【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工设备及工艺，具体涉及一种工质热泵浓缩精馏系统及工艺。
技术介绍
1、化工工业过程的能耗一直是企业非常重视的问题，而浓缩与精馏是化工单元操作中耗能较多的单元操作，约70%以上的化学工业能耗用于浓缩和精馏。
2、传统的浓缩与精馏过程，一般采用蒸汽或者热媒加热的方式提供给再沸器热量，而蒸汽多采用空冷或水冷的方式进行冷却，在消耗大量蒸汽的同时，也消耗了大量的冷水或冷媒。而高温蒸汽多来自于蒸汽锅炉，采用煤或者天然气为燃烧介质，释放大量的co2，不符合国家倡导的节能降碳政策。从能耗角度，蒸汽冷凝释放的热量通过冷却水的方式带走，最终通过凉水塔的方式释放至大气中，极大的浪费了热量，同时也耗费了电能。因此，化工节能技术已经成为目前政策环境下迫在眉睫的关键技术。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是:解决上述
技术介绍
中存在的问题，而提供一种能同时进行浓缩和精馏两种工艺并提供三种精良产品、实现节能降耗减排的工质热泵浓缩精馏系统及工艺。
2、本专利技术采用的技术方案是:
3、一种工质热泵浓缩精馏系统，包括一级浓缩釜、二级浓缩釜、精馏塔、精馏塔回流罐、压缩机、一级浓缩釜再沸器、二级浓缩釜再沸器、精馏塔再沸器、精馏塔冷凝器，精馏塔尾气冷凝器、电子膨胀阀和精馏塔回流泵；
4、原料通过一级浓缩釜的第一进料口进入釜内，一级浓缩釜的釜底出料一部分通过管路连接至一级浓缩釜再沸器的第三进料口，一级浓缩釜的釜底出料另一部分通过管路连接至二级浓缩釜
5、精馏塔的塔顶蒸汽经第一气相管连接至精馏塔冷凝器，精馏塔冷凝器的第二气相管连接至精馏塔尾气冷凝器，精馏塔尾气冷凝器的第三气相管连接废气处理系统或排空，精馏塔冷凝器和精馏塔尾气冷凝器的冷凝液通过管路连接至精馏塔回流罐，精馏塔回流罐的底部馏出液通过第一馏出液管连接至精馏塔回流泵进口端，精馏塔回流泵出口端馏出液一部分通过第二馏出液管返回连接至精馏塔，精馏塔回流泵出口端馏出液另一部分作为塔顶产品通过第二出料管出料，精馏塔的塔底釜液一部分连接至精馏塔再沸器的第六进料口，精馏塔的塔底釜液另一部分作为精馏塔塔底产品通过第三出料管出料；
6、制冷剂工质经压缩机增压升温后输出经第一工质气相管连接至一级浓缩釜再沸器壳程进口，一级浓缩釜再沸器壳程出口经第一工质液相管连接至精馏塔再沸器壳程进口，精馏塔再沸器壳程出口经第二工质液相管连接至电子膨胀阀一端，电子膨胀阀的另一端经第三工质液相管连接至精馏塔冷凝器的工质进口，精馏塔冷凝器工质的出口通过第二工质气相管返回至压缩机。
7、上述本专利技术的工质热泵浓缩精馏系统具有两级浓缩釜、两级浓缩釜再沸器、精馏塔及精馏再沸器，能提供浓缩液产品和精馏塔塔顶馏出液产品、精馏塔塔底釜液等多种精良产品；上述本专利技术系统还采用工质热泵系统为一级浓缩釜再沸器、精馏塔再沸器提供加热能源，为精馏塔冷凝器提供冷却能源，一级浓缩釜的釜顶蒸发汽还给二级浓缩釜再沸器提供加热能源。
8、一种基于上述工质热泵浓缩精馏系统的浓缩精馏工艺，包括:
9、(1)将待浓缩的稀薄液原料送入一级浓缩釜中，制冷剂工质经压缩机增压升温后为一级浓缩釜再沸器提供加热热源，一级浓缩釜再沸器为一级浓缩釜内原料进行循环加热，使一级浓缩釜内原料被加热浓缩；
10、 (2)一级浓缩釜的釜底浓缩液送入二级浓缩釜中，一级浓缩釜的釜顶蒸发汽经二级浓缩釜再沸器后进入精馏塔，一级浓缩釜的釜顶蒸发汽为二级浓缩釜再沸器提供加热热源，二级浓缩釜再沸器为二级浓缩釜内浓缩液进行循环加热，使二级浓缩釜内浓缩液被加热浓缩；
11、(3)二级浓缩釜内浓缩液浓缩到符合浓度要求后由釜底出料管提供浓缩液产品出料；
12、(4)一级浓缩釜和二级浓缩釜的釜顶蒸发汽进入精馏塔进行精馏，精馏塔釜底设置精馏塔再沸器，精馏塔再沸器对精馏塔内精馏液循环加热，而精馏塔再沸器的加热热源由压缩机增压升温后的工质提供；
13、(5)精馏塔塔顶得到高纯度溶剂，精馏塔塔底得到高纯度的重组分物料；
14、(6)由压缩机增压升温输出的高温气态工质经一级浓缩釜再沸器、精馏塔再沸器换热后再经电子膨胀阀节流降温后成为液态工质，该液态工质与精馏塔冷凝器进行热换，液态工质被蒸发为气态工质，气态工质进入压缩机，如此循环。
15、上述技术方案中，所述的步骤(1)中一级浓缩釜釜底温度≤125℃。
16、上述技术方案中，所述步骤(1)中一级浓缩釜再沸器的换热温度范围在60-125℃。
17、上述技术方案中，所述的步骤(4)中精馏塔再沸器换热温度范围在60-125℃。
18、上述技术方案中，所述步骤(4)中精馏塔釜底温度≤125℃。
19、上述技术方案中，所述步骤(6)中工质为r245fa，r134a，r1233zd或者r515b。
20、上述技术方案中，所述步骤(2)中二级浓缩釜再沸器热源为一级浓缩釜的釜顶蒸发汽。
