分C。成分A用作低沸點(diǎn)成分，成分B用作中沸點(diǎn)成分，而成分C用作高沸點(diǎn)成分。成分B和C由相應(yīng)高熔點(diǎn)材料構(gòu)成。
在第一蒸餾段25中，布置在進(jìn)料嘴41上方的第一室14A形成了一個濃縮段AR1，而布置在進(jìn)料嘴41下方的第一室16A形成了一個萃取段AR2。在第二蒸餾段26中，連接并布置在第一蒸餾段25上端上方的第二段12形成了一個濃縮段AR3，而布置在第一蒸餾段25上端下方并且毗鄰濃縮段AR1的第二室14B形成了一個萃取段AR4。在第三蒸餾段27中，連接并布置在第一蒸餾段25下端上方并且毗鄰萃取段AR2的第二室16B形成了一個濃縮段AR5，而布置在第一蒸餾段25下端下方的第八段18形成了一個萃取段AR6。
如前所述，第一蒸餾段25的上端連接著第二蒸餾段26的大致豎直中央，而第一蒸餾段25的下端連接著第三蒸餾段27的大致豎直中央。
在萃取段AR2中，經(jīng)過進(jìn)料嘴41供應(yīng)進(jìn)來的材料液M要經(jīng)受蒸氣-液體分離，以便在該萃取段上部產(chǎn)生富含成分A和B的蒸氣，而由富含成分B和C的蒸氣和液體組成的流體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。流體從第一蒸餾段25的下端供應(yīng)到第三蒸餾段27中。
液體在第三蒸餾段27中被加熱而變成富含成分B和C的蒸氣。富含成分B和C的蒸氣在萃取段AR2中上升時將與材料液M接觸。其結(jié)果是，可以防止材料液M中所含的成分A下降，并因此而將該成分收集。因此可以防止成分A進(jìn)入第三蒸餾段27中。
富含成分A和B的蒸氣將在濃縮段AR1中上升，再從第一蒸餾段25的上端供應(yīng)到第二蒸餾段26中。富含成分A和B的蒸氣在第二蒸餾段26中被冷卻而冷凝成富含成分A和B的液體。
一部分富含成分A和B的液體將回流而進(jìn)入濃縮段AR1中并與在濃縮段AR1中上升的富含成分A和B的蒸氣接觸。
通過這種方式，富含成分A和B的蒸氣從第一蒸餾段25的上端供應(yīng)到第二蒸餾段26中。
在萃取段AR6中，富含成分B和C的液體將下降，此時富含成分B的蒸氣將在該萃取段的上部產(chǎn)生，而富含成分C的液體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。富含成分C的液體將作為塔底液從塔底液出口45排放到管線L52中。
一部分塔底液將經(jīng)過管線L53發(fā)送到蒸發(fā)器82。在蒸發(fā)器82中，液體被加熱而變成富含成分C的蒸氣。富含成分C的蒸氣經(jīng)管線L54供應(yīng)到蒸氣入口46中，從而被供應(yīng)到第九段19中。富含成分C的蒸氣在第九段19和萃取段AR6中上升時將接觸到富含成分B和C的液體；其結(jié)果是，富含成分B的蒸氣將從富含成分B和C的液體中產(chǎn)生。剩余的塔底液將經(jīng)過管線L55供應(yīng)到一個未示出的塔底液容納段中。
之后，一部分富含成分B的蒸氣將在濃縮段AR5中上升，此時這部分富含成分B的蒸氣將在第三蒸餾段27的上端接觸來自第二蒸餾段26的富含成分B的液體，從而變成富含成分B的液體。在第三蒸餾段27的上端獲得的富含成分B的液體將作為側(cè)分液而從側(cè)分嘴42排放到管線L56中。排出的側(cè)分液被供應(yīng)到一個未示出的側(cè)分液容納段中。管線L56用作第一排放系統(tǒng)。
在第二蒸餾段26的萃取段AR4中，富含成分A和B的液體將下降，此時富含成分A的蒸氣將在該萃取段的上部產(chǎn)生，而富含成分B的液體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。在第二蒸餾段26的下端獲得的富含成分B的液體將作為側(cè)分液而從側(cè)分嘴42排放到管線L56中。
富含成分A的蒸氣在濃縮段AR3中上升，再從蒸氣出口43排放到管線L57中。排放出的富含成分A的蒸氣將被發(fā)送到冷凝器81，在此蒸氣被冷凝成富含成分A的液體，該液體作為蒸餾液排放到管線L58中。為了提高成分A的蒸餾效率，一部分蒸餾液經(jīng)管線L59發(fā)送到回流液入口44中并經(jīng)回流管入口44回流到第一段11中?；亓鞯恼麴s液將與在濃縮段AR3中上升的富含成分A和B的蒸氣接觸。剩余的蒸餾液將通過管線L60供應(yīng)到一個未示出的蒸餾液容納段中。
如前所述，富含成分A和B的蒸氣被第二蒸餾段26分離成富含成分A的蒸氣和富含成分B的液體。富含成分A的蒸氣從塔體頂部排出并被冷凝器81冷凝成富含成分A的液體。富含成分B的液體作為側(cè)分液從側(cè)分嘴42排出。富含成分B和C的液體被第三蒸餾段27分離成富含成分B的液體和富含成分C的液體。富含成分B的液體作為側(cè)分液從側(cè)分嘴42排出。富含成分C的液體作為塔底液從塔體底部排出。
由于成分B和C的熔點(diǎn)高于外界溫度，因此管線L52、L53、L55和L56采取雙管結(jié)構(gòu)，以防止側(cè)分液在管線L56中固化和塔底液在管線L52、L53和L55中固化。管線L52、L53和L55構(gòu)成了第二排放系統(tǒng)。管線L56中所用的雙管結(jié)構(gòu)用作第一防固化工具，而管線L52、L53和L55中所用的雙管結(jié)構(gòu)用作第二防固化工具。雙管結(jié)構(gòu)包括同軸布置的一根內(nèi)管和一根外管。用作加熱介質(zhì)的水蒸汽將流經(jīng)內(nèi)外管之間的空間，從而防止塔底液或側(cè)分液在流過內(nèi)管時固化。本實(shí)施例采用雙管結(jié)構(gòu)作為第一和第二防固化工具。然而，也可以采用水蒸汽追蹤結(jié)構(gòu)以取代雙管結(jié)構(gòu)。水蒸汽追蹤結(jié)構(gòu)由并聯(lián)布置的主管和副管構(gòu)成。用作加熱介質(zhì)的水蒸汽將流經(jīng)副管，以防止塔底液或側(cè)分液在流過主管時固化。
濃縮段AR1、AR3和AR5以及萃取段AR2、AR4和AR6中的每個分別由包含單節(jié)點(diǎn)的填料構(gòu)成。然而，根據(jù)需要通過蒸餾而獲得的各種成分的相對揮發(fā)性，濃縮段AR1、AR3和AR5以及萃取段AR2、AR4和AR6中的每個可以分別由包含多節(jié)點(diǎn)的填料構(gòu)成，節(jié)點(diǎn)數(shù)量對應(yīng)于所用填料的特性，以便獲得蒸餾所需的理論級數(shù)。此外，可以在各節(jié)點(diǎn)間布置分配器。另外，進(jìn)料嘴41和側(cè)分嘴42不是必須安置在相同高度上。
如前所述，通過使用耦合式蒸餾塔10，材料液M可以分離為成分A-C，而不需要使用多個蒸餾塔。
