利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統的製作方法

2023-06-21 15:49:19 2

相關申請

本申請是申請日為2014年4月25日申請號為201480000344.0、名稱為"利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統"的專利申請的分案申請。

本發明涉及一種利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統，更為詳細地涉及一種利用沸點差分離混合物的蒸餾系統，其中將從汽提器爐模塊排出的上部蒸氣凝縮並蒸發之後，多級壓縮該蒸發的水蒸氣供應到至少兩個以上的汽提器，從而能夠提高汽提器的上部蒸氣的熱回收率，並能減少蒸餾工序所需時間和費用。

背景技術：

蒸餾系統利用沸點差分離供給原料中存在的混合物質。在蒸餾系統的上部低沸點物質(highvolatilecomponent)蒸發分離成上部蒸氣(overheadvapor)形態，在蒸餾系統的下部高沸點物質(lowvolatilecomponent)分離成未蒸餾形態。此時，低沸點物質與高沸點物質分別可以為單一成分，也分別可以為二成分以上的混合物質。

這種蒸餾系統必定包括利用沸點差分離物質的蒸發分離器，蒸發分離器包括蒸餾塔(distillationcolumn)、精餾塔(rectificationcolumn)、汽提塔(strippingcolumn)、汽提容器(strippingvessel，stripper)等。

在蒸發分離器中，當提取低沸點物質用作目標對象產品時使用精餾塔，當提取高沸點物質用作目標對象產品時使用汽提塔或者汽提容器。汽提塔主要用於提取低粘度的高沸點物質，汽提容器主要用於提取高粘度的高沸點物質。

圖1是示意地表示具備汽提容器的以往的蒸餾系統的圖。如圖1所示，具備汽提容器的以往的蒸餾系統10包括用於使供給原料分離成高沸點物質與低沸點物質的汽提容器110和用於使低沸點物質的上部蒸氣濃縮的濃縮器120。汽提容器110用於去除並提純低沸點物質並將其作為原料物質回收，並使高粘度的高沸點物質乾燥而獲取最終產品。

當從蒸汽供給部160蒸汽供應到汽提容器110時，蒸汽直接接觸汽提容器110下部的高粘度混合物質並進行熱傳遞，由於該熱，混合物質中的低沸點物質蒸發並與水蒸氣一起作為上部蒸氣排出，而混合物質中的高沸點物質與蒸汽的凝縮水一起向外部排出。

但是，圖1所示蒸餾系統在單一汽提容器110中將供給原料分離成低沸點物質與高沸點物質，因此供給原料無法得到精密分離，導致產品的純度或者回收率低。

為了解決上述圖1的蒸餾系統的問題，提出有具備兩個以上汽提容器的蒸餾系統。

圖2是示意地表示以往的利用兩個以上汽提容器的蒸餾系統的圖。如圖2所示，具備兩個汽提容器的蒸餾系統20包括：接收供給原料的第一汽提容器111；第二汽提容器112，接收在第一汽提容器111中未被去除的物質；凝縮蒸發器120，從第一汽提容器111排出的上部蒸氣與水在所述凝縮蒸發器120中進行熱交換；凝縮器130，用於最終凝縮在凝縮蒸發器120中未被凝縮的上部蒸氣；及兩個壓縮模塊141、142。

在具備兩個汽提容器的蒸餾系統20中，首先，供給原料被供應到第一汽提容器111中。根據第一汽提容器111所要求的溫度從蒸汽供給部160供應蒸汽時，供給原料中的低沸點物質作為上部蒸氣排出，高沸點物質在下部分離成未蒸餾形態。此時，在第一汽提容器111中，只是具有規定溫度以下沸點的低沸點物質作為上部蒸氣排出，而具有規定溫度以上沸點的物質不會作為上部蒸氣排出。由於這些原因等，在第一汽提容器111中並非所有的供給原料都分離成低沸點物質和高沸點物質，而為了進一步分離，供給原料被供應到第二汽提容器112。

從第一汽提容器111排出的上部蒸氣在凝縮蒸發器120中與水進行熱交換形成飽和水蒸氣之後，通過第一壓縮模塊141再次被供應到第一汽提容器111，並在第一汽提容器中用於分離供給原料。

