专利名称：：热泵精馏节能改造方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明属于化工分离和节能改造
技术领域：
，涉及一种精馏方法和装置，特别涉及一种热泵精馏节能改造方法和装置。
背景技术：
：精馏过程是用于分离均相液体混合物的一种常见的单元操作，其分离的依据是混合物中各种组分的挥发度不同。为了实现组分分离，需要采取方法使得混合液体部分汽化或者气体部分冷凝。混合液体汽化时，气相中所含的轻组分比例将比原混合液体中增高，即气相中轻组分纯度变高；同样，混合气体冷凝时，冷凝液中重组分浓度将比气体重组分增高，即液体中重组分纯度变高。通过串连若干这样的蒸发冷凝单元，在精馏塔两端就可以得到高纯度的分离物。为了实现蒸发和冷凝作用，精馏塔塔顶需要加入冷却环节，从塔顶物料蒸汽移去一部分热量，让一部分冷却液回流；而精馏塔的塔釜需要增加加热环节，以产生蒸汽。在传统的精馏塔结构中，这两个目的都必须通过消耗公用工程才能实现-塔顶用冷却水冷却，塔釜用加热蒸汽加热。可以看到，精馏过程是一个既需要制冷，也需要制热的过程，联系热泵的工作原理，对于单塔结构而言，热泵显然是非常合适的节能结构，热泵的使用能够大大提高精馏过程中能源的利用效率，节省能源消耗成本，提高企业的经济效益。不同的热泵类型，各有优缺点，具体采用哪种型式，应依据具体的物系、热源特点、用户要求和经济核算而定。热泵供热必须要有一套巧妙而相匹配的设备，由于所采用的设备的种类不同便构成了不同类型的热泵生产流程。一般热泵精馏按工作方式可分为三类，即蒸汽压縮机式热泵精馏、蒸汽喷射式热泵精馏和吸收式热泵精馏。其中，采用塔顶蒸汽作为热泵工质通常在经济上是最具有吸引力的，这就是蒸汽再压縮流程。蒸汽压縮机方式热泵精馏在下述场合应用，可望取得良好效果1)塔顶和塔底温差较小的场合。只要塔顶和塔底温差小于36°C，就可以获得较好的经济效果；2)被分离物质的沸点接近，分离困难，回流比高，因此需要大量蒸汽的场合；3)在低压运行时必须采用冷冻剂进行冷凝。为了使用冷却水或空气作冷凝介质，必须在较高塔压下分离某些易挥发性物质的场合。文献《热泵精馏的应用形式研究进展》(郑聪，宋爽，穆钰君等，现代化工，2008.6)、《化工节能中的热泵精馏工艺流程分析》(许维秀，朱圣东，李其京，节能，2004.10)对不同类型的热泵精馏方法、在国内外的应用情况以及存在的问题进行了较详细的归纳，例如从上世纪80年代末开始，国外企业例如Sulzer.公司在乙苯-苯乙烯等装置上广泛采用热泵技术，国内锦州炼油厂的热泵精馏塔系统也得到了很好的效果。文献《热泵精馏过程的建模与控制研究》(徐业健，浙江大学硕士学位论文，2006)中认为当开式蒸汽压縮式热泵和精馏塔耦合在一起后，系统不稳定性增加，控制难度增加。中国专利200610033935.5《醋酸丁酯的热泵精馏生产方法及装置》和中国专利02145503.1《燃料乙醇热泵恒沸精馏工艺及装置》采用开式热泵技术和精馏塔耦合在一起，分别应用于醋酸丁酯和燃料乙醇的生产中，可取得良好的节能效果。但是，目前国内化工行业存在大量的有节能改造潜力的精馏塔，而使用上述方法和装置所针对的是全新设计的精馏塔，无法对已有的老系统进行改造，此外，精馏塔操作具有一定的弹性区间，当上下游及自身的操作条件发生变化时，或者塔顶蒸汽携带的热量和塔底液体蒸发所需要的热量也会发生较大变化，例如当精馏塔进料状态由过热蒸汽变为过冷液体后，会造成塔顶蒸汽经压縮机压縮后还不足以提供塔底液体蒸发所需要的热量，又例如在不同的季节运行时，由于精馏塔本身及相应的管路对外的散热不同，也会造成塔顶和塔底的热量不匹配。在正常的精馏模式下，可以通过调节加热蒸汽和冷却水量来适应所产生的热量不匹配问题，但是在热泵精馏模式下，塔底消耗的热量主要来自塔顶蒸汽携带的热量，因此如果不仔细考虑并解决热量不匹配问题，将造成所设计的热泵精馏系统操作弹性变小，稳定性变差，甚至造成系统无法运行。
