專利名稱：多變參數(shù)分批精餾技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液液分離技術(shù)。
分批精餾設(shè)備簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，適用于處理組元多、成分復(fù)雜的溶液;隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，精細(xì)化工的新工藝不斷出現(xiàn)，要求采用分批精餾進(jìn)行分離的物系愈來(lái)愈多。目前該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)際上發(fā)展較快，但是一般仍處于單變參數(shù)的操作方法水平，沒(méi)有能充分地挖掘出分批精餾的潛力。
本發(fā)明所提出的多變參數(shù)分批精餾技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)有報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的目的在于通過(guò)最大限度地挖掘分批精餾這一動(dòng)態(tài)過(guò)程的潛在分離能力，以提高被分離物系產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。
本發(fā)明技術(shù)包括多變參數(shù)分批精餾的操作方法和相適應(yīng)的精餾塔的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。
本發(fā)明所指可變操作參數(shù)是塔內(nèi)的壓強(qiáng)、氣流負(fù)荷、回流比、塔頂貯液及塔身持液五個(gè)參變量。多變參數(shù)操作法就是指在操作過(guò)程中以任意三個(gè)以上參數(shù)為變量的操作。其參變量數(shù)量的確定，取決于被分離對(duì)象及其具體要求，可實(shí)行五變量操作法，四變量操作法及三變量操作法等。


圖1是分離正庚烷、正辛烷、正壬烷物系時(shí)四變量(壓強(qiáng)、氣流負(fù)荷、回流比、塔頂貯液)隨操作時(shí)間變化的曲線圖。其中圖線1是塔頂貯液變化線，圖線2是氣流負(fù)荷線，圖3是回流比線，圖4是壓強(qiáng)線。圖2是塔頂貯液罐設(shè)置示意圖。其中1是塔身，2是貯液罐Ⅰ，3是貯液罐Ⅱ。這種以四參數(shù)為變量的分批精餾操作過(guò)程是這樣的首先固定塔釜溫度于物料熱解溫度以下20°～40℃。由于一般分批精餾過(guò)程中易揮發(fā)組分總是首先被蒸出，故釜內(nèi)高沸組分濃度不斷增加，則操作壓強(qiáng)隨濃度變化而呈規(guī)律性地逐漸降低，直到精餾結(jié)束，達(dá)到最低壓強(qiáng)。而塔內(nèi)氣流負(fù)荷變化是從85%F0(泛點(diǎn)動(dòng)能因子值)到30%F0范圍內(nèi)，一般是在過(guò)渡段時(shí)降低，其余階段趨于高氣流負(fù)荷，其F8值可由塔內(nèi)填料層壓降△P觀測(cè)。塔頂回流是由初始的全回流階段、恒回流比階段到逐漸增加回流比階段而構(gòu)成，其具體數(shù)值可根據(jù)不同分離對(duì)象及各自的濃度要求優(yōu)化計(jì)算而確定，塔頂貯液的變化是階躍式的，其原因在于餾出成品改變時(shí)，塔頂貯液罐由Ⅰ變?yōu)棰颍A罐Ⅰ內(nèi)的原有貯液全部放出，貯罐Ⅱ開(kāi)始貯液繼而正常操作。
為適應(yīng)本發(fā)明的操作方法之特點(diǎn)，本發(fā)明在精餾塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也具有特殊之處。圖3是以塔頂出料為產(chǎn)品的塔型示意圖。其中1是塔釜，2是塔身;圖4是以塔底出料為產(chǎn)品的塔型示意圖。其中1是塔身，2是頂貯罐;圖5是塔頂回流用雙層水平管液體分配器示意圖。
多變參數(shù)分批精餾塔采用的是波紋填料，該塔效率較高并持液適中，填料高度可通過(guò)優(yōu)化計(jì)算確定;塔身持液量通過(guò)持液引出器能有效得以控制;為了滿足塔頂液體回流量的變化，塔內(nèi)設(shè)置有雙層水平管液體分配器，兩層水平管間距及采用的管徑可由回流量及氣流負(fù)荷所確定。塔型的確定一般情況是選用圖3所示型式，若是以原料中難揮發(fā)組分為產(chǎn)品時(shí)，則選用圖4所示塔型，該塔型塔頂存料多，塔釜存料少，可以提高產(chǎn)量減少能耗。
由于分批精餾情況的復(fù)雜性，本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)效益難以一個(gè)固定數(shù)字給予說(shuō)明，而只能通過(guò)具體實(shí)例看出效果。表1給出采用不同方法分離正庚烷、正辛烷、正壬烷物系的幾項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)對(duì)照表。從該表可以看出多變參數(shù)分批精餾的效果最佳。實(shí)際上當(dāng)被分離溶液組元愈多，分離難度愈大，易揮發(fā)組分含量愈高，采用多變參數(shù)分批精餾方法的效果就更加明顯。
本發(fā)明通用性強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于各種多元物系分批精餾上，可對(duì)舊的分批精餾塔進(jìn)行改造，也可進(jìn)行新的分批精餾塔的設(shè)計(jì)，都將會(huì)得到良好的經(jīng)濟(jì)效益。
表1被分離物系正庚烷+正辛烷+正壬烷原料濃度0.370.330.30〔摩爾/摩爾〕產(chǎn)品濃度0.990.950.99〔摩爾/摩爾〕產(chǎn)品價(jià)格3.813.711.2〔元/摩爾〕操作方法耗用時(shí)間〔時(shí)〕共得效益〔元〕單位時(shí)間獲益率的增率傳統(tǒng)分批精餾1.87647.20方法CPRF恒壓強(qiáng)、恒回流比、變氣流1.49147.812.4%負(fù)荷CPRVF法變壓強(qiáng)、變回流比、變氣流1.35050.022.6%負(fù)荷VRPF法變壓強(qiáng)、變回流比、變氣流1.32461.151.0%負(fù)荷及變塔頂貯液法附圖中符號(hào)說(shuō)明Fo及Fg分別表示泛點(diǎn)及泛點(diǎn)以下氣流負(fù)荷，即動(dòng)能因子值。單位為米/秒 (公斤)/(米3)P表示塔頂壓強(qiáng)。單位為毫米汞柱R表示塔頂回流比，即液體回流量與出料量之比。
D、W分別表示塔頂、塔底出料流量。單位為摩爾/小時(shí)
權(quán)利要求
1.一種多變參數(shù)分批精餾法，其特征在于以回流比、壓強(qiáng)、氣流負(fù)荷、塔頂貯液及塔身持液五個(gè)變量中任意選擇三個(gè)以上變量為可變參數(shù)進(jìn)行分批精餾。
全文摘要
用于分離成份復(fù)雜、多元物系、沸點(diǎn)較高的溶液的多變參數(shù)分批精餾技術(shù)，包括以回流比、壓強(qiáng)、氣流負(fù)荷、塔頂貯液及塔身持液五個(gè)變量中可任意選擇三個(gè)以上量為參變數(shù)的操作法和適應(yīng)該操作法的精餾塔的特殊結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分。本發(fā)明可用于舊分批精餾塔的改造和新分批精餾塔的設(shè)計(jì)，并定會(huì)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C10G7/00GK1035621SQ88102809
公開(kāi)日1989年9月20日 申請(qǐng)日期1988年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月13日
發(fā)明者楊志才 申請(qǐng)人:天津大學(xué)