另外，在凝縮蒸發器120中未被凝縮的上部蒸氣被供應到凝縮器130得到最終凝縮。在凝縮器130中生成的凝縮液利用比重與水分離之後被供應到蒸餾塔180。再沸器190向蒸餾塔供應蒸汽，在再沸器190中生成的蒸汽凝縮水被低壓膨脹(flash)，在第二壓縮模塊142中壓縮後被供應到第二汽提容器112，並與從汽提容器111中排出的供給原料直接進行熱交換，用於最終汽提。

即，需要在凝縮器中凝縮分離的凝縮液為了提純而供應到蒸餾塔180，在再沸器190中高溫蒸汽凝縮水膨脹並蒸發，並在第二壓縮模塊142中經壓縮後供應到第二汽提容器112。通常，從第一汽提容器111排出的上部蒸氣凝縮分離並被供應到蒸餾塔之後，到多級汽提工序穩定為止需要幾個小時。初期為了驅動第一汽提容器111，按照第一汽提容器111所要求的溫度從蒸汽供給部160供應蒸汽，即便從第一汽提容器111排出的上部蒸氣與水進行熱交換生成的水蒸氣通過第一壓縮模塊141再次供應到第一汽提容器111使用，也不夠驅動第一汽提容器111，因此需要從蒸汽供給部160繼續供應蒸汽。

因此，在第二汽提容器112驅動並且第二汽提容器112的上部蒸氣供應到第一汽提容器111之前，需要從外部供應的蒸汽量過多而導致所需費用較大。而且，相比第一汽提容器111所要求的溫度，第二汽提容器112所要求的溫度條件更高，因此具有需要分別驅動第一壓縮模塊141與第二壓縮模塊142的問題。

技術實現要素：

因此，本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統。在利用沸點差分離混合物質的蒸餾系統中，利用從汽提器模塊排出的上部蒸氣蒸發水之後，多級壓縮該蒸發的水蒸氣，供應到至少兩個以上的汽提器，從而能夠提高汽提器的上部蒸氣的熱回收率，並減少蒸餾工序所需費用與時間。

上述目的通過本發明的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統實現，該蒸餾系統利用沸點差將供給原料中存在的混合物質分離成低沸點物質與高沸點物質，其中：汽提器模塊，由多個汽提器構成，接收所述供給原料，所述低沸點物質在所述汽提器模塊中蒸發並作為上部蒸氣排出，所述高沸點物質在下部未被蒸餾而分離，且在各個所述汽提器中蒸發的低沸點物質的氣液平衡壓力和溫度各不相同；凝縮蒸發器，在所述凝縮蒸發器中，從供水源供應的水與通過所述汽提器模塊的所述上部蒸氣進行熱交換，所述上部蒸氣和水分別凝縮蒸發；機械式蒸氣再壓縮(mvr:mechanicalvaporrecompression)模塊，用於多級壓縮從所述上部蒸發器蒸發的水蒸氣；在所述機械式蒸氣再壓縮模塊中壓縮的水蒸氣被供應到至少兩個以上的汽提器。

在此，優選所述機械式蒸氣再壓縮模塊中壓縮的水蒸氣中的一部分被供應到蒸發的低沸點物質溫度最高的汽提器。

在此，優選所述汽提器模塊包括：第一汽提器，接收所述供給原料，供所述低沸點物質蒸發並作為上部蒸氣排出，所述高沸點物質在下部未被蒸餾而分離；和第二汽提器，在比所述第一汽提器高的溫度下驅動，接收在所述第一汽提器中未蒸發的物質，低沸點物質被汽提而作為上部蒸氣排出，高沸點物質在下部未被蒸餾而分離，在所述機械式蒸氣再壓縮模塊中壓縮的水蒸氣中，一部分優先被供應到所述第二汽提器，其餘部分被供應到所述第一汽提器。

在此，優選地，通過所述機械式蒸氣再壓縮模塊的水蒸氣的溫度及壓力為所述第一汽提器中分離所述供給原料所要求的溫度及壓力，並且進一步包括熱式蒸汽再壓縮模塊(tvr:thermalvaporrecompression)，所述熱式蒸汽再壓縮模塊引導通過所述機械式蒸氣再壓縮模塊的水蒸氣的一部分供應到所述第二汽提器側，並將供應到所述第二汽提器的水蒸氣的溫度及壓力增加到所述第二汽提器中分離所述供給原料所要求的溫度及壓力。