发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术无法对老精馏塔进行节能改造，且存在塔顶和塔底热量不匹配而导致的无法调节或调节区间较窄的缺点，采用在原精镏塔上并联开式热泵系统的措施，提供一种热泵精馏节能改造方法和装置。本发明的目的是通过以下技术方案来解决的本发明通过在现有精馏塔的基础上，新增预热器、压縮机、辅再沸器、后冷器、液体缓冲罐和阔门等设备，将这些设备通过管道与精馏塔塔顶蒸汽和塔底液体管路连接，构成开式热泵系统。具体技术方案是一种热泵精馏节能改造装置，包括一精馏塔1，精馏塔1的塔顶和塔底管路上并联一套由预热器4、压縮机5、辅再沸器6、后冷器7、液体缓冲罐8、物料储液罐10及配套的阀门及调节装置所构成开式热泵系统。一种热泵精馏节能改造装置，包括一精馏塔l,精馏塔l塔顶蒸汽出口通过管道分别与截止阀14及截止阀13入口相连，截止阀13出口通过管道与冷凝器2壳程入口相连，冷凝器2管程进出口通过管道连接冷却水，并在冷却水入口管路上安装流量调节阀12，截止阀14出口通过管道与预热器4壳程入口相连，预热器4壳程出口通过管道与进气截止阀16入口相连，预热器4管程进出口通过管道连接加热蒸汽，并在加热蒸汽入口管路上安装流量调节阀15，进气截止阀16出口通过管道与压缩机5入口及减压阀17出口相连，压縮机5出口通过管道与排气截止阀18入口及减压阀17入口相连，排气截止阀18出口通过管道与辅再沸器6壳程入口相连，辅再沸器6壳程出口通过管道与后冷器7管程入口相连，后冷器7壳程进出口通过管道连接冷却水，并在冷却水入口管路上安装流量调节阀25，后冷器7管程出口通过管道与液体缓冲罐8的入口相连，液体缓冲罐8出口通过管道与屏蔽泵9入口相连，屏蔽泵9出口通过管道与调节阀22入口相连，调节阀22出口通过管道与截止阀11入口相连，截止阈11出口通过管道与物料储液罐10的入口相连，物料储液罐10的另一入口通过管道与冷凝器2的壳程出口相连，物料储液罐10出口通过管道与回流液调节阀23入口相连，回流液调节阀23出口通过管道与精馏塔1上部物料回流口相连，物料储液罐10另一出口通过管道与塔顶出料调节阀24入口相连，塔顶出料调节阀24入口通过管道与下一设备连接。精馏塔1塔底出口通过管道与主再沸器3下部管程入口及截止阀20入口相连，主再沸器3上部管程出口与精馏塔1下部上升蒸汽进口及截止阔21出口相连，再沸器3壳程进出口通过管道连接加热蒸汽，并在加热蒸汽入口管路上安装流量调节阀19，截止阀20出口通过管道与辅再沸器6下部管程入口相连，辅再沸器6上部管程出口通过管道与截止阀21入口连接。上述压縮机5为热泵蒸汽压縮机，其结构形式可为螺杆式、罗茨式、活塞式或离心式压縮机，且所述压缩机5由变频电机驱动。一种热泵精馏节能改造方法，所述方法利用的热泵精馏节能改造装置包括一精馏塔1，精馏塔1的塔顶和塔底管路上并联一套由预热器4、压缩机5、辅7再沸器6、后冷器7、液体缓冲罐8、物料储液罐IO及配套的截止阀11、13、14、20和21、及调节装置所构成开式热泵系统，其特征在于，当截止阀ll、14、20和21全部关闭，且截止阀13打开后，这时所述的开式热泵系统和精馏塔1完全脱开，精馏塔1工作在正常的精馏模式；当截止阀ll、14、20和21全部打开，且截止阀13关闭后，精馏塔l可工作在热泵精馏模式。