由于不需要在多個蒸餾塔中進(jìn)行反復(fù)加熱和冷卻，因此諸如冷凝器、蒸發(fā)器和泵等器具的數(shù)量可以減少。因此，蒸餾裝置占用的面積可以減小，而且設(shè)施消費(fèi)量和能耗也可以減少，從而可以降低蒸餾裝置的成本。
優(yōu)選使耦合式蒸餾塔10的總體理論級數(shù)為大約30-100，而分配給第四段14和第六段16的理論級數(shù)分別為大約5-30。
同時，第三段13包括一個收集器54和一個槽式分配器61。收集器54收集的液體被分配器61以預(yù)定的不同份額分配到第四段14的第一室14A和第二室14B中。
第五段15的第一室15A包括一個布置在進(jìn)料嘴41緊鄰上方的收集器62和一個布置在進(jìn)料嘴41緊鄰下方的管狀分配器63。收集器62收集的液體與經(jīng)過進(jìn)料嘴41供應(yīng)的材料液M一起通過分配器63供應(yīng)到第六段16的第一室16A中。
同時，第五段15的第二室15B包括一個布置在側(cè)分嘴42緊鄰上方的禮帽式收集器65和一個布置在側(cè)分嘴42緊鄰下方的管狀分配器66。收集器65收集的液體作為側(cè)分液從側(cè)分嘴42中排出或通過分配器66而供應(yīng)到第六段16的第二室16B中。
此外，第七段17包括一個收集器67和一個管狀分配器68。從第六段16中下降的液體將被收集器67收集，再通過分配器68而供應(yīng)到第八段18中。
在本實(shí)施例中，當(dāng)從塔體頂部排出的富含成分A的液體被冷凝器81冷凝時，普通冷卻水被用作冷卻介質(zhì)以冷卻蒸氣。由于成分A的熔點(diǎn)低于冷卻水溫度(例如成分A的熔點(diǎn)比冷卻水溫度低30℃至35℃)，因此富含成分A的蒸氣可以被充分冷凝，而又不會使蒸氣在冷凝器81中固化。
因此，不需要將熱水、冷卻油或水蒸汽用作冷卻介質(zhì)。其結(jié)果是，不需要將冷卻系統(tǒng)連接到冷凝器81。
為了降低塔底液在蒸發(fā)器82中加熱所消耗的能量，優(yōu)選將蒸發(fā)器的溫度降低。然而，當(dāng)蒸發(fā)器82的溫度降低后，塔底液的蒸發(fā)也相應(yīng)地變得困難了。為了解決這種問題，用作負(fù)壓產(chǎn)生裝置的真空發(fā)生器91連接著冷凝器81，以便在耦合式蒸餾塔10中建立負(fù)壓。其結(jié)果是，塔底液易于蒸發(fā)。此外，耦合式蒸餾塔10中產(chǎn)生的排氣可以被抽出并釋放到大氣中。
在這種情況下，一個氣體冷卻器92布置在冷凝器81與真空發(fā)生器91之間，以便冷卻被真空發(fā)生器91抽出的排氣。管線L61連接著冷凝器81和氣體冷卻器92，而管線L62連接著氣體冷卻器92和真空發(fā)生器91。當(dāng)與富含成分A的蒸氣混合的排氣從冷凝器81發(fā)送到氣體冷卻器92并在氣體冷卻器92中被冷卻時，蒸氣將變成富含成分A的液體而與排氣分離。因此，不需要在冷凝器81與真空發(fā)生器91之間布置排氣處理裝置。值得注意的是，氣體冷卻器92可以將普通冷卻水用作冷卻介質(zhì)。本實(shí)施例中的蒸餾裝置包括塔體、隔板22-24、第一至第三蒸餾段25-27、冷凝器81、蒸發(fā)器82、真空發(fā)生器91、氣體冷卻器92以及管線L52、L53、L55和L56。
如前所述，富含成分A的蒸氣從塔體頂部排出，而成分A由低熔點(diǎn)材料構(gòu)成。因此不需要采用各種輔助裝置如熱水罐、冷卻器、油罐、冷凝器和排氣洗滌器。這樣，蒸餾裝置能夠降低占用面積并能以低成本制造和運(yùn)行。
根據(jù)本實(shí)施例，氣體冷卻器92布置在冷凝器81與真空發(fā)生器91之間。然而，也可以布置一個排氣洗滌器式的排氣處理裝置替代氣體冷卻器92。在這種情況下，由于所用溶液不需要具有充分吸收富含成分A的蒸氣的性能，因此蒸發(fā)裝置的運(yùn)行成本可以降低。
根據(jù)本實(shí)施例，富含成分A的蒸氣從蒸氣出口43排放到管線L57中以便發(fā)送到冷凝器81。然而，也可以在塔體的第一段中布置一個冷凝器，以將塔體頂部與冷凝器相連。
同時，如果收集為制品的成分B中含有成分C和改性成分B′和C′這些雜質(zhì)，由于成分C和改性成分B′和C′的分子中含有大量的碳，因此制品的色澤和氣味會受影響。接下來將描述本發(fā)明的第二個實(shí)施例，其能夠防止雜質(zhì)進(jìn)入制品中。與第一個實(shí)施例中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
圖13中示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第二個實(shí)施例的蒸餾裝置。
在這種情況下，一部分富含成分B的蒸氣將在濃縮段AR5中上升并在第三蒸餾段27的上端接觸從第二蒸餾段26中降下的富含成分B的液體，從而變成富含成分B的液體。在第二蒸餾段26的萃取段AR4中，富含成分A和B的液體將下降，此時富含成分A的蒸氣將在該萃取段的上部產(chǎn)生，而富含成分B的液體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。富含成分B的液體將在第二室15B中被濃縮。濃縮的液體作為側(cè)分液或制品從塔體側(cè)面經(jīng)側(cè)分嘴42排放到管線L56中。排出的側(cè)分液被供應(yīng)到冷卻器192中，在此液體被冷卻。冷卻后的側(cè)分液被排放到管線L63并經(jīng)管線L63供應(yīng)到一個未示出的側(cè)分液容納段中。
在這種情況下，富含成分B的液體將在第二室15B中被濃縮，而濃縮液體作為制品從塔體側(cè)面經(jīng)側(cè)分嘴42排出。同時，富含成分C的液體在第一室16A和第二室16B中被濃縮，并在第八段18中被進(jìn)一步濃縮。隨后，濃縮液體將從塔體底部經(jīng)塔底液出口45排出。因成分B和C分解而形成的改性成分B′和C′會被收集在塔體底部附近并從塔體底部經(jīng)經(jīng)塔底液出口45排出。
這樣，當(dāng)這些成分處于液態(tài)時，成分B不會接觸成分C和改性成分B′和C′。因此，被收集的制品中不含成分C和改性成分B′和C′這些雜質(zhì)。其結(jié)果是，制品的色澤和氣味不受影響。
此外，可以防止雜質(zhì)進(jìn)入制品，而又不需要使用輔助裝置如閥、制品冷凝器、接收器和加熱器，從而可以減小蒸餾裝置的尺寸以及蒸餾裝置的制造和運(yùn)行成本。另外，可以利用簡化的裝置控制蒸餾裝置的操作和維護(hù)蒸餾裝置。由于制品可以在液態(tài)下收集，因此制品的流率控制可以顯著簡化，從而降低蒸餾裝置的制造和運(yùn)行成本。
由于制品是在塔體側(cè)面收集的，因此制品沒有暴露在因布置在蒸餾塔底部的蒸發(fā)器82所引起的高溫下。此外，不需要利用加熱器對制品進(jìn)行附加的加熱。因此可以防止制品中形成改性成分B′，從而提高制品質(zhì)量。
