[发明专利]蒸馏装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离液体混合物组分的蒸馏装置，所述蒸馏装置具有垂直精馏塔，所述垂直精馏塔通过装置分成个别分离阶段并且另外通过所述液体混合物流入而分成汽提塔和富集塔，其中从包含蒸发器的塔集液槽上升的来自液体混合物的蒸气中的低沸点馏分被汽提，并且所述蒸气与从回液萃取的低沸点馏分一起在所述富集塔中富集，所述回液是在塔顶处移除的蒸气至少部分在冷凝器中凝结并返回到所述精馏塔中时产生，并且所述回液以及优选地在两个分离阶段之间供应的所述液体混合物在相互垂直并且相互连接的装置中传导。 

背景技术

精馏是通过蒸气和冷凝液在垂直精馏塔中对流而富集液体中的低沸点馏分。原则上，在位于蒸发器与冷凝器之间的精馏塔中进行的精馏是基于以下事实：从蒸发器上升的蒸气与冷凝器缓缓流出的液体反向流动。在蒸气与液体之间存在热传递和质量传递。就这一点来说，高沸点馏分从蒸气冷凝并迁移到液体中。低沸点馏分因释放的冷凝热而从液体蒸发，并且迁移到蒸气中。蒸气富集有低沸点馏分，并且其温度在流动方向上不断地降低。液体富集有高沸点馏分，并且其温度在流动方向上不断地增加。

设置在精馏塔中的装置使热传递和质量传递加强，并且通过这些装置，使得两相之间的相界表面和接触时间增加。精馏塔被这些装置分成个别分离阶段。

精馏塔另外通过液体混合物流入而分成汽提塔和富集塔。就这一点来说，在汽提塔中，从包含蒸发器的塔集液槽上升的来自液体混合物的蒸气中汽提低沸点馏分，而所述蒸气与从回液中萃取的低沸点馏分一起富集于富集塔中。这一回液优选是在塔顶处移出的蒸气至少部分在冷凝器中凝结并且被传导回精馏塔中时产生。回液以及优选在两个分离阶段之间供应的液体混合物在相互垂直并且相互连接的装置中传导。

液体混合物中具有不同蒸气压的组分可以在精馏塔中进行分离，其中通常只可能分离两种液体组分。混合物蒸气中的低沸点馏分和液体中的高沸点馏分是通过液体与蒸气的对流而富集于精馏塔中。由于加热的蒸气上升，故精馏塔被设计成垂直构造。

所有构造的目的都是使液体和蒸气在塔高度内，在尽可能大的区域内尽可能均匀地接触，以便（具体地说）增加质量传递并且增加分离效应以及富集比。

在先前惯用的蒸馏装置中，使用了盘式塔，其装置被设置成泡罩塔盘、槽形塔盘、浮阀塔盘及筛网塔盘的形式。具体说来，分离效应、压力损失、构造高度及设备成本是用于评估这些装置的决定因素。 

发明内容

本发明的主要潜在目的是提供一种改良的最初提到的类别的蒸馏装置，所述蒸馏装置至少部分配置为模块形式并且利用所述蒸馏装置，精馏塔中实现了两相的更均匀的液体分布、更大相界表面以及更长接触时间，特别是具有尽可能低的压力损失。

这一目的是根据本发明来满足，因为所述装置各自包含至少一个液体通道，所述液体通道至少部分通过膜壁与精馏塔的蒸气空间隔开，所述膜壁的两侧是可透过蒸气并且不透液体的。

由于这一设计，所述蒸馏装置可能具有至少部分地模块式设计。此外，特别是通过根据本发明的装置，在精馏塔中实现了两相的更均匀的液体分布、更大的相界表面以及更长的接触时间。

所述装置优选地相互连接，由此使得其液体通道各自完全地填满液体。

由于液体流出被压制并且水位差增大，故现可以例如有效地实现这一目的。然而，水位差会带来以下结果：所述膜将因精馏塔下部较热区域中的静压高于精馏塔上部较冷区域而暴露于较高的压力和温度负荷。

根据本发明蒸馏装置的一个优选的实际实施例，具体地说，为了降低这一压力负荷，垂直相邻的装置各自通过回路通道相互连接，所述回路通道被布置在设置于上游装置（在液体流动方向上看）的液体通道的下部区域中的液体出口与设置在下游装置的液体通道的上部区域中的液体入口之间，并且从所述上游装置的液体出口开始，首先向上传导至少达到这一装置中最上面的可能的液体水平。

所述回路通道在上游装置的液体出口处向上传导到至少最上面的可能的液体水平可确保对应的装置的一个或一个以上传导液体的液体通道各自完全地填满液体。