BR112014006334B1

BR112014006334B1 - método de destilação utilizando uma coluna de parede divisória de duplo modo

Info

Publication number: BR112014006334B1
Application number: BR112014006334-6A
Authority: BR
Inventors: Sung Kyu Lee; Joon Ho Shin; Jong Ku Lee
Original assignee: Lg Chem, Ltd
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2020-07-28
Also published as: KR20130030737A; EP2759326A4; JP2014531309A; US8852405B2; EP2759326A1; BR112014006334A2; BR112014006334B8; WO2013042941A1; US20140138237A1; EP2759326B1; CN103813841A; KR101454074B1; JP5812457B2; CN103813841B

Abstract

COLUNA DE PAREDE DIVISÓRIA DE DUPLO MODO, E, MÉTODO DE DESTILAÇÃO. A presente invenção refere-se a uma coluna de parede divisória de duplo modo, capaz de mútua conversão entre um modo de parede divisória e um modo de parede única, e um método de dilatação empregando a coluna de parede divisória de duplo modo, em que, quando comparada com as existentes colunas de modo de parede única, a invenção pode reduzir os custos do dispositivo e a energia e melhorar a produtividade. Além disso, uma vez que uma conversão mútua entre um modo de parede divisória e um modo de parede única é possibilitado sem paralisar um processo, uma perda econômica, que possa ocorrer durante a paralisação causada pelo mau-funcionamento de um dispositivo, pode ser evitada

Description

[Campo Técnico]

[0001] A presente invenção refere-se a uma coluna de parede divisória de duplo modo, que é capaz de troca de modo entre um modo operacional de coluna de parede divisória e um modo operacional de coluna convencional, e a um método de destilar uma matéria-prima de alimentação, incluindo etileno ou propileno, empregando-se a coluna de parede divisória de duplo modo.

[Fundamentos da Invenção]

[0002] Uma vez que vários materiais de alimentação, tais como óleo bruto, são geralmente misturas de muitos produtos químicos, é incomum utilizarem-se os próprios materiais de alimentação para a indústria, e é comum utilizarem-se materiais de alimentação após separar os materiais de alimentação dentro de cada produto químico. Um processo representativo entre os processos químicos de separar uma mistura é um processo de destilação.

[0003] Em geral, no processo de destilação, a mistura é dividida em duas, isto é, um componente de elevado ponto de ebulição e um componente de baixo ponto de ebulição. Assim, (n-1) colunas, que são uma menos o número (n) de componentes da mistura a ser separada, são usadas. Isto é, uma estrutura de duas colunas consecutivas é principalmente usada em um processo de separar uma mistura de três componentes, de acordo com a arte relacionada, em um local industrial de destilação.

[0004] O processo de destilação para separação de uma mistura de três componentes, de acordo com a arte relacionada, é mostrado na FIG. 1. Por exemplo, um método de duas colunas, por meio do qual uma primeira coluna 11 separa um componente de mais baixo ponto de ebulição D da mistura e uma segunda coluna 21 separa um componente de médio ponto de ebulição S e um componente de elevado ponto de ebulição B da mistura. Neste caso, a remistura do componente de médio ponto de ebulição S geralmente ocorre em uma região mais baixa da primeira coluna 11. Em detalhe, no processo de destilação de acordo com a arte relacionada, a composição de um produto pode ser facilmente controlada, enquanto um procedimento de remistura do componente de médio ponto de ebulição S ocorre na primeira coluna 11, o que é a causa principal da diminuição da eficiência termodinâmica da coluna e provoca consumo adicional e desnecessário de energia.