在塔體側(cè)面收集的制品可以立即被冷卻器192冷卻，從而防止成分B分解，否則的話制品可能會在自身保持的熱量作用下分解。因此，可以更可靠地防止制品中形成改性成分B′。
優(yōu)選使耦合式蒸餾塔10的總體理論級數(shù)為大約30-100，而分配給第四段14和第六段16的理論級數(shù)分別為大約5-30。
在本實(shí)施例中，濃縮段AR1、AR3和AR5以及萃取段AR2、AR4和AR6中的每個分別由包含單節(jié)點(diǎn)的填料構(gòu)成。然而，根據(jù)需要通過蒸餾而獲得的各種成分的相對揮發(fā)性，濃縮段AR1、AR3和AR5以及萃取段AR2、AR4和AR6中的每個可以分別由包含多節(jié)點(diǎn)的填料構(gòu)成，節(jié)點(diǎn)數(shù)量對應(yīng)于所用填料的特性，以便獲得蒸餾所需的理論級數(shù)。此外，可以在各節(jié)點(diǎn)間布置分配器。另外，進(jìn)料嘴41和側(cè)分嘴42不是必須安置在相同高度上。
接下來將描述本發(fā)明的第三個實(shí)施例，其用于通過蒸餾而將成分A和B從含有這兩種成分A和B的材料液M中分離出來。與第一個實(shí)施例中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
圖14中示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第三個實(shí)施例的蒸餾裝置。圖15中示意性顯示了第三個實(shí)施例的蒸餾裝置中所用耦合式蒸餾塔。
在這種情況下，成分A和B通過蒸餾而從含有這兩種成分A和B的材料液M中分離出來。用作添加成分并通過管線L70供應(yīng)的成分X添加到經(jīng)管線L51供應(yīng)的材料液M中，從而形成含有成分A、B和X的調(diào)配材料液MX。調(diào)配材料液MX經(jīng)管線L50供應(yīng)到進(jìn)料嘴41中。成分X的沸點(diǎn)低于成分A，而成分A的沸點(diǎn)又低于成分B。成分X用作添加成分，成分A用作低沸點(diǎn)成分，而成分B用作高沸點(diǎn)成分。成分A和B由相應(yīng)高熔點(diǎn)材料構(gòu)成。成分X由這樣的材料構(gòu)成，該材料容易與成分A分離而且在蒸餾過程中不易改性。
下面描述這種蒸餾裝置的操作。
在萃取段AR2中，經(jīng)進(jìn)料嘴41供應(yīng)的調(diào)配材料液MX要經(jīng)受蒸氣一液體分離，以便在該萃取段上部產(chǎn)生富含成分X和A的蒸氣，而由富含成分A和B的蒸氣和液體組成的流體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。流體從第一蒸餾段25的下端供應(yīng)到第三蒸餾段27中。
液體在第三蒸餾段27中被加熱而變成富含成分A和B的蒸氣。富含成分A和B的蒸氣在萃取段AR2中上升時將與調(diào)配材料液MX接觸。其結(jié)果是，可以防止調(diào)配材料液MX中所含的成分X下降，并因此而將該成分收集。因此可以防止成分X混合到供應(yīng)給第三蒸餾段27的流體中。
富含成分X和A的蒸氣將在濃縮段AR1中上升，再從第一蒸餾段25的上端供應(yīng)到第二蒸餾段26中。富含成分X和A的蒸氣在第二蒸餾段26中被冷卻而冷凝成富含成分X和A的液體。一部分富含成分X和A的液體將回流而進(jìn)入濃縮段AR1中并與在濃縮段AR1中上升的富含成分X和A的蒸氣接觸。
通過這種方式，富含成分X和A的蒸氣從第一蒸餾段25的上端供應(yīng)到第二蒸餾段26中。
在萃取段AR6中，富含成分A和B的液體將下降，此時富含成分A的蒸氣將在該萃取段的上部產(chǎn)生，而富含成分B的液體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。富含成分B的液體將作為塔底液從塔底液出口45排放到管線L52中。
一部分塔底液將經(jīng)過管線L53發(fā)送到蒸發(fā)器82。在蒸發(fā)器82中，液體被加熱而變成富含成分B的蒸氣。富含成分B的蒸氣經(jīng)管線L54供應(yīng)到蒸氣入口46中，從而被供應(yīng)到第九段19中。富含成分B的蒸氣在第九段19和萃取段AR6中上升時將接觸到富含成分A和B的液體；其結(jié)果是，富含成分A的蒸氣將從富含成分A和B的液體中產(chǎn)生。剩余的塔底液將經(jīng)過管線L55供應(yīng)到一個未示出的塔底液容納段中。
之后，一部分富含成分A的蒸氣將在濃縮段AR5中上升，此時這部分富含成分A的蒸氣將在第三蒸餾段27的上端接觸來自第二蒸餾段26的富含成分A的液體，從而變成富含成分A的液體。在第三蒸餾段27的上端獲得的富含成分A的液體將作為側(cè)分液而從側(cè)分嘴42排放到管線L56中。排出的側(cè)分液被供應(yīng)到一個未示出的側(cè)分液容納段中。其結(jié)果是，可以從耦合式蒸餾塔10的側(cè)面接收作為制品的成分A。管線L56用作第一排放系統(tǒng)。
在第二蒸餾段26的萃取段AR4中，富含成分X和A的液體將下降，此時富含成分X的蒸氣將在該萃取段的上部產(chǎn)生，而富含成分A的液體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。
富含成分X的蒸氣在濃縮段AR3中上升，再從蒸氣出口43排放到管線L57中。排放出的富含成分X的蒸氣將被發(fā)送到冷凝器81，在此蒸氣被冷凝成富含成分X的液體，該液體作為蒸餾液排放到管線L58中。為了提高成分X的蒸餾效率，一部分蒸餾液經(jīng)管線L59發(fā)送到回流液入口44中并經(jīng)回流管入口44回流到第一段11中。回流的蒸餾液將與在濃縮段AR3中上升的富含成分X和A的蒸氣接觸。剩余的蒸餾液將通過管線L70添加到材料液M中。
如前所述，富含成分X和A的蒸氣被第二蒸餾段26分離成富含成分X的蒸氣和富含成分A的液體。在塔體頂部，富含成分X的蒸氣從蒸氣出口43中排出并被冷凝器81冷凝成富含成分X的液體。富含成分X的蒸氣作為蒸餾液從冷凝器81排出。在塔體側(cè)面，富含成分A的液體作為側(cè)分液從側(cè)分嘴42排出。富含成分A和B的液體被第三蒸餾段27分離成富含成分A的液體和富含成分B的液體。富含成分A的液體作為側(cè)分液從側(cè)分嘴42排出。在塔體底部，富含成分B的液體作為塔底液通過塔底液出口45排出。
如前所述，調(diào)配材料液MX可以分離為成分X、A和B，而不需要使用多個蒸餾塔。由于不需要在多個蒸餾塔中進(jìn)行反復(fù)加熱和冷卻，因此諸如冷凝器、蒸發(fā)器和泵等器具的數(shù)量可以減少。這樣，蒸餾裝置占用的面積可以減小，而且設(shè)施消費(fèi)量和能耗也可以減少，從而可以降低蒸餾裝置的成本。
