專利名稱：蒸餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前敘部分的蒸餾裝置，并且涉及該裝置的一種用途。
這種類型的裝置見述于與生產(chǎn)濃過氧化氫H2O2相關(guān)的EP-A0419406中。這種已知裝置的特征在于在蒸餾塔的集液槽及頂部之間存在著低的壓差，因而相對低的操作溫度及最高溫度為該裝置提供了改進的安全性。本發(fā)明的目的是進一步開發(fā)該已知的裝置。在這方面通過使用熱泵，可特別獲得能耗的減少。通過如在權(quán)利要求1和特別是在權(quán)利要求2中定義的裝置可實現(xiàn)這一目的。
權(quán)利要求3-9與根據(jù)本發(fā)明的蒸餾裝置的優(yōu)選實施方案有關(guān)。權(quán)利要求10的主題是用于生產(chǎn)濃過氧化氫的裝置。
為了在蒸餾期間節(jié)省能源，可將到達塔頂?shù)囊徊糠譄崮芡ㄟ^熱泵達到較高的溫度水平，并且所述如此轉(zhuǎn)化的熱能用來加熱集液槽蒸發(fā)器。在該布置中，可用一直接排氣壓縮或蒸汽噴射壓縮機以及任何其它種類的熱泵。
集液槽的受熱器和塔頂熱源之間的溫度差越大，則熱泵的效率越低，因而所需的比能也就越大。根據(jù)本發(fā)明，該塔可在不同的溫度水平上安置兩個或兩個以上蒸發(fā)器。在這種情形下必須將熱源的能源轉(zhuǎn)化為只有部分達到集液槽蒸發(fā)器所需的溫度水平。蒸發(fā)器所需的熱能的其它部分只需上升到其它緊接著的受熱器的較低溫度水平，結(jié)果導(dǎo)致驅(qū)動熱泵所需能源的顯著降低。
以濃過氧化氫H2O2的生產(chǎn)為例，通過采用直接排氣壓縮，使用一個兩級徑向壓縮機和使用一個理想匹配的中間蒸發(fā)器需要1200KW的驅(qū)動力。該功率比同樣具有兩級徑向壓縮機的所述已知裝置的壓縮機驅(qū)動力要少300KW。在一帶蒸氣噴射壓縮機的變體中，驅(qū)動蒸氣的量從12000kg/h被降低到稍小于10000kg/h。
由于根據(jù)本發(fā)明的對蒸餾裝置的進一步開發(fā)，只需要較小的熱泵，同時也降低了投資費用。
根據(jù)本發(fā)明的裝置也適用于例如帶有所謂純苯乙烯塔的方法，其中各種低揮發(fā)組分從苯乙烯中分離出來。
下面將參照附圖對本發(fā)明進行解釋，其中附圖所顯示的是

圖1根據(jù)本發(fā)明的帶有第一蒸發(fā)器和中間蒸發(fā)器的裝置；圖2圖1裝置的變體；圖3根據(jù)本發(fā)明的帶有兩個液化器的裝置；和圖4根據(jù)本發(fā)明的帶有兩個液化器和兩個蒸發(fā)器的裝置的蒸餾塔。
在圖1中，裝置1由蒸餾塔2、壓縮機6、餾出液收集器7和冷凝器8組成。將來自儲池3的原料溶液F送入塔2中，并在那里轉(zhuǎn)化為廢蒸氣和產(chǎn)品P(儲池4)。廢蒸氣從塔2的頂部25中排出，產(chǎn)品P則從集液槽24中排出。該廢蒸氣的大部分被用作通過壓縮機6驅(qū)動的熱泵的工作介質(zhì)。已壓縮過的廢蒸氣作為蒸餾的熱源。熱交換過程中出現(xiàn)的冷凝液以有由冷凝器8中廢蒸氣的非壓縮殘留物生成的冷凝液匯合形成餾出液D(儲池5)。
塔2包括以下組件第一蒸發(fā)器20a(直接安置在集液槽24的上方)、中間蒸發(fā)器20b(安置在第一蒸發(fā)器20a和下部填料區(qū)240的上方)、上部填料區(qū)250、用于回流(餾出液D或軟化水)的分配器201、用于流入即用于供給原料溶液F和用于通過泵23循環(huán)溶液的分配器203、用于在蒸發(fā)器20b中濃縮溶液的收集器204以及分配器205，和用于通過泵22循環(huán)產(chǎn)品P的分配器206。
以下述方式設(shè)計各組件使得在集液槽24和塔2的頂部25之間只有微小的壓力降降膜蒸發(fā)器20a和20b；以帶有薄板的已知設(shè)備的形式的收集器204；有序填料240和250(帶波紋板的垂直層)。