当由正常的精馏模式切换到热泵精馏模式时，所述的方法包括如下步骤1)打开截止阀11、14、20和21，使所述的热泵支路和精馏塔1塔顶和塔底管路连通；2)打开并调节流量调节阀15和25至设定开度，向预热器4中通入加热蒸汽，向后冷器7中通入冷却水；3)打开进气截止阀16和排气截止阀18，调整减压阀17至最大开度，调整调节阔22至设定开度，并以最低频率开启压缩机5，开启屏蔽泵9;4)减少减压阀17幵度，提高压缩机5运转频率，在该过程中调整流量调节阀15开度，使预热器4壳程进出口的蒸汽保持在设定的温差，调整流量调节阀12开度，减少通过冷凝器2的冷却水量，使冷凝器2壳程出口的冷凝液保持在设定温度，调整流量调节阀19开度，减少通过主再沸器3的加热蒸汽量，使精馏塔1塔釜液体保持在设定的液位，调整流量调节阀25，改变通过后冷器7的冷却水量，使后冷器7管程进出口的液体保持在设定温度，调整调节阀22开度，使液体缓冲罐8和物料储液罐10的液体保持在设定的液位；5)重复歩骤4，直至压縮机5工作在设定排气量，关闭减压阔17，关闭截止阀13，完成由正常精馏向热泵精馏的切换。当由热泵精馏模式切换到正常的精馏模式时，所述的方法包括如下步骤1)打丌截止阀13，降低压縮机5运转频率，使精馏塔塔顶保持在设定压力，调整流量调节阀15开度，使预热器4壳程进出口的蒸汽保持在设定的温差，调整流量调节阀12开度，增加通过冷凝器2的冷却水量，使冷凝器2壳程出口的冷凝液保持在设定温度，调整流量调节阀19开度，增加通过主再沸器3的加热蒸汽量，使精馏塔1塔釜液体保持在设定的液位，调整流量调节阀25，改变通过后冷器7的冷却水量，使后冷器7管程出口的液体保持在设定温度，增加调节阀22开度，使液体缓冲罐8和物料储液罐10的液体保持在设定的液位；2)重复歩骤1，直至压縮机5工作在最低频率；3)调整减压阀17至最大开度；4)关闭调节阀22、屏蔽泵9、进气截止阀16和排气截止阀18，关闭流量调节阀15和25，停止向预热器4中通入加热蒸汽，停止向后冷器7中通入冷却水，使所述热泵支路的所有设备停止工作；5)关闭截止阀11、14、20和21，使所述的热泵支路和精馏塔1塔顶和塔底管路脱离，完成由热泵精馏向正常精馏的切换。本发明的有益效果如下本发明通过在现有精馏塔的塔顶和塔底管路上并联一套开式热泵系统，可实现对精馏塔进行节能改造，该技术不破坏现有精馏塔的流程，且精馏塔可工作在正常精馏和热泵精馏两种模式下，且两种模式相互切换较容易。特别是工作在热泵精镏模式时，由于设置了辅再沸器和后冷器，故可保证当精馏塔操作参数改变，而造成塔顶和塔底热负荷变化后，可通过调节主再沸器加热蒸汽及后冷器的冷却水量，使系统稳定在所需要的工况下。图1为现有的精馏装置的结构及流程示意图。图2为采用热泵技术进行节能改造后的精馏装置的结构及流程示意图。图3为带控制点的热泵节能改造装置的结构及流程示意图。图4为本发明由正常精馏向热泵精馏进行切换的控制流程图。图5为本发明由热泵精馏向正常精馏切换的控制流程图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述。图1是一种常见的正常精馏装置的结构及流程示意图，该精馏装置由精馏塔1、冷凝器2、主再沸器3、流量调节阀12、流量调节阀19、流量调节阀23和流量调节阀24构成。精馏塔1的塔顶蒸汽冷凝热量全部由外界冷却水带走，塔底液体蒸发热量全部由外界加热蒸汽提供。