[发明专利]多柱串联的负压精馏装置

说明书

本发明公开了一种多柱串联的负压精馏装置及其应用方法，包括：矩形结构的外部壳体，其内设置有多根精馏柱，且相邻精馏柱之间通过预定间距的空柱段间隔开来；其中，位于首段的精馏柱下端一侧设置有与蒸发单元连通的蒸汽入口法兰；位于末端的空柱段一侧设置有与蒸汽抽空设备连通的蒸汽出口法兰；相邻的两个精馏柱底部设置有与蒸汽入口法兰在空间上相配合的进气口，且在与进气口对立面的顶部设置有相配合的出气口，以使各精馏柱通过空柱段在矩形结构的外部壳体内呈串联状。本发明提供一种多柱串联的负压精馏装置及其应用方法，降低了精馏塔制造难度，降低了设备成本，其相对于高度大于50m的精馏塔，其成本优势更加明显。

技术领域

本发明涉及涉及多组分液体混合物的精馏分离技术领域，具体是涉及一种多柱串联的负压精馏系统。主要应用于从天然水中分离提取超重水（D₂¹⁸O），也适用于多组分液体混合体系的分离。

背景技术

精馏是一种利用回流使液体混合物得到分离的蒸馏方法，是化学工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。传统的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、再沸器、冷凝器、分配器等。进料液和上塔段返回来的液体一起经过填充层下降，来自再沸器的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。

传统精馏塔技术在一些难分离混合组分的分离过程中会遇到困难，例如对于的分离，的分离，水中微量氚的分离除去等应用领域，鉴于这些混合物体系其分离系数小，为了获得足够的理论塔板数，精馏塔必须设计的足够高，因而装备体积庞大、投资和运行成本高。此外，对于从双组分或多组分混合体系中提取分离重组分情形，且重组分的含量又很低，为了提高产出效率，要求回流的液体量大大减小。回流的液体量减小后遇到的主要问题是，回流的液体在精馏柱内很难均匀分布。向上流动的气体流、液体分布器安装位置等会成为影响分配器分配效果的主要因素。从而导致精馏效果达不到设计要求，特别是对于精馏柱直径比较大时，这种影响会更大。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多柱串联的负压精馏装置，包括：

矩形结构的外部壳体，其内设置有多根精馏柱，且相邻精馏柱之间通过预定间距的空柱段间隔开来；

其中，位于首段的精馏柱下端一侧设置有与蒸发单元连通的蒸汽入口法兰；

位于末端的空柱段一侧设置有与蒸汽抽空设备连通的蒸汽出口法兰；

相邻的两个精馏柱底部设置有与蒸汽入口法兰在空间上相配合的进气口，且在与进气口对立面的顶部设置有相配合的出气口，以使各精馏柱通过空柱段在矩形结构的外部壳体内呈串联状。

优选的是，还包括与各精馏柱相配合的多组回流液输送与喷淋单元；

其中，各精馏段的上、下端分别设置有相配合的进液接口法兰组、回流液排出法兰；

位于首段的回流液排出法兰被配置为分别与重组分提取单元、蒸发单元连通，且蒸发单元与首段回流液排出法兰之间设置有相配合的回流液输送与再蒸发单元；

位于次段的各回流液排出法兰，分别通过与其相配合的回流液输送与喷淋单元进而与前段精馏段的进液接口法兰组连通；

位于末段的进液接口法兰组通过与其相配合的回流液输送与喷淋单元进而与蒸发单元的排液口法兰连通。

优选的是，各组回流液输送与喷淋单元均被配置为包括：

与排液口法兰或回流液排出法兰连接的接口法兰；