一种CO2分体塔顶冷凝器结构的制作方法

本实用新型涉及二氧化碳设备技术领域，尤其是一种co2分体塔顶冷凝器结构。

背景技术：

精馏提纯是制取高纯度co2产品的关键工艺，利用待精馏液体co2中各组分在同一压力下具有不同的挥发度，不同的冷凝温度的物理特性，使液相中的轻组分不凝物挥发转移到气相中，而气相中的重组分高冷凝温度物质转移到液相中，从而实现各组分分离的目的。

然而，不凝物挥发过程中也会有大量co2气体产生，直接通过塔顶放空，导致原料气的浪费，从而减少产量。

目前的普遍做法是精馏塔上加设冷凝段，气体上升过程中直接冷凝回流co2液体。冷凝段受限于精馏塔结构，通常只能做成单管程的固定管板式换热器，这类换热器换热效果低，需要的换热量大时，冷凝段设计过大，精馏塔承受不了。而冷凝段设计太小，放空量过多，影响产量。而且这种冷凝段结构简单，冷凝回流液无法控制，液体容易被上升气流带着从塔顶排出，液体排出后汽化大量吸热，造成塔顶放空气温度过低，甚至直接凝结干冰堵塞塔顶放空管路，造成危险。

因此，很有必要设计一种co2分体塔顶冷凝器结构来解决以上问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种co2分体塔顶冷凝器结构，本实用新型通过将塔顶冷凝器从传统的精馏塔中独立出来，增设塔顶分离器，通过优化各分区结构，从而准确控制提纯精度。

本实用新型的技术方案为：一种co2分体塔顶冷凝器结构，包括精馏塔、塔顶冷凝器、塔顶分离器，所述的精馏塔顶部出口通过管道与塔顶冷凝器的管程进口连接，所述的精馏塔顶部侧壁上的出口通过管道与塔顶分离器的底部出口连通；

所述的塔顶冷凝器的管程出口通过管道与塔顶分离器连接。

优选的，所述的精馏塔中上部进口与待精馏液体co2管线连接，所述的精馏塔下部出口与液体co2管线。

优选的，所述的塔顶冷凝器分体独立设置，结构为u型管式换热器。

优选的，所述的塔顶冷凝器的管程走co2介质，塔顶冷凝器的壳程走冷却介质。

优选的，所述的塔顶冷凝器的壳程进口与冷却液管线连通，所述的冷却液管线上还设置有液位调节阀2#。

优选的，所述的塔顶冷凝器的壳程出口与蒸发气体出口管线。

优选的，所述的塔顶冷凝器的壳程筒体上还设置液位计和液位变送器，所述的液位变送器与液位调节阀2#连接，所述的液位变送器通过pid调节液位调节阀2#开度，实现蒸发却过程的液位稳定。

优选的，所述的塔顶分离器的顶部出口与不凝气放空管线连接，所述的不凝气放空管线上还设置有压力变送器和压力调节阀。

优选的，所述的塔顶分离器与精馏塔之间的管道上还设置有液位调节阀1#，所述的液位调节阀1#两侧还设置有一u型管。

优选的，所述的液位调节阀1#还与设置在塔顶分离器中部的液位监测开关连接。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型提供分体塔顶冷凝器结构使得塔顶冷凝器得以脱离精馏塔的束缚，可以根据实际需要任意设计其结构形式，换热效果大小，可以提高回流效率，得到更大的处理能力；

2、本实用新型回流液可根据塔顶分离器液位通过u型管和液位调节阀进行精准控制，提高精馏提纯效果，减少放空量，增加产量，同时得到更高精度的二氧化碳产品。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1-精馏塔，2-塔顶冷凝器，2-塔顶分离器，11-待精馏液体co2管线，12-液体co2管线，13-冷却液管线，14-蒸发气体出口管线，15-液位调节阀2#，16-液位变送器，17-不凝气放空管线，18-压力变送器，19-压力调节阀，20-液位调节阀1#，21-u型管，22-液位监测开关。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实施例提供一种co2分体塔顶冷凝器结构，包括精馏塔1、塔顶冷凝器2、塔顶分离器3，所述的精馏塔1的中上部进口与待精馏液体co2管线11连接，从而通过待精馏液体co2管线11将待精馏液体co2输入精馏塔1内，所述的精馏塔1下部出口与液体co2管线12连接，从而将液体co2输出。所述的精馏塔1顶部出口通过管道与塔顶冷凝器2的管程进口连接，所述的精馏塔1顶部侧壁上的出口通过管道与塔顶分离器3的底部出口连通。所述的塔顶冷凝器2的管程出口通过管道与塔顶分离器3连接。