如图1所示，冷凝器2的垂直位置高于精馏塔l回流孔，回流液和顶出料依靠重力流动到对应的入口，其流量分别依靠回流液调节阀23和塔顶出料调节阀24调节。当精馏塔1精馏对象和操作条件不同时，冷凝器2蒸汽携带的热量和主再沸器3液体蒸发消耗的热量不一定匹配。为了充分利于塔顶蒸汽所携带的热量，如图2所示，将精馏塔l塔顶蒸汽出口通过管道分别与截止阀14及截止阀13入口相连，截止阀13出口通过管道与冷凝器2壳程入口相连，冷凝器2管程进出口通过管道连接冷却水，并在冷却水入口管路上安装流量调节阀12，截止阀14出口通过管道与预热器4壳程入口相连，预热器4壳程出口通过管道与进气截止阀16入口相连，预热器4管程进出口通过管道连接加热蒸汽，并在加热蒸汽入口管路上安装流量调节阀15，进气9截止阀16出口通过管道与压縮机5入口及减压阀17出口相连，压縮机5出口通过管道与排气截止阀18入口及减压阀17入口相连，排气截止阀18出口通过管道与辅再沸器6壳程入口相连，辅再沸器6壳程出口通过管道与后冷器7管程入口相连，后冷器7壳程进出口通过管道连接冷却水，并在冷却水入口管路上安装流量调节阀25，后冷器7管程出口通过管道与液体缓冲罐8的入口相连，液体缓冲罐8出口通过管道与屏蔽泵9入口相连，屏蔽泵9出口通过管道与调节阀22入口相连，调节阀22出口通过管道与截止阀11入口相连，截止阀ll出口通过管道与物料储液罐10的入口相连，物料储液罐10的另一入口通过管道与冷凝器2的壳程出口相连，物料储液罐10出口通过管道与回流液调节阀23入口相连，回流液调节阀23出口通过管道与精馏塔1上部物料回流口相连，物料储液罐10另一出口通过管道与塔顶出料调节阀24入口相连，塔顶出料调节阀24入口通过管道与下一设备连接。精镏塔1塔底出口通过管道与主再沸器3下部管程入口及截止阀20入口相连，主再沸器3上部管程出口与精馏塔1下部上升蒸汽进口及截止阀21出口相连，再沸器3壳程进出口通过管道连接加热蒸汽，并在加热蒸汽入口管路上安装流量调节阀19，截止阀20出口通过管道与辅再沸器6下部管程入口相连，辅再沸器6上部管程出口通过管道与截止阔21入口连接。采用热泵技术进行节能改造后的精馏塔可工作在正常精馏模式，这时其工作的方式和图1完全一致，其也可工作在节能的热泵精馏模式，在热泵精馏模式下，塔顶蒸汽携带的热量可用于加热塔底液体，从而达到节能的效果。两种模式之间相互转换需要按照一定的方法进行切换，切换主要通过控制调节阀、截止阀、变频器等来调整冷却水、加热蒸汽和通过压縮机的蒸汽流量，同时当精馏塔操作条件发现改变导致塔顶和塔底热量发生变化时，也需要控制调节阀等达到稳定工况的目的。如图3所示，流量调节阀12由冷凝器2壳程出口物料温度控制，流量调节阀15由预热器4壳程进出口物料温差控制，变频器26由精馏塔1塔顶压力控制，流量调节阀19由精馏塔1塔釜液位控制，调节阀22由液体缓冲罐8液位控制，流量调节阀25由后冷器7管程出口物料温度。下面结合实施例对本发明中的切换和控制方法作进一步的描述一套酯交换法生产碳酸二甲酯装置，其甲醇回收塔的基本参数如表1所示，该塔原来采用如图1所示的传统精馏方式，即塔底液体由表压2公斤蒸汽加热，塔顶蒸汽由冷却水冷凝，冷却水入口温度为32°C，出口温度为37'C。现通过节能改造，在原流程主要增加预热器4、压縮机5、辅再沸器6、后冷器7、液体缓冲罐8、物料储液罐IO及配套的阀门及调节装置，构成热泵精馏流程。新改造后的流程其工艺控制点要求为预热器4壳侧进出口温差为10±2°C、冷凝器2壳程出口物料温度为40士5"C、后冷器7管程出口物料温度为40士5t、精馏塔塔顶压力为110士5kPa、液体缓冲罐8液位为总高度的卯±5%、精馏塔1塔釜液位为设定值的±5%。