在此，優選地所述第二汽提器的上部蒸氣被供應到所述第一汽提器，並在所述第一汽提器中用作分離所述供給原料所需熱源。

在此，優選地進一步包括：蒸汽供給部，用於向所述第一汽提器及所述第二汽提器供應蒸汽；第一閥門，被設置為能夠開閉，用於控制是否向所述第一汽提器供應所述蒸汽；和第二閥門，被設置為能夠開閉，用於控制是否向所述第二汽提器供應所述蒸汽。

在此，優選地進一步包括第三閥門，被設置為能夠開閉，用於將從所述蒸汽供給部供應的所述蒸汽的一部分導向所述熱式蒸氣再壓縮模塊側。

在此，優選地所述機械式蒸氣再壓縮模塊包括：第一模塊，由多個機械式蒸氣再壓縮裝置構成；第二模塊，由多個機械式蒸氣再壓縮裝置構成，用於進一步壓縮通過所述第一模塊的水蒸氣；和層壓機(laminator)，用於降低通過所述第一模塊的壓縮後的水蒸氣的速度，並供應到所述第二模塊。

在此，優選地進一步包括：凝縮器，用於接收在所述蒸發器中未被凝縮的上部蒸氣並進行凝縮；和蒸餾塔，用於接收在所述凝縮器中凝縮的凝縮液。

在此，優選地進一步包括向所述蒸餾塔供應蒸汽的再沸器，所述再沸器的蒸汽凝縮水蒸發並被供應到所述層壓機。

在此，優選地所述層壓機用於使通過所述第一模塊的壓縮後的水蒸氣與從所述再沸器供應的蒸汽凝縮水蒸發而成的蒸氣的溫度相同。

在此，優選地在所述第一模塊的流入端設置有流量控制部。

根據本發明，提供一種利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統，該蒸餾系統使用從汽提器爐模塊排出的上部蒸氣使水蒸發之後，多級壓縮該蒸發的水蒸氣並供應到至少兩個以上的汽提器，從而能夠提高汽提器的排出蒸氣的熱回收率，減少蒸餾工序所需費用。

而且，提供一種利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統，該蒸餾系統在凝縮蒸發器中使水和上部蒸氣進行熱交換，從而能夠與低沸點物質的成分或者飽和蒸氣壓差無關地適用，因此不受汽提對象物質的種類的限制。

而且，多級壓縮在凝縮蒸發器中蒸發的水蒸氣並供應到至少兩個以上的汽提器，從而能夠幾乎同時驅動第二汽提器與第一汽提器。

而且，將從第二模塊噴出的飽和水蒸氣供應至第一汽提器及第二汽提器，從而能夠同時控制第一模塊及第二模塊。

而且，在第一模塊與第二模塊之間設置有層壓機，使飽和水蒸氣以均勻的蒸氣密度流入第二模塊，從而能夠防止第二模塊的裝置受損。

而且，在第一模塊與第二模塊之間設置有層壓機，從而能夠使從再沸器供應的蒸氣與從第一模塊噴出的飽和水蒸氣的溫度相同，並供應到第二模塊。

而且，設置熱式蒸氣再壓縮模塊，從而能夠以簡單地向第二汽提器側供應從第二模塊噴出的飽和水蒸氣。

而且，設置熱式蒸氣再壓縮模塊，從而能夠將從第二模塊噴出的飽和水蒸氣的溫度及壓力簡單地設置為第二汽提器中汽提工序所要求的溫度及壓力。

而且，在凝縮水從凝縮器流入蒸餾塔之後，無需從蒸汽供給部向第一汽提器供應蒸汽，因此能夠有效地減少蒸餾工序所需費用。

附圖說明

圖1是示意地表示具備汽提容器的以往的蒸餾系統的圖。

圖2是示意地表示以往的利用兩個以上汽提容器的蒸餾系統的圖

圖3是示意地表示本發明的一實施例所涉及的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統的圖。

圖4是示意地表示在圖3的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統的凝縮器中生成的凝縮液被供應到蒸餾塔之前的運作的圖。