由于成分A和B的熔點(diǎn)高于外界溫度，因此管線L52、L53、L55和L56采取雙管結(jié)構(gòu)，以防止側(cè)分液在管線L56中固化和塔底液在管線L52、L53和L55中固化。管線L52、L53和L55構(gòu)成了第二排放系統(tǒng)。管線L56中所用的雙管結(jié)構(gòu)用作第一防固化工具，而管線L52、L53和L55中所用的雙管結(jié)構(gòu)用作第二防固化工具。雙管結(jié)構(gòu)包括同軸布置的一根內(nèi)管和一根外管。用作加熱介質(zhì)的水蒸汽將流經(jīng)內(nèi)外管之間的空間，從而防止塔底液或側(cè)分液在流過內(nèi)管時固化。本實(shí)施例采用雙管結(jié)構(gòu)作為第一和第二防固化工具。然而，也可以采用水蒸汽追蹤結(jié)構(gòu)以取代雙管結(jié)構(gòu)。水蒸汽追蹤結(jié)構(gòu)由并聯(lián)布置的主管和副管構(gòu)成。用作加熱介質(zhì)的水蒸汽將流經(jīng)副管，以防止塔底液或側(cè)分液在流過主管時固化。
通過向材料液M中添加成分X，富含成分X的蒸氣將從塔體頂部排出。因此，不需要在塔體頂部收集作為制品的成分A。由于富含成分X的蒸氣被冷凝器81冷凝，因此不需要利用冷凝器冷凝富含成分A的蒸氣。
當(dāng)從塔體頂部排出的富含成分X的液體被冷凝器81冷凝時，普通冷卻水被用作冷卻介質(zhì)以冷卻蒸氣。由于成分X的熔點(diǎn)低于冷卻水溫度(例如成分X的熔點(diǎn)比冷卻水溫度低30℃至35℃)，因此富含成分X的蒸氣可以被充分冷凝，而又不會使蒸氣在冷凝器81中固化。
因此，不需要將熱水、冷卻油或水蒸汽用作冷卻介質(zhì)。其結(jié)果是，不需要將冷卻系統(tǒng)連接到冷凝器81。
為了降低塔底液在蒸發(fā)器82中加熱所消耗的能量，優(yōu)選將蒸發(fā)器的溫度降低。然而，當(dāng)蒸發(fā)器82的溫度降低后，塔底液的蒸發(fā)也相應(yīng)地變得困難了。為了解決這種問題，一個用作負(fù)壓產(chǎn)生裝置的未示出真空發(fā)生器連接著冷凝器81，以便在耦合式蒸餾塔10中建立負(fù)壓。其結(jié)果是，塔底液易于蒸發(fā)。此外，耦合式蒸餾塔10中產(chǎn)生的排氣可以被抽出并釋放到大氣中。
在這種情況下，一個未示出的氣體冷卻器布置在冷凝器81與未示出的真空發(fā)生器之間，以便冷卻被真空發(fā)生器抽出的排氣。這樣，當(dāng)與富含成分X的蒸氣混合的排氣從冷凝器81發(fā)送到氣體冷卻器并在氣體冷卻器中被冷卻時，蒸氣將變成富含成分X的液體而與排氣分離。因此，不需要在冷凝器81與真空發(fā)生器之間布置排氣處理裝置。值得注意的是，氣體冷卻器可以將普通冷卻水用作冷卻介質(zhì)。
如前所述，富含成分X的蒸氣從塔體頂部排出，而成分X由低熔點(diǎn)材料構(gòu)成。因此不需要采用各種輔助裝置如熱水罐、冷卻器、油罐、冷凝器、排氣洗滌器和熱交換器。這樣，蒸餾裝置能夠降低占用面積并能以低成本制造和運(yùn)行。
此外，一部分蒸餾液經(jīng)回流液入口44回流到第一段11中，而剩余的蒸餾液通過管線L70添加到材料液M中。因此成分X可以通過添加到材料液M中而被反復(fù)使用，從而降低蒸餾裝置的運(yùn)行成本。
接下來將描述本發(fā)明的第四個實(shí)施例。與第三個實(shí)施例中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
圖16中示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第四個實(shí)施例的蒸餾裝置。
在這種情況下，富含成分X的蒸氣從蒸氣出口43排放到管線L57中。排放出的富含成分X的蒸氣被發(fā)送到冷凝器81，在此蒸氣被冷凝成富含成分X的液體，該液體作為蒸餾液排放到管線L58中。為了提高成分X的蒸餾效率，大部分蒸餾液經(jīng)管線L59發(fā)送到回流液入口44中并經(jīng)回流管入口44回流到第一段11中?；亓鞯恼麴s液將與在濃縮段AR3中上升的富含成分X和A的蒸氣接觸。剩余的蒸餾液將通過管線L81排出以補(bǔ)充置換成分。
成分X通過管線L82添加到材料液M中，添加量等于為了補(bǔ)充置換成分而排出的蒸餾液量。
接下來將描述本發(fā)明的第五個實(shí)施例。與第三個實(shí)施例中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
圖17中示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第五個實(shí)施例的蒸餾裝置。
在這種情況下，富含成分X的蒸氣從蒸氣出口43排放到管線L57中。排放出的富含成分X的蒸氣被發(fā)送到冷凝器81，在此蒸氣被冷凝成富含成分X的液體，該液體作為蒸餾液排放到管線L83中。為了提高成分X的蒸餾效率，所有蒸餾液經(jīng)管線L83發(fā)送到回流液入口44中并經(jīng)回流管入口44回流到第一段11中?；亓鞯恼麴s液將與在濃縮段AR3中上升的富含成分X和A的蒸氣接觸。
為了開始操作蒸餾裝置，預(yù)定量的成分X經(jīng)管線L84添加到材料液M中。
根據(jù)第三至第五個實(shí)施例，一個未示出的氣體冷卻器布置在冷凝器81與真空發(fā)生器之間。然而，也可以布置一個排氣洗滌器式的排氣處理裝置替代氣體冷卻器。在這種情況下，由于所用溶液不需要具有充分吸收富含高熔點(diǎn)材料成分A的蒸氣的性能，因此蒸發(fā)裝置的運(yùn)行成本可以降低。
根據(jù)第三至第五個實(shí)施例，富含成分X的蒸氣從蒸氣出口43排放到管線L57中，而排出的富含成分X的蒸氣又被發(fā)送到冷凝器81。然而，也可以在塔體的第一段中布置一個冷凝器，以將塔體頂部與冷凝器相連。
同時，在從含有成分A和B的材料液M中獲取成分B的過程中，當(dāng)成分B被蒸發(fā)器加熱時，將分解出沸點(diǎn)高于成分B的改性成分B′。如果收集為制品的成分B中含有改性成分B′這種雜質(zhì)，由于改性成分B′的分子中含有大量的碳，因此制品的色澤和氣味會受影響。接下來將描述本發(fā)明的第六個實(shí)施例，其能夠防止雜質(zhì)進(jìn)入制品中。與第三個實(shí)施例中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
圖18中示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第六個實(shí)施例的蒸餾裝置。圖19中示意性顯示了第六個實(shí)施例的蒸餾裝置中所用耦合式蒸餾塔。