[0005] Há muitas pesquisas sobre uma nova estrutura de destilação, a fim de resolver os problemas. Um exemplo representativo de melhorar a eficiência de separação usando-se uma estrutura termicamente integrada pode ser uma estrutura de coluna Petlyuk, como mostrado na FIG. 2. Na coluna Petlyuk, um pré-fracionador 12 e uma coluna principal 22 são dispostos em uma estrutura termicamente integrada, de modo que um componente de baixo ponto de ebulição e um componente de elevado ponto de ebulição são principalmente separados de uma mistura usando-se o pré-fracionador 12 e em seguida uma parte de topo da coluna e uma parte de base da coluna do pré-fracionador 12 são introduzidas em um estágio de suprimento da coluna principal 22 e a coluna principal 22 separa um componente de baixo ponto de ebulição, um componente de médio ponto de ebulição e um componente de elevado ponto de ebulição, respectivamente, da mistura. Em uma tal estrutura, uma curva de destilação na coluna Petlyuk é similar a uma curva de destilação de equilíbrio, e a eficiência de energia é melhorada. Entretanto, o projeto e operação de um processo não são facilmente realizados e, em particular, é difícil manter um equilíbrio de pressão na coluna Petlyuk. A fim de superar limitações da coluna Petlyuk, uma coluna de parede divisória (DWC) foi proposta. Em detalhes, a DWC é similar à coluna Petlyuk em termos de termodinâmica; entretanto, em termos de uma estrutura, a DWC tem um formato em que uma parede divisória é instalada na coluna, de modo que o pré-fracionador da coluna Petlyuk é integrado dentro da coluna principal. Esta estrutura é tendente a naturalmente remover a dificuldade de um equilíbrio de pressão entre o pré-fracionador e a coluna principal da coluna Petlyuk e a dificuldade de uma operação causada pela dificuldade do equilíbrio de pressão, de modo que a operação da coluna pode ser facilmente realizada, duas colunas são integradas em uma e custos de investigação podem ser notavelmente reduzidos.

[0006] Por exemplo, quanto às artes anteriores para a DWC, a Publicação Aberta ao Público de Patente Coreana No. 2010-0105500 descreve uma coluna de parede divisória para produzir 2-etilexanol, e a Publicação Aberta ao Público de Patente Coreana No. 2010-0092396 descreve uma coluna de parede divisória incluindo uma unidade de equalização de pressão.

[Descrição] [Problema Técnico]

[0007] A presente invenção é dirigida ao provimento de uma coluna de parede divisória de duplo modo, que seja capaz de consecutivamente comutar em modo entre um modo operacional de coluna de parede divisória e um modo operacional de coluna convencional, sem paralisar um processo.

[Solução Técnica]

[0008] Um aspecto da presente invenção provê uma coluna de parede divisória de duplo modo, que é capaz de trocar de modo entre um modo operacional de coluna de parede divisória e um modo operacional de coluna convencional.

[0009] A coluna de parede divisória de duplo modo pode incluir: uma região de topo de coluna; uma região de pré-fracionamento incluindo uma região de suprimento superior e uma região de suprimento inferior; uma região de separação principal incluindo uma região de efluxo superior e uma região de efluxo inferior; e uma região de base de coluna, e a coluna de parede divisória de duplo modo pode incluir: uma linha de efluxo para um dispositivo de refluxo; uma linha de suprimento de material de alimentação para um módulo de processamento de dados, que é instalada em um estágio em que a região de suprimento superior e a região de suprimento inferior da região de pré-fracionamento entram em contato entre si; uma linha de efluxo de um componente de médio ponto de ebulição, que é instalada em um estágio em que a região de efluxo superior e a região de efluxo inferior da região de separação principal entram em contato entre si; e uma linha de suprimento de material de alimentação para um modo de parede única e uma linha de equalização de vapor, que são instaladas na região de base de coluna.

[00010] A comutação de modo entre o modo operacional de coluna de parede divisória e o modo operacional de coluna convencional pode ser realizada usando-se a coluna de parede divisória de duplo modo. Por exemplo, a linha de suprimento de material de alimentação para o modo operacional de coluna convencional e a linha de equalização de vapor pode ser fechada no modo operacional de coluna de parede divisória e a linha de suprimento de material de alimentação para o modo operacional de coluna convencional e a linha de equalização de vapor pode ser aberta no modo operacional de coluna convencional.

[00011] Outro aspecto da presente invenção provê um método de destilação usando a coluna de parede divisória de duplo modo.

[Efeitos da Invenção]

[00012] Em uma coluna de parede divisória de duplo modo (DWC) de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção, quando comparada com a coluna de modo operacional de coluna convencional existente, os custos do dispositivo e a energia podem ser reduzidos e a produtividade pode ser melhorada e, em particular, a comutação de modo entre um modo operacional de coluna de parede divisória e modo operacional de coluna convencional pode ser realizada sem paralisar um processo, de modo que uma perda econômica que possa ocorrer durante a paralisação de um dispositivo pode ser evitada.

[Descrição dos Desenhos]

[00013] A FIG. 1 é uma vista esquemática de um modo operacional de coluna convencional.

[00014] A FIG. 2 é uma vista esquemática ilustrando uma estrutura de uma coluna Petlyuk.

