一种精馏塔、精馏系统及精馏方法技术方案

本发明专利技术的实施例提供一种精馏塔、精馏系统及精馏方法，涉及化工生产技术领域，结构简单，降低了精馏脱水的能耗，且投资和运行成本低。一种精馏塔，包括塔体外壳，所述塔体外壳上方连通有冷凝器，下方连通有再沸器，内部设有精馏脱水单元，所述精馏脱水单元包括沿竖直方向依次设置的精馏段和脱水段，对应所述脱水段设有降液管，所述降液管用于将所述脱水段上方的液相含水混合物直接引流至所述脱水段下方，所述塔体外壳对应所述精馏段设有入料口。本发明专利技术的实施例用于含水混合物的精馏脱水。

A distillation column, rectification system and rectification method

The embodiment of the invention provides a distillation tower, a distillation system and a distillation method, which relates to the technical field of chemical production, has simple structure, reduces the energy consumption of distillation dehydration, and has low investment and operation cost. A distillation tower, including a column outer shell, is connected with a condenser above the column outer shell, a reboiler below the column outer shell, and an internal distillation dehydration unit. The distillation dehydration unit comprises a distillation section and a dehydration section arranged sequentially along the vertical direction, and the corresponding dehydration section is provided with a downcomer tube, the downcomer tube is used for the said section. The liquid phase water mixture above the dehydration section is directly drained to the lower part of the dehydration section, and the outer shell of the column is provided with an inlet for the rectification section. Embodiments of the invention are used for distillation dehydration of aqueous mixtures.

【技术实现步骤摘要】
一种精馏塔、精馏系统及精馏方法
本专利技术涉及化工生产
，尤其涉及一种精馏塔、精馏系统及精馏方法。
技术介绍
精馏塔，是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。精馏塔也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。煤气制低碳醇是当前社会经济效益较好的工艺路线，煤气催化合成低碳醇后的产物是烃、低碳醇与水的混合物，低碳醇需要经过分离提纯后才具有高价值，因此，烃、低碳醇与水的混合物常需要经过精馏工艺来去除其他烃、醇和水等，以得到较纯的低碳醇。但是，除甲醇外低碳醇其它组分均与水形成共沸物，传统的普通精馏工艺无法完全分离低碳醇、水和烃类的混合物。一般的，为了提高低碳醇的纯度，常需要在精馏工艺后，再进行共沸精馏和萃取精馏等工艺，但是这两种技术由于需要加入大量的共沸剂或萃取剂，造成热量消耗较大、用于实现分离工艺的设备的规格尺寸也增大很多。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种精馏塔、精馏系统及精馏方法，结构简单，降低了精馏脱水的能耗，且投资和运行成本低。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，提供一种精馏塔，包括塔体外壳，所述塔体外壳上方连通有冷凝器，下方连通有再沸器，内部设有精馏脱水单元，所述精馏脱水单元包括沿竖直方向依次设置的精馏段和脱水段，对应所述脱水段设有降液管，所述降液管用于将所述脱水段上方的液相含水混合物直接引流至所述脱水段下方，所述塔体外壳对应所述精馏段设有入料口。进一步地，所述精馏段和所述脱水段在所述塔体外壳内沿竖直方向自上而下依次设置，所述精馏段和所述脱水段之间设有用于收集液相含水混合物的第一断塔板，所述降液管设置在所述第一断塔板的下方，且延伸至所述脱水段下方，用于将所述第一断塔板上的液相含水混合物引流至所述脱水段下方。进一步地，所述第一断塔板上开设有降液口和升气口，所述降液口与所述降液管的上端连通，所述第一断塔板上方还设有升气管，所述升气管的下端与所述升气口连通，所述升气管的上端高于所述第一断塔板上的液相含水混合物液面。进一步地，所述降液管下端设有液相暂存部，所述液相暂存部的侧壁上边缘高于所述降液管的下端。进一步地，所述升气管的上方设有液相遮挡部，所述液相遮挡部用于阻挡所述升气管上方的液相含水混合物落入升气管内，所述升气管与所述液相遮挡部之间具有用于排气的出气间隙。进一步地，所述塔体外壳对应所述脱水段连通有干燥脱水剂进口，所述脱水段下方设有用于承载干燥脱水剂的第二断塔板，所述降液管穿过所述第二断塔板延伸至所述第二断塔板下方，所述第二断塔板上设有所述升气口和所述升气管。进一步地，所述塔体外壳对应所述第二断塔板设有干燥脱水剂出口。进一步地，所述塔体外壳内沿竖直方向依次设有多个所述精馏脱水单元，多个所述精馏脱水单元中的每相邻的两个所述精馏段之间均具有一个所述脱水段。第二方面，提供一种精馏系统，包括上述的精馏塔，还包括再生塔，所述再生塔的入料口与所述精馏塔的干燥脱水剂出口连通，所述再生塔的出料口与所述精馏塔的干燥脱水剂进口连通，所述再生塔用于脱除干燥脱水剂中的水分。第三方面，提供一种应用上述的精馏系统的精馏方法，用于对含水混合物脱水，包括：将液相含水混合物加入所述精馏塔内，液相含水混合物受重力影响经过所述精馏段向所述精馏塔下方流动；将液相含水混合物加热至沸腾，产生气相含水混合物，气相含水混合物经过所述脱水段和所述精馏段向所述精馏塔上方流动；将上升至所述精馏塔顶部的气相含水混合物冷凝，产生液相含水混合物，其中一部分为副产物从该处排出，另一部分在重力的影响下经过所述精馏段向所述精馏塔下方回流；返回执行所述将液相含水混合物加热至沸腾的步骤，以此根据精馏原理完成精馏过程，以使得所述精馏塔下方生成目标产物并采出。进一步地，该方法包括：向所述精馏塔内的所述脱水段加入干燥脱水剂；从所述精馏塔内的所述脱水段收集含水的干燥脱水剂；将含水的干燥脱水剂加入所述再生塔内脱水；将经过所述再生塔脱水后的干燥脱水剂再次加入所述精馏塔内的所述脱水段中。进一步地，该方法包括：从所述精馏塔内的所述脱水段上方加入干燥脱水剂；从所述精馏塔内的所述脱水段下方收集含水的干燥脱水剂。本专利技术实施例提供的精馏塔、精馏系统及精馏方法，塔体外壳上方连通有冷凝器，下方连通有再沸器，内部设有精馏脱水单元，由于精馏脱水单元包括沿竖直方向依次设置的精馏段和脱水段，且对应脱水段设有降液管，降液管用于将脱水段上方的液相含水混合物直接引流至脱水段下方，塔体外壳对应精馏段设有入料口。这样，在精馏时，液相含水混合物加入精馏塔内，液相含水混合物受重力影响会经过精馏段和降液管向精馏塔下方流动，避免液相含水混合物对脱水段的脱水效果产生影响；液相含水混合物落至精馏塔下方后，被加热至沸腾，产生气相含水混合物，气相含水混合物向精馏塔上方流动并经过脱水段和精馏段，其中，脱水段可以吸收气相含水混合物中的水分，以提高脱水效果；接着，上升至精馏塔顶部的气相含水混合物会被冷凝器冷凝，产生液相含水混合物，其中一部分为副产物从该处排出，另一部分在重力的影响下经过精馏段和降液管向精馏塔下方回流，进而在精馏塔底部被再沸器再次加热至沸腾，再次产生气相含水混合物，如此循环，最终使得精馏塔下方可生成目标产物，例如，纯度较高的不含水低碳醇。由于设置了脱水段，可除去气相含水混合物中大部分水分，提高产物纯度，进而不用再进行共沸精馏和萃取精馏等工艺，即，不用再加入大量的共沸剂或萃取剂，因此，结构简单，降低了精馏脱水的能耗，且投资和运行成本低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的精馏塔的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的精馏塔的精馏脱水单元的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的精馏塔设置多个精馏脱水单元的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的精馏系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的精馏方法的步骤流程图。附图标记：1-塔体外壳；11-精馏塔入料口；12-干燥脱水剂进口；13-干燥脱水剂出口；2-冷凝器；3-再沸器；4-精馏脱水单元；41-精馏段；42-脱水段；5-降液管；51-液相暂存部；6-第一断塔板；61-降液口；62-升气口；7-升气管；71-液相遮挡部；72-出气间隙；8-第二断塔板；100-精馏塔；200-再生塔；201-再生塔入料口；202-再生塔出料口；300-入料泵；400-出料泵。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精馏塔，包括塔体外壳，所述塔体外壳上方连通有冷凝器，下方连通有再沸器，其特征在于，内部设有精馏脱水单元，所述精馏脱水单元包括沿竖直方向依次设置的精馏段和脱水段，对应所述脱水段设有降液管，所述降液管用于将所述脱水段上方的液相含水混合物直接引流至所述脱水段下方，所述塔体外壳对应所述精馏段设有入料口。