21、上述技术方案中，所述步骤(6)中压缩机的压缩比为1.5-8.0，升温范围为25-90℃。
22、上述技术方案中，所述一级浓缩釜再沸器、二级浓缩釜再沸器和精馏塔再沸器为列管式换热器，所述精馏塔冷凝器和精馏塔尾气冷凝器也为列管式换热器。
23、上述技术方案中，所述步骤（6)中压缩机为螺杆式压缩机、离心式压缩机或罗茨式压缩机。
24、上述技术方案中，所述精馏塔为填料塔或板式塔。
25、本专利技术的实质性特点和显著效果：
26、本专利技术提供了一种安全性高且稳定的工质热泵浓缩精馏系统及工艺，具有如下实质性特点：
27、1）系统对物料进行浓缩与精馏的工艺，该工艺采用工质热泵加热与冷却，高效节能；
28、2）待处理物料先进入两级浓缩釜进行浓缩，通过双效浓缩，在浓缩釜釜底出口得到合格的浓缩液产品；
29、3）双效浓缩釜蒸发出去的溶剂，进入精馏塔进行精馏，得到高纯度的溶剂产品；
30、4）工质气态进入压缩机，压缩升温，成为高温的工质蒸汽；
31、5）压缩机出口的高温工质蒸汽依次与一级浓缩釜再沸器、精馏塔再沸器进行换热，对工艺物料进行加热使其汽化，工质蒸汽放热冷凝成液态；
32、6）液态工质节流后成为低温工质，低温工质在精馏塔冷凝器中将精馏塔塔顶蒸汽冷凝成液，工质吸热蒸发成为蒸汽，蒸汽工质返回进入压缩机，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工质热泵浓缩精馏系统，其特征在于：包括一级浓缩釜、二级浓缩釜、精馏塔、精馏塔回流罐、压缩机、一级浓缩釜再沸器、二级浓缩釜再沸器、精馏塔再沸器、精馏塔冷凝器，精馏塔尾气冷凝器、电子膨胀阀和精馏塔回流泵；
2.一种基于权利要求1所述工质热泵浓缩精馏系统的浓缩精馏工艺，其特征在于，包括:
3.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述的步骤(1)中一级浓缩釜釜底温度≤125℃，一级浓缩釜再沸器换热温度范围在60-125℃。
4.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述的步骤(4)中精馏塔再沸器换热温度范围在60-125℃，精馏塔釜底温度≤125℃。
5.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述步骤(6)中工质为R245 fa，R134a， R1233zd或者R515b。
6.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述步骤(2)中二级浓缩釜再沸器热源为一级浓缩釜的气相输出。
7.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述步骤(6)中压缩机的压缩比为1.5-8.0，升
8.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述一级浓缩釜再沸器、二级浓缩釜再沸器和精馏塔再沸器为列管式换热器，所述精馏塔冷凝器和精馏塔尾气冷凝器也为列管式换热器。
9.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述步骤（6)中压缩机为螺杆式压缩机、离心式压缩机或罗茨式压缩机。
10.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述精馏塔为填料塔或板式塔。
...【技术特征摘要】
1.一种工质热泵浓缩精馏系统，其特征在于：包括一级浓缩釜、二级浓缩釜、精馏塔、精馏塔回流罐、压缩机、一级浓缩釜再沸器、二级浓缩釜再沸器、精馏塔再沸器、精馏塔冷凝器，精馏塔尾气冷凝器、电子膨胀阀和精馏塔回流泵；
2.一种基于权利要求1所述工质热泵浓缩精馏系统的浓缩精馏工艺，其特征在于，包括:
3.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述的步骤(1)中一级浓缩釜釜底温度≤125℃，一级浓缩釜再沸器换热温度范围在60-125℃。
4.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述的步骤(4)中精馏塔再沸器换热温度范围在60-125℃，精馏塔釜底温度≤125℃。
5.根据权利要求2所述的浓缩精馏工艺，其特征在于，所述步骤(6)中工质为r245 fa，...
【专利技术属性】
技术研发人员：谈敏杰，谈卫军，文峰，
申请(专利权)人：上海敏杰制药机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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