[00015] A FIG. 3 é uma vista esquemática ilustrando uma estrutura de uma coluna de parede divisória de duplo modo, de acordo com uma forma de realização da presente invenção.

[00016] A FIG. 4 é uma vista esquemática ilustrando uma estrutura de uma coluna de parede divisória de duplo modo, em que os bicos que se envolvem em comutação de modo da coluna de parede divisória de duplo modo são instalados, de acordo com outra forma de realização da presente invenção.

[00017] A FIG. 5 são fluxogramas de processo de uma coluna para purificar 2-etilexanol, de acordo com uma forma de realização da presente invenção, em detalhes, (a) é uma vista esquemática ilustrando um processo em uma coluna de sequência indireta existente, (b) é uma vista esquemática ilustrando um processo quando a coluna de parede divisória é usada em uma sequência indireta, (c) é uma vista esquemática ilustrando um processo em uma coluna de sequência direta e (d) é uma vista esquemática ilustrando um processo quando a coluna de parede divisória é usada em uma sequência direta.

[00018] A FIG. 6 é um fluxograma ilustrando esquematicamente um processo de produzir e purificar 2-etilexanol.

[00019] A FIG. 7 é um gráfico mostrando perfis de temperatura em um modo operacional de coluna de parede divisória e em uma coluna convencional operando.

[Melhor Modo da Invenção]

[00020] A presente invenção refere-se a uma coluna de parede divisória de duplo modo que é capaz de comutar em modo entre um modo operacional de coluna de parede divisória e uma coluna convencional operando. Em detalhes, a coluna de parede divisória de duplo modo de acordo com a presente invenção pode ser convertida no modo operacional de coluna convencional sem paralisar um processo quando a coluna de parede divisória de duplo modo opera no modo de parede divisória e um mau-funcionamento de um dispositivo ocorre.

[00021] Na presente invenção, modo operacional de coluna convencional significa um modo operacional da coluna existente, e um procedimento de destilação em um trajeto que é substancialmente o mesmo que aquele da coluna ilustrada na FIG. 1 é realizado no modo operacional de coluna convencional. Ao contrário, modo de parede divisória significa um modo de operação de coluna em que uma coluna de parede divisória operando é formada na coluna, de modo que um procedimento de destilação realizado por duas colunas, de acordo com a arte relacionada, pode ser integralmente realizado usando-se a coluna. Na presente invenção, o modo operacional de coluna convencional e o modo operacional de coluna de parede divisória são usados para identificar um procedimento de destilação de um material a ser destilado e não têm relação com se a parede divisória está realmente instalada na coluna.

[00022] Em uma forma de realização da presente invenção, a coluna de parede divisória de duplo modo de acordo com a presente invenção controla um fluxo de fluido do material a ser destilado, desse modo realizando comutação de modo entre um modo operacional de coluna convencional e um modo operacional de coluna de parede divisória.

[00023] Em uma forma de realização da presente invenção, a coluna de parede divisória de duplo modo pode incluir: uma região de topo de coluna; uma região de pré-fracionamento incluindo uma região de suprimento superior e uma região de suprimento inferior; uma região de separação principal incluindo uma região de efluxo superior e uma região de efluxo inferior; e uma região de base de coluna, e a coluna de parede divisória de duplo modo pode incluir: uma linha de efluxo para um dispositivo de efluxo instalado na região de topo de coluna e linhas de influxo do dispositivo de refluxo; uma linha de suprimento de material de alimentação para um modo operacional de coluna de parede divisória, que é instalada em um estágio em que a região de suprimento superior e a região de suprimento inferior da região de pré-fabricação entram em contato entre si; uma linha de efluxo de um componente de médio ponto de ebulição que é instalada em um estágio em que a região de efluxo superior e a região de efluxo inferior da região de separação principal entram em contato entre si; e uma linha de suprimento de material de alimentação para um modo operacional de coluna convencional e uma linha de equalização de vapor, que são instaladas na região de base da coluna.

[00024] Quando comutação de modo entre o modo operacional de coluna convencional e o modo operacional de coluna de parede divisória é realizada usando-se a coluna de parede divisória de duplo modo, por exemplo, a linha de suprimento de material de alimentação para o modo operacional de coluna convencional e a linha de equalização de vapor podem ser fechadas no modo operacional de coluna de parede divisória, e a linha de suprimento de material de alimentação, para o modo operacional de coluna convencional, e a linha de equalização de vapor podem ser abertas no modo operacional de coluna convencional.

