[发明专利]一种带有内置罗茨真空泵的真空精馏装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于不同沸点混合物料分离的分馏装置，特别涉及带有内置 罗茨真空泵的真空精馏装置。

背景技术

传统高真空精馏的原理是在塔底加热，塔顶的冷凝器与高真空机组相连 接，物料在塔底受热后汽化上升并在冷凝器上冷凝，冷凝后的液体一部分采 出，一部分回流到塔顶，使塔顶保持一定的合格产品浓度，上升的气化物不 断与回流的高浓度产品形成充分气液交换，形成低沸点产品越是在塔的上部 浓度越高，温度越低，压力越低(真空度越高)，而越是接近塔底，高沸点 残液浓度越高，温度越高，压力越大(真空度越低)，实现精馏分离。精馏 塔的高度越高，气液交换越充分，分离精度越高，然而越是高的精馏塔阻力 越大，塔顶与塔底的温差和压力差(真空度差)越大。

热敏物料是指对温度敏感，受热到一定程度会变质，即发生分解、聚合 成其他化学物质，而高沸点物料是指在常压下(一个标准大气压的情况下) 沸点很高不易汽化的化学品。这些物料给精馏分离提纯带来很大困难，为了 降低精馏温度提高塔顶的真空度是传统精馏的唯一办法。但是对于塔底的真 空度无能为力，只能采用分段多塔精馏的办法降低塔压降，就是把一个高的 精馏塔分成几个矮的精馏塔。在每个矮塔的顶端各加一个冷凝器和高真空机 组。经过第一个塔初步分离的粗品再进入下一个塔继续精馏分离，经过多塔 分离后最终使产品含量达到指标。对于很多热敏性物料的提纯实际应用还可 以采用薄膜蒸馏的方法进行提纯，薄膜蒸馏由于真空阻力很小能在极高的真 空条件下实现分离，对于热敏性物料的处理很有优势，还有一个降低塔阻力 的技术是在精馏塔内部加调压器，以减少真空压降，就是在塔内加一个旋转 的风扇叶，能在较低真空度时起到一定作用。

上述已有技术存在问是对于一般的精馏塔都存在一个固有的矛盾，就是 塔高和压降，塔高度决定了分离能力，但是随着分离能力的提高塔的压降也 在上升，特别是在高沸点热敏性物料的精馏领域受到很大限制。因为为了降 低沸点，真空度就要求很高，而高真空只能施加于塔顶的冷凝器上，由于塔 高和填料产生的阻力，越是到塔底真空压降越大，造成塔底物料沸点升高。 同时很高的塔顶真空度还会降低冷凝效率、使产品的收率有所降低，冷凝器 的体积也不得不做的很大。冷凝温度也要做的很低，增加了设备能耗和设备 造价。为了降低塔釜压强，采用多塔分段精馏的方式在某种程度上缓解了这 个问题，但是还是不能彻底解决塔内压降的根本问题，而且多级塔的能耗比 较大，冷凝回流过程中会造成热损失。每个塔都需要一套独立的真空机组， 造成设备成本很高，能耗巨大。而塔内调压器由于风叶结构的调压器压缩比 很小，在减压精馏(较低真空度)时具有一定效果，随着真空度的提高风叶 的调压效果逐渐丧失，所以不能解决高真空精馏的塔压降问题。对于很多热 敏性物料的提纯实际应用上只好采用薄膜蒸馏的方法进行提纯，薄膜蒸馏由 于真空阻力很小能在极高的真空条件下实现分离，对于热敏性物料的处理很 有优势，但是由于分离能力很差，与精馏相比只能相当于单级塔板的分离效 率，不能实现精馏所必须的气液交换条件，所以对于沸点相对接近的物料分 离起不到作用。

发明内容

本发明提供了一种带有内置罗茨真空泵的真空精馏装置，所述真空精馏 装置包括：预热器、精馏塔、冷凝器；其中所述精馏塔顶与所述冷凝器相连 通，所述冷凝器与真空系统相连通；其中所述精馏塔内由上往下依次包括精 馏段填料塔节、上提馏段填料塔节、下提馏段填料塔节和第一内置罗茨真空 泵，所述第一内置罗茨真空泵的外壳与精馏塔的内壁相接并密封；其中所述 精馏塔侧壁在所述精馏段填料塔节和所述上提馏段填料塔节之间的位置设 有进料口，所述预热器设置在所述进料口外用于对进入所述精馏塔之前的物 料进行预热。

在本发明的一个实施方式中，在所述下提馏段和所述上提馏段之间还设 置有第二内置罗茨真空泵，所述第二内置罗茨真空泵的外壳与精馏塔的内壁 相接并密封。

在本发明的一个实施方式中，在所述上提馏段和所述精馏段填料塔节之 间还设置有第三内置罗茨真空泵，所述第三内置罗茨真空泵的外壳与精馏塔 的内壁相接并密封。

在本发明的一个实施方式中，在所述精馏段填料塔节上部还设置有第四 内置罗茨真空泵，所述第四内置罗茨真空泵的外壳与精馏塔的内壁相接并密 封。