在這種情況下，成分A和B通過蒸餾而從含有這兩種成分A和B的材料液M中分離出來。用作添加成分并通過管線L66供應(yīng)的成分X添加到經(jīng)管線L51供應(yīng)的材料液M中，從而形成含有成分A、B和X的調(diào)配材料液MX。調(diào)配材料液MX經(jīng)管線L50供應(yīng)到進(jìn)料嘴41中。此外，用作首次加料或補(bǔ)充料的通過管線L82添加到材料液M中。成分A的沸點(diǎn)低于成分B，而成分B的沸點(diǎn)又低于成分X。成分A用作低沸點(diǎn)成分，成分B用作高沸點(diǎn)成分成分，而成分X用作添加成分。成分X由這樣的材料構(gòu)成，該材料容易與成分B分離而且在蒸餾過程中不易改性。
下面描述這種蒸餾裝置的操作。
在萃取段AR2中，經(jīng)進(jìn)料嘴41供應(yīng)的調(diào)配材料液MX要經(jīng)受蒸氣-液體分離，以便在該萃取段上部產(chǎn)生富含成分A和B的蒸氣，而由富含成分B和X的蒸氣和液體組成的流體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。流體從第一蒸餾段25的下端供應(yīng)到第三蒸餾段27中。
液體在第三蒸餾段27中被加熱而變成富含成分B和X的蒸氣。富含成分B和X的蒸氣在萃取段AR2中上升時將與調(diào)配材料液MX接觸。其結(jié)果是，可以防止調(diào)配材料液MX中所含的成分A下降，并因此而將該成分收集。因此可以防止成分A混合到供應(yīng)給第三蒸餾段27的流體中。
富含成分A和B的蒸氣將在濃縮段AR1中上升，再從第一蒸餾段25的上端供應(yīng)到第二蒸餾段26中。富含成分A和B的蒸氣在第二蒸餾段26中被冷卻而冷凝成富含成分A和B的液體。一部分富含成分A和B的液體將回流而進(jìn)入濃縮段AR1中并與在濃縮段AR1中上升的富含成分A和B的蒸氣接觸。
通過這種方式，富含成分A和B的蒸氣可以從第一蒸餾段25的上端供應(yīng)到第二蒸餾段26中。
在萃取段AR6中，富含成分B和X的液體將下降，此時富含成分B的蒸氣將在該萃取段的上部產(chǎn)生，而富含成分X的液體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。富含成分X的液體將作為塔底液從塔底液出口45排放到管線L52中。
一部分塔底液將經(jīng)過管線L53發(fā)送到蒸發(fā)器82。在蒸發(fā)器82中，液體被加熱而變成富含成分X的蒸氣。富含成分X的蒸氣經(jīng)管線L54供應(yīng)到蒸氣入口46中，從而被供應(yīng)到第九段19中。富含成分X的蒸氣在第九段19和萃取段AR6中上升時將接觸到富含成分B和X的液體；其結(jié)果是，富含成分B的蒸氣將從富含成分B和X的液體中產(chǎn)生。剩余的塔底液將作為添加成分經(jīng)管線L66添加到材料液M中。
之后，一部分富含成分B的蒸氣將在濃縮段AR5中上升，此時這部分富含成分B的蒸氣將在第三蒸餾段27的上端接觸來自第二蒸餾段26的富含成分B的液體，從而變成富含成分B的液體。在第三蒸餾段27的上端獲得的富含成分B的液體將作為側(cè)分液而從側(cè)分嘴42排放到管線L56中。排出的側(cè)分液通過用作冷卻工具的冷卻器83、管線L64、節(jié)流閥85和管線L65而供應(yīng)到一個未示出的側(cè)分液容納段中。通過這種方式，可以從耦合式蒸餾塔10的側(cè)面接收作為制品的成分B。一個流率傳感器84布置在管線L64上?；诹髀蕚鞲衅?4探測到的流率，節(jié)流閥85被調(diào)節(jié)。管線L56、L64和L65、冷卻器83、流率傳感器84和節(jié)流閥85構(gòu)成了第一排放系統(tǒng)。管線L52、L53和L76構(gòu)成了第二排放系統(tǒng)。
在第二蒸餾段26的萃取段AR4中，富含成分A和B的液體將下降，此時富含成分A的蒸氣將在該萃取段的上部產(chǎn)生，而富含成分B的液體將沿著向下方向以逐漸增多的方式產(chǎn)生。
富含成分A的蒸氣在濃縮段AR3中上升，再從蒸氣出口43排放到管線L57中。排放出的富含成分A的蒸氣將被發(fā)送到冷凝器81，在此蒸氣被冷凝成富含成分A的液體，該液體作為蒸餾液排放到管線L58中。為了提高成分A的蒸餾效率，一部分蒸餾液經(jīng)管線L59發(fā)送到回流液入口44中并經(jīng)回流管入口44回流到第一段11中?；亓鞯恼麴s液將與在濃縮段AR3中上升的富含成分A和B的蒸氣接觸。剩余的蒸餾液將通過管線L60供應(yīng)到一個未示出的蒸餾液容納段中。
如前所述，富含成分A和B的蒸氣被第二蒸餾段26分離成富含成分A的蒸氣和富含成分B的液體。富含成分A的蒸氣從蒸氣出口43中排出并被冷凝器81冷凝成富含成分A的液體。富含成分A的蒸氣作為蒸餾液從冷凝器81排出。富含成分B的液體作為側(cè)分液從側(cè)分嘴42排出。富含成分B和X的液體被第三蒸餾段27分離成富含成分B的液體和富含成分X的液體。富含成分B的液體作為側(cè)分液從側(cè)分嘴42排出。富含成分X的液體作為塔底液通過塔底液出口45排出。
如前所述，調(diào)配材料液MX可以分離為成分A、B和X，而不需要使用多個蒸餾塔。由于不需要在多個蒸餾塔中進(jìn)行反復(fù)加熱和冷卻，因此諸如冷凝器、蒸發(fā)器和泵等器具的數(shù)量可以減少。因此，蒸餾裝置占用的面積可以減小，而且設(shè)施消費(fèi)量和能耗也可以減少，從而可以降低蒸餾裝置的成本。
根據(jù)本發(fā)明，因成分B分解而形成并且沸點(diǎn)高于成分B的改性成分B′將聚集在塔體底部附近，再經(jīng)塔底液出口45排出排放到管線L52中。隨后，改性成分B′與一部分成分X一起經(jīng)管線L76排放到一個外部目的地中。這樣可以防止改性成分B′聚集在塔體底部。
因此，當(dāng)改性成分B′和成分B處于液態(tài)時，這些成分不會彼此接觸。因此所收集的制品中不含改性成分B′這種雜質(zhì)。其結(jié)果是，制品的色澤和氣味不會受影響。
此外，可以將雜質(zhì)從制品中去除，而又不需要使用輔助裝置如閥、制品冷凝器、接收器和加熱器，從而可以減小蒸餾裝置的尺寸以及蒸餾裝置的制造和運(yùn)行成本。另外，可以利用簡化的裝置控制蒸餾裝置的操作和維護(hù)蒸餾裝置。由于制品可以在液態(tài)下收集，因此制品的流率控制可以顯著簡化，從而降低蒸餾裝置的制造和運(yùn)行成本。
由于制品是在塔體側(cè)面收集的，因此制品沒有暴露在因布置在蒸餾塔底部的蒸發(fā)器82所引起的高溫下。此外，不需要利用加熱器對制品進(jìn)行附加的加熱。因此可以防止制品中形成改性成分B′這種雜質(zhì)，從而提高制品質(zhì)量。
在塔體側(cè)面收集的制品可以立即被冷卻器83冷卻，從而防止成分B分解，否則的話制品可能會在自身保持的熱量作用下分解。因此，可以防止制品中形成改性成分B′。