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>首先截止阀ll、14、20和21全部关闭，因此开式热泵支路与甲醇回收塔没有任何能量和质量上的交换，利用加热蒸汽和外界冷却水以正常方式启动甲醇回收塔直至稳定运行。为了达到节能的目的，如图4所示，将热泵支路逐渐切换进入，由正常精馏模式过渡到热泵精馏模式，在该过程中首先打开截止阀，使热泵支路和甲醇回收塔塔顶和塔底管路连通；然后打开并调节流量调节阀至合适开度，向预热器中通入加热蒸汽，向后冷器中通入冷却水；打开进气截止阔和排气截止阀，完全打开减压阀，调整屏蔽泵流量，以最低频率开启压縮机；逐渐提高压縮机运转频率，在该过程中调整预热器加热蒸汽量使预热器壳程进出口的蒸汽保持在设定的温差，调整通过冷凝器的冷却水量，使冷凝器壳程出口的冷凝液保持在设定温度，调整通过主再沸器的加热蒸汽量，使甲醇回收塔塔釜液体保持在设定的液位，调整通过后冷器的冷却水量，使后冷器管程进出口的液体保持在设定温度，调整调节阀22开度，使液体缓冲罐保持在设定的液位；重复以上步骤，并维持压縮机每次转速的递增值为额定转速的5%，每次改变压縮机转速后，都维持该转速下运行20分钟且使甲醇回收塔塔顶压力保持稳定后再进入下一次增速；用通过冷凝器的冷却水量来最终判断压縮机是否达到最终的排气量，当冷却水水量小于额定水量10%以下时，关闭减压阀和冷凝器壳程入口前端截止阀，这时完成甲醇回收塔由正常精馏模式向热泵精馏模式的切换，系统工作在热泵精馏模式下。以压縮机进口压力101.325kPa、出口压力18U13kPa为例，表2给出了热泵精馏与正常精馏相比所取得的节能效果，从表中可见，热泵精馏方式虽然需要增加预热器、辅再沸器、后冷器以及配套阀门管件等设备，但是由于节能效益显著，在本实施例中其投资回收期不到半年。表2实施例中甲醇回收塔两种精馏方式经济性比较方案__蒸汽耗量(吨/小时)!STP尚辨顺冷却水耗量(吨/小时)588.5年蒸汽耗量(吨/年)45852.f年蒸汽费用(万元/年)687.8蒸汽耗量(吨/小时)Q》冷却水耗量(吨/小时)78电费耗量(度/小时)250改造后的热泵精馏年蒸汽耗量(吨/年)6456.8年电耗量(万度/年)180.6年蒸汽费用(万元/年)97年电费用(万元/年)126.5年能源消耗费用降低(万元/年)464*厶匕、^年节水量(万吨/年)368"月匕效显新增换热器、压縮机等设备(万元)200投资回收期(月)5注电价0.7元/度；蒸汽价150元/吨；年运行时间为300天X24小时；塔体和管道总散热损失按塔底加热热量的10%计。表3给出了本实施例中主要设备的参数和价格，从表中可见，在热泵精馏节能改造中，其主要的投资来自于压缩机。表3主要设备参数和价格一览表设备名类型规格价格(万元)预热器列管换热器55kW1.5辅再沸器列管换热器3500kW16后冷器列管换热器460kW2.5压縮机(含变频器)无油活塞式180m3-250kW150与正常精镏向热泵精馏切换一样，当热泵精馏向正常精馏切换时，也要按照一定的方式进行，图5给出其控制流程。图中l为精馏塔；2为冷凝器；3为主再沸器；4为预热器；5为压縮机；6为辅再沸器；7为后冷器；8为液体缓冲罐；9为屏蔽泵；10为物料储液罐；ll为截止阀；12为流量调节阀；13为截止阀；14为截止阀；15为流量调节阀；16为进气截止阀；17为减压阀；18为排气截止阀；19为流量调节阀；20为截止阀；21为截止阀；22为调节阀；23为回流液调节阀；24为塔顶出料调节阀；25为流量调节阀。