[发明专利]一种渗透汽化循环换热新系统及方法

说明书

本发明公开了一种渗透汽化循环换热新系统及方法，属于分离技术领域。该分离系统利用渗透汽化工艺的特性，渗透汽化过程中发生相变将从原料溶液中攫取大量热量，使得原料溶液温度下降，截留侧的低温溶液很适合与原料侧的高温溶液进行换热，以降低某些高温溶液进入膜组件对膜组件造成的破坏，降低膜的性能。在此发明中，利用这个特性通过截留侧温度的降低，并将这部分低温溶液作为冷媒去冷却原料侧的高温液体，以减轻原料侧液体冷却的热负荷，也避免了对截留侧液体再加热的重复操作。换热之后的截留侧溶液被加热后直接通入下一个工艺，最大程度的利用了热量。减少了操作成本，节约了能量。

技术领域

本发明涉及分离技术领域，具体涉及一种渗透汽化循环换热新系统及方法。

背景技术

渗透汽化过程在工业中常被应用于共沸有机溶剂的分离。此外在替代传统精馏的过程中也有优秀的表现，在分离沸点相差大的有机溶剂混合物的过程中可以有效地节约能耗。但是在实际生产的过程中，膜对使用温度有一定的限制，过高的温度不仅降低了膜的分离效果，同时对膜的寿命有所影响。通过外加的冷却手段对原料进行降温，不仅浪费了原料中的热量，同时还增加了额外的生产步骤。在生产过程中，对整个流程的经济成本造成较大的负担。此外，经过反复冷却加热，对产品的质量和换热设备的使用寿命也有较大的影响。

发明内容

本发明是针对上述存在的缺陷提供一种渗透汽化循环换热新系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

该工艺是将混合物1经过换热器(A)和换热器(B)后送入渗透汽化膜组件(C)，膜组件截留侧的混合物2与换热器(A)中的物料混合物1进行换热后送入下一工序；

膜组件渗透侧的混合物3经过换热器(D)冷凝后，不冷凝的混合物5经过真空泵(E)得到混合物6，混合物6送入换热器(F)中进行冷凝；换热器(D)冷凝得到混合物7，换热器(F)冷凝收集得到混合物8，未冷凝的混合物4排入空气中或送入其他工序中；

或：混合物1经过换热器(A)和热器(B)后送入渗透汽化膜组件(C)，膜组件截留侧的混合物2与换热器(A)中的物料混合物1进行换热后送入下一工序；

膜组件渗透侧的混合物3经过换热器(D)冷凝后，不冷凝的混合物5送入换热器(F)中进行冷凝，得到的混合物4ˊ经过真空泵(E)后的得到未冷凝的混合物6ˊ排入空气中或送入其他工序中；经混合物换热器(D)冷凝得到混合物7，换热器(F)冷凝收集得到混合物8ˊ。

在实际生产过程中，处于节能考虑，在工艺流程如图1所示时，通过冷凝器(F)冷凝后，部分情况下，不足以将待冷凝物完全冷凝下来。此时，若这部分未冷凝物中，有机物的含量较低，便可将其排放到空气中，或者将其输送到其他工艺中，以便实现对待分离物的充分利用。同样的，在工艺流程图如图2所示时，真空泵(E)出口的部分气体如果其有机物含量不高，则可以直接排放至空气，否则将其送入对应的工序做进一步回收处理。

截留侧的液体通过与原料侧液体在换热器(A)换热后，进入下一工序。在经过渗透汽化处理后，截留侧温度较低，通过精馏等手段进一步分离时温度过低，使得塔釜的所需要的换热能耗上升，为了充分利用原料侧溶液，将这部分溶液与原料侧溶液进行换热，通过这一方法对截留侧溶液进行加热，使其通入其他工序，如闪蒸，精馏，萃取等分离的工艺过程中，可以节约反复加热的能耗，达到节能的目的。同时，通过这种手段，还可以将过热的原料进行降温，使原料温度降为膜组件或其他设备可以正常操作的温度，不仅避免了额外的制冷能耗，还可以最大化生产过程中能量的利用。

本发明技术方案中：C2-C10的醇类，酯类，酮类，烷烃类，芳烃类、醚类、噻吩类、酰胺类、酸类、酯类，无机盐以及水之间组合形成的二元或多元混合物体系，混合物1的形态为液态混合物。