此外，一部分塔底液供應(yīng)到第九段19中，而剩余的塔底液被添加到材料液M中。因此成分X可以通過添加到材料液M中而被反復(fù)使用，從而降低蒸餾裝置的運(yùn)行成本。
為了在低溫區(qū)實(shí)施蒸餾，以防止制品質(zhì)量受損并降低一部分塔底液在蒸發(fā)器82中加熱所消耗的能量，布置了一個未示出的真空發(fā)生器，以便與冷凝器81一起使用。真空發(fā)生器將在耦合式蒸餾塔10中產(chǎn)生負(fù)壓。其結(jié)果是，塔底液易于在低溫下蒸發(fā)。此外，耦合式蒸餾塔10中產(chǎn)生的排氣可以被抽出并釋放到大氣中。
接下來將描述本發(fā)明的第七個實(shí)施例。與第六個實(shí)施例中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
圖20示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第七個實(shí)施例的蒸餾裝置；在這種情況下，富含成分X的蒸氣作為塔底液從塔底液出口45排放到管線L52中。為了提高成分X的蒸餾效率，大部分富含成分X的排放塔底液經(jīng)管線L53發(fā)送到蒸發(fā)器82中并被蒸發(fā)。以這種方式產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)管線L54被發(fā)送到蒸氣入口46中并經(jīng)蒸氣入口46供應(yīng)到第九段19中。剩余的塔底液將與改性成分B′一起排出以補(bǔ)充置換成分。
成分X通過管線L82添加到材料液M中，添加量等于為了補(bǔ)充置換成分而排出的塔底液量。
接下來將描述本發(fā)明的第八個實(shí)施例。與第六個實(shí)施例中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
圖21示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第八個實(shí)施例的蒸餾裝置；在這種情況下，富含成分X的蒸氣作為塔底液排放到管線L52中。為了提高成分X的蒸餾效率，所有排放塔底液經(jīng)管線L52發(fā)送到蒸發(fā)器82中并被蒸發(fā)成富含成分X的蒸氣。以這種方式產(chǎn)生的富含成分X的蒸氣經(jīng)管線L54發(fā)送到蒸氣入口46中并經(jīng)蒸氣入口46供應(yīng)到第九段19中。
為了開始操作蒸餾裝置，預(yù)定量的成分X經(jīng)管線L84添加到材料液M中。
接下來將描述本發(fā)明的第九個實(shí)施例。與第六個實(shí)施例中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
圖22示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第九個實(shí)施例的蒸餾裝置；在這種情況下，富含成分B的液體作為側(cè)分液而經(jīng)側(cè)分嘴42排放到管線L91中。側(cè)分液在泵86的作用下以受壓狀態(tài)經(jīng)管線L92發(fā)送到用作冷卻裝置的冷卻器83中。
接下來將描述本發(fā)明的第十個實(shí)施例。與第六個實(shí)施例中類似的結(jié)構(gòu)件以相同的參考號碼表示，并且不再重復(fù)描述。
圖23示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明第十個實(shí)施例的蒸餾裝置；在這種情況下，富含成分B的液體作為側(cè)分液而經(jīng)側(cè)分嘴42排放到管線L93中。側(cè)分液被供應(yīng)到用作冷卻裝置的接收器87中并在此被冷卻。接收器87包括一個冷卻旋管93，冷卻水流經(jīng)該旋管。
在接收器87中冷卻了的側(cè)分液經(jīng)管線L94供應(yīng)到泵88。從泵88中排出的一部分側(cè)分液以受壓狀態(tài)經(jīng)管線L95和L96發(fā)送到節(jié)流閥85。從泵88中排出的側(cè)分液的剩余部分以受壓狀態(tài)經(jīng)管線L95、管線L98、節(jié)流閥89和管線L99發(fā)送到側(cè)分進(jìn)料口90，并經(jīng)側(cè)分進(jìn)料口90供應(yīng)到第二室15B中。
根據(jù)第六至第九個實(shí)施例，富含成分A的蒸氣經(jīng)蒸氣出口43排放到管線L57中，再被發(fā)送到冷凝器81。然而，通過冷凝器在塔體第一段中的錯位，冷凝器和塔體頂部可以直接連接。
前面描述的各實(shí)施例中的蒸餾裝置可以通過蒸餾而分離有機(jī)化合物，例如碳?xì)浠衔?、醇類、酮類、酯類、脂肪酸、酚類、氮化合物和香料。碳?xì)浠衔锇ū健⒓妆?、二甲苯、?lián)苯和萘；醇類包括甲醇、乙醇、丁醇、庚醇和辛醇；酮類包括丙酮、甲乙酮和甲基異丁酮；酯類包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯和丙烯酸丁酯。脂肪酸包括乙酸和酪酸；酚類包括酚、甲酚和二甲苯酚；氮化合物包括二甲胺、三乙基胺、苯胺、吡啶、甲基吡啶和喹啉；香料包括氨茴酸甲酯、苯甲酸甲酯、異丁子香酚、己酸乙酯、丁子香酚和ε6 ?。∏懊婷枋龅母鲗?shí)施例中的蒸餾裝置特別適合用于在減壓狀態(tài)下根據(jù)加工車間形式的生產(chǎn)基準(zhǔn)分離香料、脂肪和油以及沸點(diǎn)高且所含碳原子量為C8-C22的脂肪酸。
本發(fā)明并不局限于前面描述的各實(shí)施例。在本發(fā)明的精神指引下可以作出多種修改和變化，而它們均不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種蒸餾裝置，其包括(a)一個塔體；(b)一個隔板，其用于將上述塔體的內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；(c)第一蒸餾段，其具有一個濃縮段，其通過一個進(jìn)料嘴而被供應(yīng)材料液并且形成在進(jìn)料嘴上方；以及一個萃取段，其形成在進(jìn)料嘴下方；(d)第二蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在上述第一蒸餾段的上端上方；以及一個萃取段，其形成在上端下方并且鄰近于上述第一蒸餾段的濃縮段安置，同時通過上述隔板而與該濃縮段相隔；(e)第三蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在上述第一蒸餾段的下端上方，并且鄰近于上述第一蒸餾段的萃取段安置，同時通過上述隔板而與該萃取段相隔；以及一個萃取段，其形成在下端下方；(f)一個冷凝器，其連接著上述塔體的頂部并且用于將從頂部排出的