上面结合附图所描述的本发明优选具体实施例仅用于说明本发明的实施方式，而不是作为对前述发明目的和所附权利要求书内容和范围的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术和权利保护范畴。1权利要求1、热泵精馏节能改造装置，包括一精馏塔(1)，其特征在于，精馏塔(1)的塔顶和塔底管路上并联一套由预热器(4)、压缩机(5)、辅再沸器(6)、后冷器(7)、液体缓冲罐(8)、物料储液罐(10)及配套的阀门及调节装置所构成开式热泵系统。2、热泵精馏节能改造装置，包括一精馏塔(1)，其特征在于，精馏塔(1)塔顶蒸汽出口通过管道分别与截止阀(14)及截止阀(13)入口相连，截止阀(13)出口通过管道与冷凝器(2)壳程入口相连，冷凝器(2)管程进出口通过管道连接冷却水，并在冷却水入口管路上安装流量调节阀(12)，截止阔(14)出口通过管道与预热器(4)壳程入口相连，预热器(4)壳程出口通过管道与进气截止阀(16)入口相连，预热器(4)管程进出口通过管道连接加热蒸汽，并在加热蒸汽入口管路上安装流量调节阀(15)，进气截止阀(16)出口通过管道与压缩机(5)入口及减压阀(17)出口相连，压縮机(5)出口通过管道与排气截止阀(18)入口及减压阔(17)入口相连，排气截止阀(18)出口通过管道与辅再沸器(6)壳程入口相连，辅再沸器(6)壳程出口通过管道与后冷器(7)管程入口相连，后冷器(7)壳程进出口通过管道连接冷却水，并在冷却水入口管路上安装流量调节阀(25),后冷器(7)管程出口通过管道与液体缓冲罐(8)的入口相连，液体缓冲罐(8)出口通过管道与屏蔽泵(9)入口相连，屏蔽泵(9)出口通过管道与调节阀(22)入口相连，调节阀(22)出口通过管道与截止阀(11)入口相连，截止阀(11)出口通过管道与物料储液罐(10)的入口相连，物料储液罐(IO)的另一入口通过管道与冷凝器(2)的壳程出口相连，物料储液罐(IO)出口通过管道与回流液调节阀(23)入口相连，回流液调节阀(23)出口通过管道与精馏塔(1)上部物料回流口相连，物料储液罐(10)另一出口通过管道与塔顶出料调节阀(24)入口相连，塔顶出料调节阀(24)入口通过管道与下一设备连接，精馏塔(1)塔底出口通过管道与主再沸器(3)下部管程入口及截止阀(20)入口相连，主再沸器(3)上部管程出口与精馏塔(1)下部上升蒸汽进口及截止阀(21)出口相连，再沸器(3)壳程进出口通过管道连接加热蒸汽，并在加热蒸汽入口管路上安装流量调节阀(19)，截止阀(20)出口通过管道与辅再沸器(6)下部管程入口相连，辅再沸器(6)上部管程出口通过管道与截止阀(21)入口连接。3、根据权利要求1所述的热泵精馏节能改造装置，其特征在于所述的压縮机(5)为热泵蒸汽压縮机。4、根据权利要求1所述的热泵精馏节能改造装置，其特征在于所述压縮机(5)的结构形式为螺杆压縮机、活塞压縮机、离心式压縮机或罗茨风机。5、根据权利要求1所述的热泵精馏节能改造装置，其特征在于所示的压縮机(5)由变频电机驱动。6、热泵精馏节能改造方法，所述方法利用的热泵精馏节能改造装置包括一精馏塔(1)，精馏塔(1)的塔顶和塔底管路上并联一套由预热器(4)、压縮机(5)、辅再沸器(6)、后冷器(7)、液体缓冲罐(8)、物料储液罐(10)及配套的截止阀(11)、(13)、(14)、(20)和(21)、及调节装置所构成开式热泵系统，其特征在于，当截止阀(11)、(14)、(20)和(21)全部关闭，且截止阀(13)打开后，这时所述的开式热泵系统和精馏塔(1)完全脱开，精馏塔(1)工作在正常的精馏模式；当截止阀(11)、(14)、(20)和(21)全部打开，且截止阀(13)关闭后，精馏塔(1)可工作在热泵精馏模式。