圖5是示意地表示示意地表示在圖3的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統的凝縮器中生成的凝縮液被供應到蒸餾塔之後的運作的圖。

具體實施方式

下面，參照附圖詳細說明本發明的一實施例所涉及的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統。

本發明涉及一種利用多級汽提容器，即利用多級汽提器的蒸餾系統。本發明的一實施例的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統涉及的是，使用從汽提器爐模塊排出的上部蒸氣使水蒸發之後，多級壓縮該蒸發的水蒸氣並供應到至少兩個以上的汽提器，從而能夠提高汽提器模塊的上部蒸氣的熱回收率，並減少蒸餾工序所需費用的蒸餾系統。

圖3是示意地表示本發明的一實施例所涉及的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統的圖。如圖3所示，本發明的一實施例所涉及的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統100包括：汽提器模塊110，接收供給原料；凝縮蒸發器120，從汽提器模塊110排出的上部蒸氣與水在所述凝縮蒸發器120中進行熱交換；凝縮器130，接收在凝縮蒸發器120中未被凝縮的上部蒸氣並進行凝縮；機械式蒸氣再壓縮模塊140，接收在凝縮蒸發器120中生成的飽和水蒸氣並進行壓縮；熱式蒸氣再壓縮模塊150，用於增加通過機械式蒸氣再壓縮模塊140的飽和水蒸氣中的部分水蒸氣的溫度及壓力；閥門170，用於控制是否從蒸汽供給部160供應蒸汽；蒸餾塔180；及再沸器190。

汽提器模塊110用於去除供給原料中低沸點的單體，獲取高粘度的高沸點聚合物，意味著汽提容器模塊，包括第一汽提器111和第二汽提器112。在此，供給原料可以舉例合成橡膠的聚合反應後生成的混合物質等。

第一汽提器111是接收包含混合物質等的供給原料，並且分離成低沸點物質與高沸點物質的裝置。通過根據第一汽提器111所要求的溫度等的條件受控的第一閥門171，從蒸汽供給部160向第一汽提器111供應蒸汽。而且，第一汽提器111從第二汽提器112接收上部蒸氣，並且接收從第二模塊142排出的飽和水蒸氣。上述蒸汽與飽和水蒸氣是相同物質。從蒸汽供給部160供應的蒸汽直接與第一汽提器111下部的高沸點物質接觸並進行熱傳遞，而由於該熱，混合物質中的低沸點物質蒸發並與水蒸氣一起作為上部蒸氣排出。

另外，第一汽提器111並非使供給原料中存在的低沸點物質全部蒸發。低沸點物質與高沸點物質分別可以為二成分以上的混合物，此時，使全部低沸點物質蒸發所要求的蒸汽的溫度等較高，有可能產生過多費用。因此，在第一汽提器111中只讓具有規定溫度以下沸點的低沸點物質蒸發。

第二汽提器112是接收在第一汽提器111中未被分離的低沸點物質與高沸點物質並進行分離的裝置。在第一汽提器111中只讓具有規定溫度以下沸點的低沸點物質蒸發，而具有規定溫度以上沸點的低沸點物質在第二汽提器112中蒸發，因此第二汽提器112在比第一汽提器111高的溫度下驅動。

第二汽提器112被設置成從蒸汽供給部160及熱式蒸汽再壓縮模塊150接收蒸汽。具體地，通過根據第二汽提器112所要求的溫度等的條件受控的第二閥門172從蒸汽供給部160接收蒸汽。而且，從熱式蒸氣再壓縮模塊150接收通過根據第二汽提器112所要求的溫度等的條件受控的第三閥門173及第二模塊142的蒸汽。

另外，第二汽提器112在比第一汽提器111更高的溫度下驅動。因此，從第二汽提器112排出的上部蒸氣設置成被供應到第一汽提器111，該上部蒸氣在第一汽提器111中用作分離供給原料的熱源。