富含一種低沸點(diǎn)成分的蒸氣冷凝；(g)負(fù)壓產(chǎn)生工具，其連接著上述冷凝器并用于產(chǎn)生負(fù)壓，以將排氣從上述塔體中抽出；(h)一個氣體冷卻器，其用于冷卻排氣并且布置在上述冷凝器與上述負(fù)壓產(chǎn)生工具之間；(i)第一排放系統(tǒng)，其布置在上述塔體的側(cè)面并且用于將富含一種由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的中沸點(diǎn)成分的液體排放出來；以及(j)第二排放系統(tǒng)，其布置在上述塔體的底部并且用于將富含一種由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的高沸點(diǎn)成分的液體排放出來，其中(k)上述第一排放系統(tǒng)具有第一防固化工具，用于防止富含中沸點(diǎn)成分的液體固化；以及(l)上述第二排放系統(tǒng)具有第二防固化工具，用于防止富含高沸點(diǎn)成分的液體固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸餾裝置，其特征在于，第一和第二防固化工具分別采用雙管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括同軸布置的一根內(nèi)管和一根外管，其中加熱介質(zhì)將流經(jīng)內(nèi)外管之間的空間，以防止流徑內(nèi)管的液體固化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸餾裝置，其特征在于，第一和第二防固化工具分別是水蒸汽追蹤結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括并聯(lián)布置的主管和副管，其中加熱介質(zhì)將流經(jīng)副管，以防止流徑主管的液體固化。
4.一種蒸餾裝置，其包括(a)一個塔體；(b)一個隔板，其用于將上述塔體的內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；(c)第一蒸餾段，其具有一個濃縮段，其通過一個進(jìn)料嘴而被供應(yīng)含有一種低沸點(diǎn)成分、一種中沸點(diǎn)成分和一種高沸點(diǎn)成分的材料液并且形成在進(jìn)料嘴上方；以及一個萃取段，其形成在進(jìn)料嘴下方；(d)第二蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在上述第一蒸餾段的上端上方；以及一個萃取段，其形成在上端下方并且鄰近于上述第一蒸餾段的濃縮段安置，同時通過上述隔板而與該濃縮段相隔；(e)第三蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在上述第一蒸餾段的下端上方，并且鄰近于上述第一蒸餾段的萃取段安置，同時通過上述隔板而與該萃取段相隔；以及一個萃取段，其形成在下端下方；(f)一個冷凝器，其連接著上述塔體的頂部并且用于將從頂部排出的富含低沸點(diǎn)成分的蒸氣冷凝；(g)一個側(cè)分嘴，其布置在上述塔體的側(cè)面并且用于在側(cè)面將富含中沸點(diǎn)成分的液體作為制品排放出來；(h)一個蒸發(fā)器，其布置在上述塔體的底部并且用于向從底部排出的富含高沸點(diǎn)成分的液體施加熱量以產(chǎn)生蒸氣；以及(i)一個冷卻器，其連接著上述側(cè)分嘴并且用于冷卻上述制品。
5.一種蒸餾裝置，其包括(a)一個塔體；(b)一個隔板，其用于將上述塔體的內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；(c)第一蒸餾段，其具有一個濃縮段，其通過一個進(jìn)料嘴而被供應(yīng)由一種材料液和一種添加成分構(gòu)成的調(diào)配材料液并且形成在進(jìn)料嘴上方；以及一個萃取段，其形成在進(jìn)料嘴下方；(d)第二蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在上述第一蒸餾段的上端上方；以及一個萃取段，其形成在上端下方并且鄰近于上述第一蒸餾段的濃縮段安置，同時通過上述隔板而與該濃縮段相隔；(e)第三蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在上述第一蒸餾段的下端上方，并且鄰近于上述第一蒸餾段的萃取段安置，同時通過上述隔板而與該萃取段相隔；以及一個萃取段，其形成在下端下方；(f)一個冷凝器，其布置在上述塔體的頂部并且用于將富含添加成分的蒸氣冷凝成富含添加成分的液體，并將富含添加成分的液體作為蒸餾液排放出來；(g)第一排放系統(tǒng)，其布置在上述塔體的側(cè)面并且用于將富含一種由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的中沸點(diǎn)成分的液體排放出來；以及(h)第二排放系統(tǒng)，其布置在上述塔體的底部并且用于將富含一種高沸點(diǎn)成分的液體排放出來，其中(i)添加成分的沸點(diǎn)低于低沸點(diǎn)成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸餾裝置，其特征在于，(a)一部分蒸餾液回流到上述塔體中；以及(b)剩余的蒸餾液作為添加成分添加到材料液中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸餾裝置，其特征在于，(a)一部分蒸餾液回流到上述塔體中；(b)剩余的蒸餾液被排放出來；以及(c)添加成分被填加以用于補(bǔ)充，添加量等于排出的蒸餾液量。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸餾裝置，其特征在于，(a)所有蒸餾液回流到上述塔體中；以及(b)為了開始操作上述蒸餾裝置，預(yù)定量的添加成分被添加到材料液中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸餾裝置，還包括(a)負(fù)壓產(chǎn)生工具，其連接著上述冷凝器并用于產(chǎn)生負(fù)壓，以將排氣從上述塔體中抽出；以及(h)一個氣體冷卻器，其用于冷卻排氣并且布置在上述冷凝器與上述負(fù)壓產(chǎn)生工具之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸餾裝置，其特征在于，上述第一排放系統(tǒng)具有防固化工具，用于防止富含低沸點(diǎn)成分的液體固化。