7、根据权利要求6所述的热泵精馏节能改造方法，其特征在于，当由正常的精馏模式切换到热泵精馏模式时，所述的方法包括如下步骤1)打开截止阀(11)、(14)、(20)和(21)，使所述的热泵支路和精馏塔(1)塔顶和塔底管路连通；2)打开并调节流量调节阀(15)和(25)至合适开度，向预热器(4)中通入加热蒸汽，向后冷器(7)中通入冷却水；3)打开进气截止阀(16)和排气截止阀(18)，调整减压阀(17)至最大开度，调整调节阀(22)至合适开度，并以最低频率开启压縮机(5)，开启屏蔽泵(9);4)减少减压阀(17)开度，提高压縮机(5)运转频率，在该过程中调整流量调节阀(15)开度，使预热器(4)壳程进出口的蒸汽保持在设定的温差，调整流量调节阀(12)开度，减少通过冷凝器(2)的冷却水量，使冷凝器(2)壳程出口的冷凝液保持在设定温度，调整流量调节阀(19)开度，减少通过主再沸器(3)的加热蒸汽量，使精馏塔(1)塔釜液体保持在设定的液位，调整流量调节阀(25)，改变通过后冷器(7)的冷却水量，使后冷器(7)管程进出口的液体保持在设定温度，调整调节阀(22)开度，使液体缓冲罐(8)和物料储液罐(10)的液体保持在设定的液位；5)重复歩骤4)，直至压缩机(5)工作在设定排气量，关闭减压阀(17)，关闭截止阀(13)，完成由正常精馏向热泵精馏的切换。8、根据权利要求6所述的热泵精馏节能改造方法，其特征在于，当由热泵精馏模式切换到正常的精馏模式时，所述的方法包括如下步骤1)打开截止阀(13)，降低压縮机(5)运转频率，使精馏塔塔顶保持在设定压力，调整流量调节阀(15)开度，使预热器(4)壳程进出口的蒸汽保持在设定的温差，调整流量调节阀(12)开度，增加通过冷凝器(2)的冷却水量，使冷凝器(2)壳程出口的冷凝液保持在设定温度，调整流量调节阀(19)开度，增加通过主再沸器(3)的加热蒸汽量，使精馏塔(1)塔釜液体保持在设定的液位，调整流量调节阀(25)，改变通过后冷器(7)的冷却水量，使后冷器(7)管程进出口的液体保持在设定温度，增加调节阀(22)开度，使液体缓冲罐(8)和物料储液罐(10)的液体保持在设定的液位；2)重复步骤l)，直至压縮机(5)工作在最低频率；3)调整减压阀(17)至最大开度；4)关闭调节阀(22)、屏蔽泵(9)、进气截止阔(16)和排气截止阀(18)，关闭流量调节阀(15)和(25)，停止向预热器(4)中通入加热蒸汽，停止向后冷器(7)中通入冷却水，使所述热泵支路的所有设备停止工作；5)关闭截止阀(11)、(14)、(20)和(21)，使所述的热泵支路和精馏塔(1)塔顶和塔底管路脱离，完成由热泵精馏向正常精馏的切换。全文摘要本发明公开了一种热泵精馏节能改造装置及方法，该装置在原有精馏塔的基础上，新增预热器、压缩机、辅再沸器、后冷器、液体缓冲罐和阀门等设备，将这些设备通过管道与精馏塔塔顶蒸汽和塔底液体管路连接，构成开式热泵系统；所述的热泵精馏节能改造方法可通过阀门进行合适切换，从而使精馏塔可工作在正常的精馏模式，也可按照需要工作在热泵精馏模式，从而达到节能的目的。文档编号B01D3/32GK101549211SQ20091002212公开日2009年10月7日申请日期2009年4月21日优先权日2009年4月21日发明者侯雄坡,冯诗愚,云李,王赞社,顾兆林,高秀峰申请人:西安交通大学