【技术特征摘要】
1.一种精馏塔，包括塔体外壳，所述塔体外壳上方连通有冷凝器，下方连通有再沸器，其特征在于，内部设有精馏脱水单元，所述精馏脱水单元包括沿竖直方向依次设置的精馏段和脱水段，对应所述脱水段设有降液管，所述降液管用于将所述脱水段上方的液相含水混合物直接引流至所述脱水段下方，所述塔体外壳对应所述精馏段设有入料口。2.根据权利要求1所述的精馏塔，其特征在于，所述精馏段和所述脱水段在所述塔体外壳内沿竖直方向自上而下依次设置，所述精馏段和所述脱水段之间设有用于收集液相含水混合物的第一断塔板，所述降液管设置在所述第一断塔板的下方，所述降液管延伸至所述脱水段下方，用于将所述第一断塔板上的液相含水混合物引流至所述脱水段下方。3.根据权利要求2所述的精馏塔，其特征在于，所述第一断塔板上开设有降液口和升气口，所述降液口与所述降液管的上端连通，所述第一断塔板上方还设有升气管，所述升气管的下端与所述升气口连通，所述升气管的上端高于所述第一断塔板上的液相含水混合物液面。4.根据权利要求3所述的精馏塔，其特征在于，所述降液管下端设有液相暂存部，所述液相暂存部的侧壁上边缘高于所述降液管的下端。5.根据权利要求3所述的精馏塔，其特征在于，所述升气管的上方设有液相遮挡部，所述液相遮挡部用于阻挡所述升气管上方的液相含水混合物落入升气管内，所述升气管与所述液相遮挡部之间具有用于排气的出气间隙。6.根据权利要求3所述的精馏塔，其特征在于，所述塔体外壳对应所述脱水段连通有干燥脱水剂进口，所述脱水段下方设有用于承载干燥脱水剂的第二断塔板，所述降液管穿过所述第二断塔板延伸至所述第二断塔板下方，所述第二断塔板上设有所述升气口和所述升气管。7.根据权利要求6所述的精馏塔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明水，李克忠，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13