11.一種蒸餾方法，其使用了一種蒸餾裝置，該裝置包括一個塔體；一個隔板，其用于將塔體內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；第一蒸餾段，其具有一個形成在進(jìn)料嘴上方的濃縮段和一個形成在進(jìn)料嘴下方的萃取段；第二蒸餾段，其具有一個連接并形成在第一蒸餾段上端上方的濃縮段和一個形成在上端下方并且鄰近于第一蒸餾段的濃縮段安置同時又通過隔板而與該濃縮段相隔的萃取段；以及第三蒸餾段，其具有一個連接并形成在第一蒸餾段下端上方并且鄰近于上述第一蒸餾段的萃取段安置同時通過上述隔板而與該萃取段相隔的濃縮段和一個形成在下端下方的萃取段；上述蒸餾方法包括以下步驟(a)將由一種材料液和一種添加成分構(gòu)成的調(diào)配材料液通過進(jìn)料嘴供應(yīng)到第一蒸餾段；(b)在塔體頂部將富含添加成分的蒸氣冷凝成富含添加成分的液體；(c)將富含添加成分的液體作為蒸餾液排放出來；(d)在塔體側(cè)面將將富含一種由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的中沸點(diǎn)成分的液體排放出來；以及(e)在塔體的底部將富含一種高沸點(diǎn)成分的液體排放出來，其中(f)添加成分的沸點(diǎn)低于低沸點(diǎn)成分。
12.一種蒸餾裝置，其包括(a)一個塔體；(b)一個隔板，其用于將上述塔體的內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；(c)第一蒸餾段，其具有一個濃縮段，其通過一個進(jìn)料嘴而被供應(yīng)由一種材料液和一種添加成分構(gòu)成的調(diào)配材料液并且形成在進(jìn)料嘴上方；以及一個萃取段，其形成在進(jìn)料嘴下方；(d)第二蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在上述第一蒸餾段的上端上方；以及一個萃取段，其形成在上端下方并且鄰近于上述第一蒸餾段的濃縮段安置，同時通過上述隔板而與該濃縮段相隔；(e)第三蒸餾段，其具有一個濃縮段，其連接并形成在上述第一蒸餾段的下端上方，并且鄰近于上述第一蒸餾段的萃取段安置，同時通過上述隔板而與該萃取段相隔；以及一個萃取段，其形成在下端下方；(f)一個冷凝器，其布置在上述塔體的頂部并且用于將富含低沸點(diǎn)成分的蒸氣冷凝成富含低沸點(diǎn)成分的液體，并將富含低沸點(diǎn)成分的液體排放出來；(g)第一排放系統(tǒng)，其布置在上述塔體的側(cè)面并且用于將富含一種高沸點(diǎn)成分的液體排放出來；(h)第二排放系統(tǒng)，其布置在上述塔體的底部并且用于將富含添加成分的液體作為塔底液排放出來；以及(i)一個蒸發(fā)器，其用于蒸發(fā)塔底液以獲得富含添加成分的蒸氣，其中(j)添加成分的沸點(diǎn)高于高沸點(diǎn)成分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的蒸餾裝置，其特征在于(a)一部分塔底液供應(yīng)到上述蒸發(fā)器中；以及(b)剩余的塔底液作為添加成分添加到材料液中。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的蒸餾裝置，其特征在于(a)大部分塔底液供應(yīng)到上述蒸發(fā)器中；(b)剩余的塔底液被排放出來；以及(c)添加成分被填加以用于補(bǔ)充，添加量等于排出的塔底液量。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的蒸餾裝置，其特征在于(a)所有塔底液供應(yīng)到上述蒸發(fā)器中；以及(b)為了開始操作上述蒸餾裝置，預(yù)定量的添加成分被添加到材料液中。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一所述的蒸餾裝置，其特征在于，第一排放系統(tǒng)具有冷卻工具，用于冷卻富含高沸點(diǎn)成分的液體。
17.一種蒸餾方法，其使用了一種蒸餾裝置，該裝置包括一個塔體；一個隔板，其用于將塔體內(nèi)部分隔成彼此相鄰的第一室和第二室；第一蒸餾段，其具有一個形成在進(jìn)料嘴上方的濃縮段和一個形成在進(jìn)料嘴下方的萃取段；第二蒸餾段，其具有一個連接并形成在第一蒸餾段上端上方的濃縮段和一個形成在上端下方并且鄰近于第一蒸餾段的濃縮段安置同時又通過隔板而與該濃縮段相隔的萃取段；以及第三蒸餾段，其具有一個連接并形成在第一蒸餾段下端上方并且鄰近于上述第一蒸餾段的萃取段安置同時通過上述隔板而與該萃取段相隔的濃縮段和一個形成在下端下方的萃取段；上述蒸餾方法包括以下步驟(a)將由一種材料液和一種添加成分構(gòu)成的調(diào)配材料液通過進(jìn)料嘴供應(yīng)到第一蒸餾段；(b)在塔體頂部將富含一種低沸點(diǎn)成分的蒸氣冷凝成富含低沸點(diǎn)成分的液體；(c)在塔體頂部將富含低沸點(diǎn)成分的液體排放出來；(d)在塔體側(cè)面將將富含一種高沸點(diǎn)成分的液體排放出來；(e)在塔體的底部將富含添加成分的液體作為塔底液排放出來；以及(f)蒸發(fā)塔底液，以獲得富含添加成分的蒸氣，其中(g)添加成分的沸點(diǎn)高于高沸點(diǎn)成分。
全文摘要
一種蒸餾裝置包括:一個塔體;一個隔板,其用于分隔塔體內(nèi)部;第一蒸餾段,其由濃縮段和萃取段構(gòu)成;第二蒸餾段,其由形成在第一蒸餾段上端上方的濃縮段和鄰近于第一蒸餾段的濃縮段安置的萃取段構(gòu)成;第三蒸餾段,其由鄰近于第一蒸餾段的萃取段安置的濃縮段和形成在第一蒸餾段下端下方的萃取段構(gòu)成;一個冷凝器;一個負(fù)壓產(chǎn)生系統(tǒng),其用于產(chǎn)生負(fù)壓,以將排氣抽出;一個氣體冷卻器,其用于冷卻排氣;第一排放系統(tǒng),其布置在塔體的側(cè)面并且用于將富含由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的中沸點(diǎn)成分的液體排放出來;以及第二排放系統(tǒng),其布置在塔體的底部并且用于將富含由高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的高沸點(diǎn)成分的液體排放出來。第一排放系統(tǒng)包括第一防固化工具,用于防止富含中沸點(diǎn)成分的液體固化。第二排放系統(tǒng)具有第二防固化工具,用于防止富含高沸點(diǎn)成分的液體固化。
文檔編號B01D3/14GK1339328SQ01109740
公開日2002年3月13日 申請日期2001年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月22日
發(fā)明者田村勝典, 原田陽一 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社