[发明专利]一种蒸汽驱动热泵辅助隔壁塔的工艺系统及方法

权利要求书

1.一种蒸汽驱动热泵辅助隔壁塔的工艺系统，其特征在于，包括隔壁塔(1)、压缩机(2)、朗肯循环单元、蒸汽驱动透平机(11)、分流器(3)、再沸器(9)及补充再沸器(10)；

所述朗肯循环单元包括依次连接的蒸发器(4)、补充蒸发器(5)、朗肯循环透平机(6)、冷凝器(7)及泵(8)，所述泵(8)的出口管线连接所述蒸发器(4)的冷流股进口，所述蒸发器(4)的冷流股出口管线连接补充蒸发器(5)的冷流股进口，所述补充蒸发器(5)的冷流股出口管线连接所述朗肯循环透平机(6)的进口，所述朗肯循环透平机(6)的出口管线连接所述冷凝器(7)的进口，所述冷凝器(7)的出口管线连接所述泵(8)的入口；

所述隔壁塔(1)的塔顶蒸汽出口管线连接所述压缩机(2)的进口，所述压缩机(2)的出口连接再沸器(9)的热流股进口，所述再沸器(9)的热流股出口连接所述蒸发器(4)的热流股进口，所述蒸发器(4)的热流股出口管线通过节流阀(12)连接所述分流器(3)的进口，所述分流器(3)的第一出口连接所述隔壁塔(1)的塔顶回流入口；所述隔壁塔(1)的塔釜出口管线连接所述补充再沸器(10)的冷流股进口，所述补充再沸器(10)的冷流股出口管线连接所述再沸器(9)的冷流股进口，所述再沸器(9)的冷流股出口管线连接所述隔壁塔(1)的塔釜返回蒸汽入口；

所述蒸汽驱动透平机(11)的蒸汽出口管线连接所述补充再沸器(10)的热流股进口，所述补充再沸器(10)的热流股出口管线连接所述补充蒸发器(5)的热流股进口。

2.根据权利要求1所述的蒸汽驱动热泵辅助隔壁塔工艺系统的工艺方法，其特征在于，待分离物料进入隔壁塔(1)中的预分离塔(1-1)进行分离，隔壁塔(1)的塔顶蒸汽通过压缩机(2)进行压缩，以回收冷凝潜热，之后在再沸器(9)中加热隔壁塔(1)的塔釜液体，塔釜液体在补充再沸器(10)和再沸器(9)吸收热量后返回隔壁塔(1)内，隔壁塔(1)的塔顶蒸汽在加热完塔釜液体后，在蒸发器(4)中预热朗肯循环的工质，最后通过分流器(3)后返回隔壁塔(1)的塔顶；

高压蒸汽驱动蒸汽驱动透平机(11)，产生与压缩机(2)相等的功，随后用作补充再沸器(10)的热源加热隔壁塔(1)的塔釜液体，最终在补充蒸发器(5)中加热工质，用作朗肯循环的热源；

在朗肯循环中，工质进入泵(8)，相继吸收蒸发器(4)和补充蒸发器(5)的热量，之后进入朗肯循环透平机(6)中做功产生电能，朗肯循环透平机(6)出口处的乏气进入冷凝器(7)中被冷却为液体，之后再返回泵(8)，如此不断地循环下去以源源不断地产生电能。

3.根据权利要求2所述的蒸汽驱动热泵辅助隔壁塔工艺系统的工艺方法，所述待分离物料为苯、甲苯、对二甲苯混合物。

4.根据权利要求3所述的蒸汽驱动热泵辅助隔壁塔工艺系统的工艺方法，其特征在于，所述隔壁塔(1)的主塔塔板数为35～80块，隔壁塔(1)的副塔塔板数为10～30块，所述隔壁塔(1)的进料位置位于第1～80块板，所述隔壁塔(1)的隔板位置位于第5～20块板，所述隔壁塔(1)侧线采出位于主塔的第10～35块板。

5.根据权利要求3所述的蒸汽驱动热泵辅助隔壁塔工艺系统的工艺方法，其特征在于，所述朗肯循环中，进入泵(8)的工质为R600A，状态为冷凝温度15℃下的饱和液体，朗肯循环透平机(6)出口处的工质状态为15℃下的饱和气体，蒸发器(4)热流股出口气相分率为0，朗肯循环中的蒸发压力为工质的亚临界状态。

6.根据权利要求3所述的蒸汽驱动热泵辅助隔壁塔工艺系统的工艺方法，其特征在于，苯、甲苯和对二甲苯的混合物按照其摩尔比为1:3:1的比例从所述隔壁塔的预分离塔进入，经分离后塔顶得到产物苯，侧线得到产物甲苯，塔底得到产物对二甲苯，在分离的过程中，隔壁塔塔顶蒸汽的温度为60～100℃，塔底馏出液的温度为100～160℃，塔顶冷凝液的回流比为1～10，隔壁塔塔顶压缩机的压缩比为5.4-7。