在頂部25排出的廢蒸汽經(jīng)管線200以及管線72和82分別進入餾出液收集器7和冷凝器8。通過餾出液收集器7的液滴分離器70傳導(dǎo)的較大部分的廢蒸汽經(jīng)管線76進入壓縮機6(通過馬達61驅(qū)動的徑向壓縮機)的第一級6b，在這里該廢蒸汽被壓縮至可在中間蒸發(fā)器20b中形成冷凝作用的壓力。一部分中間壓縮的廢蒸汽流經(jīng)管線62b進入中間蒸發(fā)器20b，一部分經(jīng)管線60流進壓縮機6和第二級6a。該第二部分在經(jīng)二次壓縮后經(jīng)管線62a進入第一蒸發(fā)器20a中，在這里所述廢蒸汽以比在中間蒸發(fā)器20b高的溫度放熱冷凝出來。在蒸發(fā)器20a和20b中冷凝的廢蒸汽流經(jīng)管線72a和72b進入餾出液收集器7，并在那里壓力被釋放壓縮機的吸引壓力。
與圖1作為例子的實施方案相反，也可將第一蒸發(fā)器20a安置在集液槽24中參見圖2。在這里第一蒸發(fā)器20a可作為一自然循環(huán)蒸發(fā)器、升膜式蒸發(fā)器或升管式蒸發(fā)器。也可以將中間蒸發(fā)器20b設(shè)計成已知的蒸發(fā)器類型中的一種形式。
圖2的蒸餾塔2還顯示了進料的分配器203和中間蒸發(fā)器20b之間的填料區(qū)230?？稍趫D1中見到的各種細(xì)節(jié)將不再在圖2中顯示出來。
圖3以一種非常簡明的方式顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中通過第一液化器21a將廢蒸汽在塔內(nèi)冷凝出來。中間液化器21b被安置在第一液化器和上部填料區(qū)250a的下方。第二填料區(qū)250b位于中間液化器21b和進料分配器203之間。該實施例中在下部填料區(qū)240下方只提供一蒸發(fā)器20。在這里有一個兩級熱泵，具有作為工作介質(zhì)的物質(zhì)閉路循環(huán)，可在兩個溫度水平(不同壓力下)被液化器21a和21b蒸發(fā)以用作熱源。因此，對于汽態(tài)的工作介質(zhì)壓縮機6具有兩個輸入和進料管線26a和26b。被壓縮的工作介質(zhì)經(jīng)管線62進入蒸餾塔唯一的蒸發(fā)器20，在其中被放熱冷凝。冷凝的工作介質(zhì)流經(jīng)節(jié)流構(gòu)件63a和63b分別進入兩個蒸發(fā)器21b和21a中，并在其中被吸熱地蒸發(fā)。
最后圖4顯示了安置有兩個蒸發(fā)器20a和20b以及液化器21a和21b的蒸餾塔2。在上部液化器21a的下方收集器202收集餾出液D。該蒸餾塔的其它組件在相關(guān)的其它實施例中已有描述。
當(dāng)使用熱泵時，最好僅使用液化器21a和21b中的一個作為熱源或僅使用蒸發(fā)器20a和20b中的一個作為熱泵的受熱器。這樣做是否有利取決于用于加熱和/或冷卻目的的其它可用裝置(當(dāng)進行蒸餾時偶爾可用)的有效性。
根據(jù)本發(fā)明的裝置1在濃過氧化氫H2O2的生產(chǎn)中特別有用，其中從含約30％H2O2的原料溶液F可制得含約70％H2O2的產(chǎn)品溶液P。餾出液D為最多含0.01％H2O2的水。所述原料溶液可具有25-45％范圍內(nèi)不同的H2O2濃度。在偶然的情況下制備出含50％或60％H2O2的產(chǎn)品溶液已經(jīng)足夠。
權(quán)利要求
1.蒸餾裝置(1)，它帶有包括填料(240，250)和蒸發(fā)器(20a)的塔(2)，塔組件沿垂直軸線安置并組成一結(jié)構(gòu)單元，在所述裝置操作期間以上所有組件以一種在塔的集液槽(24)和頂部(25)之間僅存在微小的壓力降的方式進行，其特征在于提供至少兩個蒸發(fā)器(20a，20b)，即安置在集液槽中或直接在集液槽上方的第一蒸發(fā)器(20a)以及安置在第一蒸發(fā)器和下部填料區(qū)(240)上方的中間蒸發(fā)器(20b)；和/或提供至少兩個液化器(21a，21b)，即安置在塔頂部的第一液化器(21a)和安置在第一液化器及上