凝縮蒸發器120為用於凝縮從第一汽提器111供應的單一或者飽和蒸氣壓不同的二成分系以上的上部蒸氣，向水傳遞最大熱量，以生成與傳遞熱量相應的熱量的水蒸氣的結構。更為具體地，從另外的供水源向凝縮蒸發器120供應水，為了使飽和水蒸氣在機械式蒸氣再壓縮模塊140中能夠被壓縮至第一汽提器111所要求的溫度及壓力，凝縮蒸發器120中凝縮必要量的上部蒸氣並向水傳遞熱量。未被凝縮的其餘上部蒸氣被供應到凝縮器130，從上部蒸氣受到熱傳遞的水變成飽和水蒸氣被供應到機械式蒸氣再壓縮模塊140。

在本實施例中，將與上部蒸氣進行熱交換生成的水蒸氣用作壓縮及熱媒體，因此無需壓縮上部蒸氣，也能夠不受限制地適用於飽和蒸氣壓不同的二成分以上的低沸點物質的蒸餾。而且，用水的蒸發潛熱去除上部蒸氣的凝縮潛熱，因此，相比用循環冷卻水的顯熱去除，具有只用相當少量的水也能去除的優點。

凝縮器130為用於凝縮在凝縮蒸發器120中未被凝縮的上部蒸氣的結構。在凝縮蒸發器120中未被凝縮的上部蒸氣被供應到凝縮器130，並在凝縮器130中最終凝縮。在凝縮器130中生成的凝縮液利用比重分離後被供應到蒸餾塔180。

機械式蒸氣再壓縮模塊140為用於將在凝縮蒸發器120中生成的飽和水蒸氣壓縮成第一汽提器111所要求的溫度及壓力的結構，包括第一模塊141、第二模塊142、層壓機143及流量控制部144。

第一模塊141為用於壓縮在凝縮蒸發器130中生成的飽和水蒸氣的結構。第一模塊141由多個機械式蒸氣再壓縮裝置構成。

另外，機械式蒸氣再壓縮裝置可使用高速壓縮器或低速送風離心壓縮器等。當使用送風離心壓縮器時，送風離心壓縮器是10000rpm以下的低速送風離心壓縮器，具有低價，且由於低速運行，長時間運行時壓縮器也不受損傷地穩定地運行的優點。只是，送風離心壓縮器為10000rpm以下，優選為4000～7000rpm的低速壓縮器，比高速多級渦輪壓縮器壓縮比小，因此為了彌補低壓縮比，由多個送風離心壓縮器構成。即，在凝縮蒸發器120中飽和的飽和水蒸氣根據指定的壓縮比在多個送風離心壓縮器中受到多級壓縮。在本實施例中，機械式蒸氣再壓縮裝置以低速送風離心壓縮器為例進行了說明，但是，若能夠將凝縮蒸發器120中生成的飽和水蒸氣的溫度及壓力等條件壓縮成第一汽提器111所要求的溫度及壓力，則並不限定於此。

在第一模塊141的流入端可設置有流量控制部144。在第一汽提器111的初始驅動時上部蒸氣量不多，故可能會導致凝縮蒸發器120中生成的飽和水蒸氣的量少，當少於機械式蒸氣再壓縮裝置所要求的流量時，有可能發生噪音及振動，導致機械式蒸氣再壓縮裝置受損。此時，可通過設置流量控制部144，以防止上述問題。流量控制部144可包括進口導葉(igv:inletguidevane)或者變頻電動機控制等。

第二模塊142是為了使在第一模塊141中壓縮的飽和水蒸氣具有第一汽提器111所要求的溫度及壓力，進行最終壓縮的結構。第二模塊142由多個機械式蒸氣再壓縮裝置構成。另外，第二模塊142的機械式蒸氣再壓縮裝置如同第一模塊141可由低速送風離心壓縮器構成。

層壓機143為設置在第一模塊141與第二模塊142之間，用於降低從第一模塊141噴出的飽和水蒸氣的速度並控制溫度的結構。

第一模塊141由多個送風離心壓縮器構成，用於多級壓縮在凝縮蒸發器120中生成的飽和水蒸氣。通過多個送風離心壓縮器的飽和水蒸氣的速度壓力非常高，且由於葉輪等的旋轉運動形成強烈的渦流。因此，向第二模塊142流入的蒸氣密度分布不均勻，並由於高的速度壓力，第二模塊141的送風離心壓縮器的葉輪端面部分產生過大的應力，由此可能產生振動和破損。第一模塊141與第二模塊141之間設置有層壓機143，降低從第一模塊141噴出的飽和水蒸氣的速度，將飽和水蒸氣的50～90m/s的高速度壓力大部分改變成靜壓，使之以均勻的蒸氣密度，不出現飽和水蒸氣的渦流現象地徐徐地流入第二模塊142。

