[发明专利]溶剂温差分离回收方法

说明书

技术领域  本发明涉及溶剂真空分离技术领域，特别是以水为溶剂的大规模工业装置水的循环利用和80℃以下低位热能回收。

背景技术  多种工业过程需要在5～30℃的温度下分离纯化溶剂蒸气并进行冷凝回收，蒸发-精馏-冷凝是一种普遍采用的方法。蒸发需要热量，低于大气环境温度冷凝需要冷量，二者都要耗能。过程工业中有的同时需要分离纯化回收60～90℃的溶剂蒸气和5～30℃的溶剂蒸气。根据热力学原理利用60～90℃溶剂蒸气的冷凝热可以为5～30℃的溶剂蒸发-精馏提供热量，也可以制取冷量供冷凝，但现有技术受传热推动力和制冷效率限制，设备投资及运行费用大而影响经济性。

发明内容  本发明公开一种方法，用耦合溶液循环将两个具有一定温差的溶剂分离回收过程耦合，耦合溶液吸收饱和温度为5～30℃的溶剂蒸气b后，通过溶剂蒸气a在60～90℃冷凝间壁传热而升温到50～70℃释放出的溶剂蒸气b并使之被室温下含溶剂b的溶液间壁冷却，溶剂b被冷凝、溶液被加热而分离出5～30℃的溶剂蒸气b。因此60～90℃的溶剂蒸气a的冷凝热是从室温下含溶剂b的溶液中分离回收溶剂b的唯一热源，而与之耦合的5～30℃溶剂b的分离回收为其提供冷源。两个具有一定温差的溶剂分离回收过程耦合，省去制冷，节能节水。本发明所指的溶剂，包括指定温度范围内具有气液两个相态且液态可以与指定的化学物质互溶组成耦合溶液的各种液体。

本发明主要发明思想是：冷凝回收60～90℃的溶剂蒸气a的同时回收其冷凝热，以冷凝热提供的能量不但使室温条件下的溶液所含溶剂b蒸发成为饱和温度为5～30℃的溶剂蒸气而且使该蒸气转化为38℃以上的冷凝液而回收，省去制冷过程，提高过程效率。

本发明技术要点是：1)用耦合溶液循环将60～90℃溶剂蒸气a冷凝过程与室温条件下含溶剂b的溶液蒸发变成饱和温度为5～30℃的溶剂蒸气的过程以及该蒸气在38℃以上的温度下冷凝分离的过程相耦合，形成同时回收两种溶剂的系统，不需要从系统外提供热量和冷量；2)由可以与溶剂b互溶的任意化学物质组成的耦合溶液，溶液中溶解该种化学物质的含量应保证使溶液在系统操作温度范围内不析出任何固相并且与溶液呈平衡的蒸气相所含该种化学物质的质量百分浓度应低于0,0001％、平衡蒸气压应比同温度下纯溶剂b的饱和蒸气压低50～88％；3)耦合溶液在热升液管5接受60～90℃溶剂蒸气a冷凝间壁传热而升温并释放所吸收的溶剂蒸气b变成气液两相混合物，因密度变小而自动提升0.2～0.65m的高度；4)室温条件下含溶剂b的溶液进入系统时可以是过冷液体、饱和液体、气液混合物、饱和蒸气、过热蒸气，系统为适应这5种进料状态而设置辅助冷凝器。

附图说明  图1是本发明提供的溶剂温差分离回收方法及系统示意图。图中：1-溶剂a收集器；2-溶液b分离器；3-发生器；4-吸收器；5-热升液管；6-辅助冷凝器；7-辅助冷却器。以下结合实施例对附图作进一步阐述。

具体实施方式  以下结合实施例阐述本发明具体实施方式

实施例1：水合肼合成液预精馏。

用现有工艺40％水合肼精馏塔塔顶馏出的70～90℃蒸气a，对水合肼含量为54kg/m³的合成液进行预精馏分离。本实施例的耦合溶液由氢氧化钠和溶剂水组成。70～90℃的蒸气a间壁加热耦合溶液使之在72～75℃释放出所吸收的合成液预精馏塔顶溶剂蒸气b，用水合肼含量54kg/m³的合成液冷却冷凝溶剂蒸气b，同时从合成液蒸发出水合肼质量百分浓度5～7％的混合蒸气，通过预精馏塔使混合蒸气分离为50～60℃的釜液和12～15℃的塔顶溶剂蒸气b，被耦合溶液吸收。本实施例溶剂b为水，构成的耦合溶液循环利用40％水合肼精馏塔顶溜出的70～90℃水蒸气每10吨可以从水合肼合成液中分离出7吨溶剂水。