本实施例中，所述的塔顶冷凝器2分体独立设置，结构为u型管式换热器。所述的塔顶冷凝器2的管程走co2介质，塔顶冷凝器2的壳程走冷却介质。并且所述的塔顶冷凝器2的壳程进口与冷却液管线13连通，所述的冷却液管线13上还设置有液位调节阀2#15。而所述的塔顶冷凝器2的壳程出口与蒸发气体出口管线14连接。另外，本实施例所述的塔顶冷凝器2的壳程筒体上还设置液位计和液位变送器16，所述的液位变送器16与液位调节阀2#15连接，所述的液位变送器16通过pid调节液位调节阀2#15开度，实现蒸发却过程的液位稳定。

优选的，本实施例中，所述的塔顶分离器3的顶部出口与不凝气放空管线17连接，所述的不凝气放空管线17上还设置有压力变送器18和压力调节阀19。并且在所述的塔顶分离器3与精馏塔1之间的管道上还设置有液位调节阀1#20，所述的液位调节阀1#20两侧还设置有一u型管21。并且所述的液位调节阀1#20还与设置在塔顶分离器3中部的液位监测开关22连接。

本实施例提供的co2分体塔顶冷凝器结构，使得塔顶冷凝器2得以脱离精馏塔1的束缚，可以根据实际需要任意设计其结构形式，换热效果大小，可以提高回流效率，得到更大的处理能力。另外回流液可根据塔顶分离器3液位通过u型管21和液位调节阀1#20进行精准控制，提高精馏提纯效果，减少放空量，增加产量，同时得到更高精度的二氧化碳产品。本实施例通过将塔顶冷凝器2从传统的精馏塔1中独立出来，增设塔顶分离器3，通过管道连接，解放了一体式精馏塔结构大小的限制，细化了设备的功能分区。从而可以通过优化各分区结构，联锁控制各分区阀门开度大小，精准调节精馏提纯的过程变量，从而来实现处理更大流量，更高精度的精馏提纯功能。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

技术特征：

1.一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于，包括精馏塔、塔顶冷凝器、塔顶分离器，所述的精馏塔顶部出口通过管道与塔顶冷凝器的管程进口连接，所述的精馏塔顶部侧壁上的出口通过管道与塔顶分离器的底部出口连通；

所述的塔顶冷凝器的管程出口通过管道与塔顶分离器连接。

2.根据权利要求1所述的一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于：所述的精馏塔中上部进口与待精馏液体co2管线连接，所述的精馏塔下部出口与液体co2管线。

3.根据权利要求1所述的一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于：所述的塔顶冷凝器为独立设置，结构为u型管式换热器。

4.根据权利要求3所述的一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于：所述的塔顶冷凝器的管程走co2介质，塔顶冷凝器的壳程走冷却介质。

5.根据权利要求4所述的一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于：所述的塔顶冷凝器的壳程进口与冷却液管线连通，所述的冷却液管线上还设置有液位调节阀2#。

6.根据权利要求5所述的一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于：所述的塔顶冷凝器的壳程出口与蒸发气体出口管线。

7.根据权利要求6所述的一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于：所述的塔顶冷凝器的壳程筒体上还设置液位计和液位变送器，所述的液位变送器与液位调节阀2#连接，所述的液位变送器通过pid调节液位调节阀2#开度，实现蒸发却过程的液位稳定。

8.根据权利要求1所述的一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于：所述的塔顶分离器的顶部出口与不凝气放空管线连接，所述的不凝气放空管线上还设置有压力变送器和压力调节阀。

9.根据权利要求8所述的一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于：所述的塔顶分离器与精馏塔之间的管道上还设置有液位调节阀1#，所述的液位调节阀1#两侧还设置有一u型管。

10.根据权利要求9所述的一种co2分体塔顶冷凝器结构，其特征在于：所述的液位调节阀1#还与设置在塔顶分离器中部的液位监测开关连接。

技术总结
本实用新型提供一种CO2分体塔顶冷凝器结构，包括精馏塔、塔顶冷凝器、塔顶分离器，所述的精馏塔顶部出口通过管道与塔顶冷凝器的管程进口连接，所述的精馏塔顶部侧壁上的出口通过管道与塔顶分离器的底部出口连通；所述的塔顶冷凝器的管程出口通过管道与塔顶分离器连接。本实用新型通过将塔顶冷凝器从传统的精馏塔中独立出来，增设塔顶分离器，解放了一体式精馏塔结构大小的限制，细化了设备的功能分区。通过优化各分区结构，联锁控制各分区阀门开度大小，精准调节精馏提纯的过程变量，从而来实现处理更大流量，更高精度的精馏提纯功能。并且回流液可根据塔顶分离器液位通过U型管和液位调节阀进行精准控制，减少放空量，增加产量。

技术研发人员：吴江;石锦宁;吴楠
受保护的技术使用者：珠海共同低碳科技股份有限公司
技术研发日：2020.12.18
技术公布日：2021.08.17