而且，層壓機143用於調節從第一模塊141噴出的飽和水蒸氣的溫度。層壓機143不僅接收從第一模塊141噴出的飽和水蒸氣，還接收在再沸器190生成的蒸汽凝縮水膨脹蒸發的蒸氣。層壓機143將飽和水蒸氣與蒸氣取得溫度平衡之後供應到第二模塊142。即，使再沸器190中生成的蒸汽凝縮水膨脹蒸發的蒸氣與從第一模塊141噴出的飽和水蒸氣的溫度相同之後，向第二模塊142供應，並且壓縮成第一汽提器111所要求的溫度及壓力。

熱式蒸氣再壓縮模塊150為用於將通過機械式蒸氣再壓縮模塊140的飽和水蒸氣壓縮成第二汽提器112所要求的溫度及壓力的結構。通過機械式蒸氣再壓縮模塊140的飽和水蒸氣中的一部分被供應到第二汽提器111用於分離供給原料，其餘部分被供應到第一汽提器111用於分離供給原料。此時，通過機械式蒸氣再壓縮模塊140的水蒸氣首先被壓縮成第一汽提器111所要求的溫度及壓力。第二汽提器112在比第一汽提器111高的溫度下驅動，因此需要進一步壓縮通過機械式蒸氣再壓縮模塊140的水蒸氣。飽和水蒸氣通過熱式蒸氣再壓縮模塊150時受到壓縮，具有第二汽提器112所要求的溫度及壓力，並且通過熱式蒸氣再壓縮模塊150中配設的第三閥門173自動地向第二汽提器112供應必要的蒸氣量。

本實施例中設置通過第二模塊142的飽和水蒸氣優先流入第二汽提器112側。因此，熱式蒸氣再壓縮模塊150吸入通過第二模塊142的飽和水蒸氣，引導其流入第二汽提器112側。而且，當第二汽提器112與第二模塊142之間的距離遠時，通過第二模塊142的飽和水蒸氣難以流入第二汽提器112。此時，熱式蒸氣再壓縮模塊150吸入通過第二模塊142的飽和水蒸氣，引導其優先流入第二汽提器112側。

蒸汽供給部160為用於向汽提器模塊110，即向第一汽提器111、第二汽提器112及熱式蒸氣再壓縮模塊150供應蒸汽的結構。當從蒸汽供給部160供應的蒸汽供應到第一汽提器111時，直接與下部的高沸點物質接觸並進行熱傳遞，而由於該熱，混合物質中的低沸點物質蒸發並與水蒸氣一起作為上部蒸氣排出。

閥門170為用於控制是否向汽提器模塊110供應蒸汽的結構，包括第一閥門171、第二閥門172和第三閥門173。

第一閥門171為用於控制是否從蒸汽供給部160向第一汽提器111供應蒸汽的結構。第一閥門171根據第一汽提器111中分離供給原料所要求的溫度條件，控制供應到第一汽提器111的蒸汽量。第一閥門171在蒸餾系統100的驅動初期得到開放，向第一汽提器111的內部供應蒸汽。在再沸器190的蒸汽凝縮水蒸發而成的蒸氣供應到層壓機143之前，經過第一模塊141在第二模塊142中受到壓縮並且優先在熱式蒸氣再壓縮模塊150中再壓縮的蒸氣被供應到第二汽提器142。熱式蒸氣再壓縮模塊150的第二閥門173的不足部分由第二閥門172供應。

第二閥門172為用於控制是否從蒸汽供給部160向第二汽提器112供應蒸汽的結構。第二閥門172不同於第一閥門171，並非在裝置的驅動初期開放，而是在第三閥門173驅動之後，如下面所述，從第三閥門173供應的蒸汽的量不足以取得與第一汽提器111的氣液壓力平衡的蒸汽供給量時得到開放以補充蒸汽，以在第二汽提器112中供給原料得到分離。

