[发明专利]蒸馏系统和用于分离液体产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸馏系统和一种用于分离液体产品的方法，具体而言，涉及液体原料自动蒸馏的蒸馏系统和方法，更具体地说，是关于石油化工、煤液化和煤化工液体产品的实验室用蒸馏系统和方法。

背景技术

石油或石油产品和煤液化油，通常为烃类混合物。为了生产制备更有商业价值的产品或开展科学试验研究，以指导产品利用或工业生产，要将烃类混合物部分进行分离。利用烃类各组分的挥发性能不同，采用蒸馏或分馏是有效的分离方法之一，它是将液体混合物分离成不同馏分段或较纯组分的最常用方法。

实验室蒸馏系统主要由蒸馏釜、蒸馏塔和产品接收罐等设备组成。现行实验室采用的蒸馏系统通常处理能力较小，不能满足于规模较大的科研需求。当进行较大规模的蒸馏时常存在蒸馏原料在釜体受热不均匀；加热装置温度控制精度差，不能实现程序升温等因素导致分馏精度差，试验数据重复性和再现性差等缺陷。

这种实验室蒸馏方法通常是将蒸馏原料加入一个带加热功能的蒸馏釜中，蒸馏釜上装有蒸馏塔，或直接将原料利用加热装置加热后进入蒸馏塔，蒸馏塔温度从塔底至塔顶逐渐由高温降至低温，形成温度梯度。由汽相各烃类成分组成的蒸汽上升穿过蒸馏塔，在其上升过程中逐渐遭遇较低温液体烃类，在蒸馏塔内填料上进行传热和传质作用。当蒸汽上升达到蒸馏塔顶经过冷却后得到不同馏分段的液体产品。

中国专利200420056987.0描述了一种实验室用蒸馏塔，将液体原料经加热后进入蒸馏塔；这种蒸馏系统操作弹性性小，抗干扰能力差，装置容易出现波动，影响产品分离效果，导致装置重复性能和再现性能差。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种原料处理能力较大、自动化程度高、分馏精度高、试验结果重复性和再现性强的釜式蒸馏系统和方法。

本发明的蒸馏系统，包括蒸馏釜、蒸馏塔、冷却系统、压力控制系统、蒸馏塔回流分配器、馏分收集系统、及控制系统。

所述蒸馏釜包括釜体、蒸汽快速加热盘管和快速冷水盘管、搅拌机、蒸馏釜夹套、电加热套和导热油加热系统，所述蒸汽快速加热盘管和快速冷水盘管设置在所述釜体内，所述蒸馏釜夹套设置在釜体下半部，所述电加热套设置在蒸馏釜夹套外部，所述导热油加热系统设置在所述釜体外部。所述蒸汽快速加热盘管和快速冷水盘管为共用盘管，两者可切换使用。所述导热油加热系统包括所述导热油电加热器和导热油泵，与所述蒸馏釜夹套连接，用于给所述蒸馏釜内的原料加热。所述搅拌机为电动搅拌机，采用变频调速搅拌速度，用于使所述蒸馏釜内原料受热均匀。

所述蒸馏塔包括不锈钢管塔柱、电加热套、内装填料、和视镜。所述不锈钢塔柱具有14～18块理论塔板数。所述蒸馏塔的电加热套由3～5段组成，能自动控制所述蒸馏塔的温度梯度。所述内装填料高1000-1500mm，填料材质为陶瓷或不锈钢。所述视镜材质为耐高温度的有机玻璃，通过视镜可以观察原料在上述蒸馏塔柱上部流动状态。

所述冷却系统包括蒸馏塔顶冷却器、塔顶二次冷却器、和制冷机。通过所述冷却系统，冷凝后液体温度不高于35℃。

所述压力控制系统包括抽真空系统，所述抽真空系统包括真空泵和泵前分液罐，所述泵前分液罐设置在所述蒸馏塔顶二次冷却器和所述真空泵之间。所述压力控制系统还包括压力变送器、控制阀、差压变送器，所述压力变送器安装在所述塔顶二次冷却器顶部，用于监控系统压力；所述控制阀安装在所述泵前分液罐与所述塔顶二次冷却器之间，用于控制和调节系统压力；所述差压变送器安装在所述蒸馏塔上，用于监控所述蒸馏塔的差压，根据蒸馏塔的塔柱差压控制所述蒸馏釜的蒸镏速率。

所述蒸馏塔回流分配器用于控制蒸馏回流比，采用内回流或外回流，可调范围1～5，采用时间周期比例控制，精确控制回流与馏出速率。

所述的馏分收接系统包括至少一个馏分接收罐，用于收集蒸馏馏分。

所述蒸馏系统还包括多个热电偶，用于监控所述蒸馏釜的电加热套的温度、所述蒸馏釜的工作温度、所述导热油电加热器的工作温度、用于监控所述蒸馏塔的工作温度。

所述蒸馏系统还包括多个电磁阀，分别安装在所述蒸馏塔回流分配器与所述馏分收集罐之间以及在所述蒸馏釜和其中一个所述馏分收集罐之间，用于控制不同温度的馏分产品。所述蒸馏系统还包括另一个安装在所述蒸馏塔顶二次冷却器和所述蒸馏塔连接管道上的电磁阀。所述蒸馏系统还包括液位开关，用于控制所述塔顶二次冷却器的液位，将冷凝的液体回流至所述蒸馏塔中。所述蒸馏系统还包括多个电子秤，分别安装在所述馏分接收罐的下部，用于计量各个馏分的重量。