部填料區(qū)(250a)下方的中間液化器(21b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于熱泵(25，6，20a，20b；21a，21b，6，20)在塔頂部(25)和所述集液槽(24)之間產(chǎn)生熱傳遞以及熱轉(zhuǎn)化連接關(guān)系(200，72，62a，62b)；在于熱泵以至少兩級(6a，20a/6b，20b；6，21a，21b)進行；在于第一蒸發(fā)器(20a)和中間蒸發(fā)器(20b)代表兩個溫度水平下熱泵的散熱器；和/或在于第一液化器(21a)和中間液化器(21b)代表兩個溫度水平下熱泵的熱源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于所述熱泵包括一個至少兩級的冷凝器(6)以及使用在蒸汽壓縮后(特別是提供一個兩級徑向壓縮機(6a，6b，61)作為壓縮機)可被冷凝至所述蒸發(fā)器或所有蒸發(fā)器(20；20a，20b)溫度水平的工作介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于可從塔(2)頂部(25)排出的廢蒸汽用作工作介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于熱泵(21a，21b，6，20)使用可被蒸發(fā)器(21a，21b)蒸發(fā)、用作所述熱源或所有熱源的作為工作介質(zhì)的閉路循環(huán)中的物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的裝置，其特征在于至少中間蒸發(fā)器(20b)是以降膜蒸發(fā)器實施的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的裝置，其特征在于第一蒸發(fā)器(20a)是以自然循環(huán)蒸發(fā)器、升膜式蒸發(fā)器或升管式蒸發(fā)器實施的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的裝置，其特征在于各填料(230，240，250，250a，250b)或填料區(qū)以一種有序的方式構(gòu)造，并特別具有帶玻紋板的垂直層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的裝置，其特征在于帶分配器(203)的原料溶液(F)的進料管線被安置在中間蒸發(fā)器(20b)的上方，其中另外的填料區(qū)(230)可被安置在所述分配器和所述中間蒸發(fā)器之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的裝置用來生產(chǎn)濃過氧化氫H2O2，特別是用于從約含30％H2O2的原料溶液中制備約含70％H2O2的產(chǎn)品。
全文摘要
蒸餾裝置(1)包括帶填料(240,250)以及蒸發(fā)器(20a)的塔(2)。該塔的單元沿垂直軸線安置并裝配成一結(jié)構(gòu)單元。它們以一種方式進行,得在該裝置操作期間在集液槽(24)和塔頂部(25)之間僅有微小的壓力降。提供至少兩個蒸發(fā)器(20a,20b),即安置在所述集液槽中或直接在集液槽上方的第一蒸發(fā)器(20a),以有安置在第一蒸發(fā)器和下部填料區(qū)(240)上方的中間蒸發(fā)器(20b);和/或提供至少兩個液化器(21a,21b),即安置在塔頂?shù)牡谝灰夯?21a)和安置在第一液化器及上部填料區(qū)(250a)下方的中間液化器(21b)。
文檔編號B01D3/00GK1186709SQ9712007
公開日1998年7月8日 申請日期1997年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月9日
發(fā)明者A·梅利 申請人:蘇舍化學(xué)技術(shù)有限公司