第三閥門173為用於控制是否從蒸汽供給部160向第二汽提器112供應蒸汽的結構。只是，並非如第二閥門172將蒸汽直接供應到第二汽提器112，而是供應到熱式蒸氣再壓縮模塊150側的結構。即，根據第二汽提器112所要求的溫度條件限制向熱式蒸氣再壓縮模塊150側供應的蒸汽量，在熱式蒸氣再壓縮模塊150中蒸汽被壓縮後供應到第二汽提器111。

蒸餾塔180為用於接收凝縮器120中生成的凝縮水並進行蒸餾的結構，再沸器(reboiler)190為用於向蒸餾塔180供應蒸汽的結構。再沸器190中生成的蒸汽的凝縮水膨脹蒸發後被供應到層壓機143。如上所述，蒸發後供應到層壓機143的蒸氣與從第一模塊141供應到層壓機143的蒸氣的溫度不同，但是在層壓機143中變成相同溫度並被供應到第二模塊。

下面，詳細說明上述的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統的一實施例的運作。

下面，將本實施例所涉及的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統100的凝縮器130中生成的凝縮水被供應到蒸餾塔180之前和之後這兩部分分開進行說明。

1、凝縮器130中生成的凝縮水被供應到蒸餾塔之前

圖4為示意地表示圖3的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統的凝縮器中生成的凝縮液被供應到蒸餾塔之前的運作的圖。

首先，從供給部向第一汽提器111供應供給原料。開放根據第一汽提器所要求的溫度等的條件受控的第一閥門171，從蒸汽供給部160向第一汽提器111供應蒸汽。蒸汽直接接觸第一汽提器111下部的高沸點物質並進行熱傳遞。由於該熱，供給原料中具有規定溫度以下沸點的低沸點物質蒸發並與水蒸氣一起作為上部蒸氣被排出，高沸點物質未被蒸餾分離並被供應到第二汽提器112。

從第一汽提器111排出的上部蒸氣流入凝縮蒸發器120。上部蒸氣的一部分在凝縮蒸發器120中凝縮，向從另外的供水源向凝縮蒸發器120供應的水傳遞熱量。從上部蒸氣受到熱傳遞的水變成飽和水蒸氣並被供應到機械式蒸氣再壓縮模塊140，未被凝縮的上部蒸氣被供應到凝縮器130。

在凝縮蒸發器120中生成的飽和水蒸氣被供應到第一模塊141。此時，可設置有能夠控制供應到第一模塊141的飽和水蒸氣流量的流量控制部144。

飽和水蒸氣在通過第一模塊141時多級壓縮後被供應到層壓機143。通過第一模塊141時飽和水蒸氣的速度壓力增大，並通過葉輪等的旋轉而形成渦流。因此，導致向第二模塊142流入的蒸氣密度分布不均勻，有可能成為第二模塊142的破損原因。但是，在層壓機143中降低飽和水蒸氣的速度壓力，以防止渦流的生成，優先使飽和水蒸氣直線移動，使之以均勻的蒸氣密度流入第二模塊142。另外，如上所述，由於速度壓力降低使得靜壓上升，但與速度壓力高時相比，能夠以均勻的蒸氣密度流入第二模塊142，從而不會造成裝置的破損等。通過層壓機142流入第二模塊142的飽和水蒸氣進一步被多級壓縮，成為在第一汽提器111中用於分離供給原料的溫度及壓力條件。

從第二模塊142噴出的飽和水蒸氣中的一部分優先被熱式蒸氣再壓縮模塊150吸入。即，從第二模塊142噴出的飽和水蒸氣中的一部分被供應到熱式蒸氣再壓縮模塊150，其餘部分被供應到第一汽提器111。流入熱式蒸氣再壓縮模塊150的飽和水蒸氣進一步被壓縮，成為第二汽提器112所要求的溫度及壓力，之後在第二汽提器112中分離供給原料。此時，在蒸餾系統100的驅動初期，第一汽提器111中發生的上部蒸氣的量不夠充分，其中一部分由熱式蒸氣再壓縮模塊150供應到第二汽提器112，但是初期運轉時上部蒸氣量不足，故通過第二閥門172的控制進行補充。

