蒸馏装置 本发明涉及根据权利要求1的前叙部分的蒸馏装置，并且涉及该装置的一种用途。
这种类型的装置见述于与生产浓过氧化氢H2O2相关的EP-A0419406中。这种已知装置的特征在于：在蒸馏塔的集液槽及顶部之间存在着低的压差，因而相对低的操作温度及最高温度为该装置提供了改进的安全性。本发明的目的是进一步开发该已知的装置。在这方面通过使用热泵，可特别获得能耗的减少。通过如在权利要求1和特别是在权利要求2中定义的装置可实现这一目的。
权利要求3-9与根据本发明的蒸馏装置的优选实施方案有关。权利要求10的主题是用于生产浓过氧化氢的装置。
为了在蒸馏期间节省能源，可将到达塔顶的一部分热能通过热泵达到较高的温度水平，并且所述如此转化的热能用来加热集液槽蒸发器。在该布置中，可用一直接排气压缩或蒸汽喷射压缩机以及任何其它种类地热泵。
集液槽的受热器和塔顶热源之间的温度差越大，则热泵的效率越低，因而所需的比能也就越大。根据本发明，该塔可在不同的温度水平上安置两个或两个以上蒸发器。在这种情形下必须将热源的能源转化为只有部分达到集液槽蒸发器所需的温度水平。蒸发器所需的热能的其它部分只需上升到其它紧接着的受热器的较低温度水平，结果导致驱动热泵所需能源的显著降低。
以浓过氧化氢H2O2的生产为例，通过采用直接排气压缩，使用一个两级径向压缩机和使用一个理想匹配的中间蒸发器需要1200KW的驱动力。该功率比同样具有两级径向压缩机的所述已知装置的压缩机驱动力要少300KW。在一带蒸气喷射压缩机的变体中，驱动蒸气的量从12000kg/h被降低到稍小于10000kg/h。
由于根据本发明的对蒸馏装置的进一步开发，只需要较小的热泵，同时也降低了投资费用。
根据本发明的装置也适用于例如带有所谓纯苯乙烯塔的方法，其中各种低挥发组分从苯乙烯中分离出来。
下面将参照附图对本发明进行解释，其中附图所显示的是：
图1根据本发明的带有第一蒸发器和中间蒸发器的装置；
图2图1装置的变体；
图3根据本发明的带有两个液化器的装置；和
图4根据本发明的带有两个液化器和两个蒸发器的装置的蒸馏塔。
在图1中，装置1由蒸馏塔2、压缩机6、馏出液收集器7和冷凝器8组成。将来自储池3的原料溶液F送入塔2中，并在那里转化为废蒸气和产品P(储池4)。废蒸气从塔2的顶部25中排出，产品P则从集液槽24中排出。该废蒸气的大部分被用作通过压缩机6驱动的热泵的工作介质。已压缩过的废蒸气作为蒸馏的热源。热交换过程中出现的冷凝液以有由冷凝器8中废蒸气的非压缩残留物生成的冷凝液汇合形成馏出液D(储池5)。
塔2包括以下组件：第一蒸发器20a(直接安置在集液槽24的上方)、中间蒸发器20b(安置在第一蒸发器20a和下部填料区240的上方)、上部填料区250、用于回流(馏出液D或软化水)的分配器201、用于流入即用于供给原料溶液F和用于通过泵23循环溶液的分配器203、用于在蒸发器20b中浓缩溶液的收集器204以及分配器205，和用于通过泵22循环产品P的分配器206。
以下述方式设计各组件使得在集液槽24和塔2的顶部25之间只有微小的压力降：降膜蒸发器20a和20b；以带有薄板的已知设备的形式的收集器204；有序填料240和250(带波纹板的垂直层)。
在顶部25排出的废蒸汽经管线200以及管线72和82分别进入馏出液收集器7和冷凝器8。通过馏出液收集器7的液滴分离器70传导的较大部分的废蒸汽经管线76进入压缩机6(通过马达61驱动的径向压缩机)的第一级6b，在这里该废蒸汽被压缩至可在中间蒸发器20b中形成冷凝作用的压力。一部分中间压缩的废蒸汽流经管线62b进入中间蒸发器20b，一部分经管线60流进压缩机6和第二级6a。该第二部分在经二次压缩后经管线62a进入第一蒸发器20a中，在这里所述废蒸汽以比在中间蒸发器20b高的温度放热冷凝出来。在蒸发器20a和20b中冷凝的废蒸汽流经管线72a和72b进入馏出液收集器7，并在那里压力被释放压缩机的吸引压力。
与图1作为例子的实施方案相反，也可将第一蒸发器20a安置在集液槽24中：参见图2。在这里第一蒸发器20a可作为一自然循环蒸发器、升膜式蒸发器或升管式蒸发器。也可以将中间蒸发器20b设计成已知的蒸发器类型中的一种形式。
图2的蒸馏塔2还显示了进料的分配器203和中间蒸发器20b之间的填料区230。可在图1中见到的各种细节将不再在图2中显示出来。
图3以一种非常简明的方式显示了根据本发明的装置，其中通过第一液化器21a将废蒸汽在塔内冷凝出来。中间液化器21b被安置在第一液化器和上部填料区250a的下方。第二填料区250b位于中间液化器21b和进料分配器203之间。该实施例中在下部填料区240下方只提供一蒸发器20。在这里有一个两级热泵，具有作为工作介质的物质闭路循环，可在两个温度水平(不同压力下)被液化器21a和21b蒸发以用作热源。因此，对于汽态的工作介质压缩机6具有两个输入和进料管线26a和26b。被压缩的工作介质经管线62进入蒸馏塔唯一的蒸发器20，在其中被放热冷凝。冷凝的工作介质流经节流构件63a和63b分别进入两个蒸发器21b和21a中，并在其中被吸热地蒸发。
最后图4显示了安置有两个蒸发器20a和20b以及液化器21a和21b的蒸馏塔2。在上部液化器21a的下方收集器202收集馏出液D。该蒸馏塔的其它组件在相关的其它实施例中已有描述。
当使用热泵时，最好仅使用液化器21a和21b中的一个作为热源或仅使用蒸发器20a和20b中的一个作为热泵的受热器。这样做是否有利取决于用于加热和/或冷却目的的其它可用装置(当进行蒸馏时偶尔可用)的有效性。
根据本发明的装置1在浓过氧化氢H2O2的生产中特别有用，其中从含约30％H2O2的原料溶液F可制得含约70％H2O2的产品溶液P。馏出液D为最多含0.01％H2O2的水。所述原料溶液可具有25-45％范围内不同的H2O2浓度。在偶然的情况下制备出含50％或60％H2O2的产品溶液已经足够。