另外，蒸汽被供應到第二汽提器112以分離供給原料所發生的上部蒸氣被供應到第一汽提器111。由於第二汽提器112所要球的溫度高於第一汽提器111，因此第二汽提器112的上部蒸氣可用作第一汽提器111的熱源。當滿意地控制通過第一閥門171向第一汽提器111的蒸汽供應時，向第二汽提器112供應蒸汽的第二閥門172被關閉，並通過控制第三閥門173，第一汽提器111與第二汽提器112進入穩定的運轉狀態。當然，這一過程中在凝縮器中生成分離的凝縮液被供應到蒸餾塔180，在再沸器190中凝縮膨脹蒸發的蒸氣流入層壓機143，第一模塊141與第二模塊142進入穩定的運轉。

2、在凝縮器中生成的凝縮液被供應到蒸餾塔之後

圖5為示意地表示圖3的利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統的凝縮器中生成的凝縮液被供應到蒸餾塔之後的運作的圖。

如上所述，在凝縮蒸發器120中未被凝縮的上部蒸氣被供應到凝縮器130進行最終凝縮。在凝縮器130中生成分離的凝縮液被供應到蒸餾塔180得到蒸餾。此時，從再沸器190供應蒸汽以在蒸餾塔180中進行蒸餾。

再沸器190中生成蒸汽凝縮水，而生成的蒸汽凝縮水蒸發並被供應到層壓機143。即，在凝縮水被供應到蒸餾塔180之後，層壓機143接收從第一模塊141排出的飽和水蒸氣及從再沸器190排出的蒸汽凝縮水蒸發而成的蒸氣。

層壓機143用於均勻調節飽和水蒸氣及蒸氣的溫度，並且降低速度壓力後供應到第二模塊142。即，相比凝縮液供應到蒸餾塔180之前，供應到第二模塊142並被壓縮的飽和水蒸氣的量增多。

熱式蒸氣再壓縮模塊150吸入從第二模塊142排出的飽和水蒸氣並進行壓縮之後供應到第二汽提器112。由於進一步有從再沸器190排出的蒸汽凝縮水發生的蒸氣，將熱式蒸氣再壓縮模塊150設計為只由第三閥門173供應的蒸汽量就能滿足向第二汽提器112供應的蒸汽量。

之後，通過在第二汽提器112中的汽提反應生成的上部蒸氣被供應到第一汽提器111。供應到第二汽提器112的蒸汽量充分，因此供應到第一汽提器111的上部蒸氣量增多。而且，從第二模塊142排出的飽和水蒸氣的量多，使得向第一汽提器111供應的飽和水蒸氣的量增多。因此，第一汽提器111所要求的蒸汽量充分，由此，至於可否閉鎖第一閥門171以切斷新的蒸汽的供應，全憑多級汽提器的上部蒸氣的成分，但是通常可能需要補充一些蒸汽。

之後，在第一汽提器中發生的上部蒸氣再次被供應到凝縮蒸發器120，並反覆進行上述循環過程。

因此，根據本發明提供一種利用多級汽提器的蒸餾系統，其使用從汽提器爐模塊排出的上部蒸氣使水蒸發之後，多級壓縮該蒸發的水蒸氣並供應到至少兩個以上的汽提器，從而能夠提高汽提器上部蒸氣的熱回收率，減少蒸餾工序所需費用。

本發明並不限於上述實施例，而是在權利要求書的範圍內可以實現為多種形式的實施例。因此在不脫離權利要求書所要求保護的本發明精神的範圍內，本領域技術人員所進行的各種變更及修飾均屬於本發明的保護範圍之內。

產業上的可應用性

本發明提供一種利用可一體化操作並能降低蒸汽消耗量的多級汽提器的蒸餾系統。該系統利用沸點差分離混合物質，使用從汽提器爐模塊排出的上部蒸氣使水蒸發之後，多級壓縮該蒸發的水蒸氣並供應到至少兩個以上的汽提器，從而能夠提高汽提器的上部蒸氣的熱回收率，減少蒸餾工序所需費用。