[00025] Em detalhes, no modo operacional de coluna de parede divisória e no modo operacional de coluna convencional, as linhas excluindo a linha de suprimento de material de alimentação, para o modo operacional de coluna convencional, e a linha de equalização de vapor podem ser fechadas ou abertas, ao contrário da abertura ou fechamento da linha de suprimento de material de alimentação para o modo operacional de coluna convencional e da linha de equalização de vapor de cada modo. Por exemplo, a linha de efluxo para o dispositivo de refluxo, a linha de influxo do dispositivo de refluxo, a linha de efluxo do componente de médio ponto de ebulição e a linha de suprimento de material de alimentação para o modo operacional de coluna de parede divisória podem ser abertas no modo de parede divisória, e a linha de efluxo para o dispositivo de refluxo, a linha de influxo do dispositivo de refluxo, a linha de efluxo do componente de médio ponto de ebulição, e a linha de suprimento de material de alimentação para o modo de parede divisória podem ser fechadas no modo operacional de coluna convencional.

[00026] Uma estrutura esquemática da coluna de parede divisória de duplo modo, de acordo com uma forma de realização da presente invenção, pode ser ilustrada na FIG. 3. Com referência à FIG. 3, a coluna de parede divisória de duplo modo, de acordo com uma forma de realização da presente invenção, pode incluir um condensador 31 e/ou uma caldeira de recozer 41, além de uma coluna de parede divisória 1. O condensador 31 é um dispositivo que extrai calor de evaporação de uma mistura em um estado gasoso e condensa a mistura, e um condensador que é usado em um dispositivo de engenharia química, de acordo com a arte relacionada, pode ser usado em uma maneira não restritiva. A caldeira de recozer 41 é um dispositivo que provê calor de evaporação para uma mistura em um estado líquido e evapora a mistura, e uma caldeira de recozer que é usada no dispositivo de engenharia química, de acordo com a arte relacionada, pode ser usada em uma maneira não restritiva. A coluna de parede divisória 1 pode também ser uma coluna de embalagem incluindo uma embalagem. Na coluna de embalagem, uma placa porosa ou uma bandeja de suporte tipo-grade é fixada em um corpo de coluna, a embalagem como uma camada tendo uma apropriada altura é enchida na placa porosa ou na bandeja de suporte tipo grade, de modo que leitos de embalagem podem ser formados e um distribuidor de líquido é geralmente posicionado entre os leitos de embalagem. A embalagem é um sólido tendo uma larga área de superfície e permeabilidade a ar, contato de vapor-líquido ocorrendo na camada de embalagem, de modo que uma operação de destilação é realizada, e um material usado na formação da embalagem pode ser cerâmica, grafite ou metal.

[00027] A coluna de parede divisória 1 pode ser largamente dividida em seis regiões.

[00028] Em detalhes, uma região de topo de coluna 100 é uma região de topo da coluna principal 1 não tendo parede divisória 51.

[00029] Uma região de suprimento superior 200 é uma região cuja superfície é dividida pela parede divisória 51 e é uma sub-região posicionada em uma parte superior que não um fluxo de um material de influxo (material de alimentação).

[00030] Uma região de efluxo superior 300 é uma região cuja superfície é dividida pela parede divisória 51 e é uma sub-região posicionada em uma parte superior que não um fluxo de material de efluxo.

[00031] Uma região de suprimento inferior 400 é uma região, cuja superfície é dividida pela parede divisória 51 e é uma sub-região posicionada em uma parte inferior que não o fluxo do material de influxo (material de alimentação).

[00032] Uma região de efluxo inferior 500 é uma região cuja superfície é dividida pela parede divisória 51 e é uma sub-região posicionada em uma parte inferior que não o fluxo do material de efluxo.

[00033] Uma região de base de coluna 600 é uma região de base da coluna principal 1 não tendo parede divisória 51.

[00034] Também a coluna de parede divisória 1 pode ser largamente dividida em duas regiões, isto é, uma região de pré-separação e uma região de separação principal. A região de pré-fracionamento pode referir-se à região de suprimento superior 200 e à região de suprimento inferior 400, uma vez que a região de suprimento superior 200 e a região de suprimento inferior 400 representam um papel similar àquele de um pré-fracionamento no modo operacional de coluna convencional existente (um processo em que duas colunas são consecutivamente usadas), e a região de separação principal pode referir-se à região de efluxo superior 300 e à região de efluxo inferior 500, uma vez que a região de efluxo superior 300 e a região de efluxo inferior 500 representam o papel de uma coluna principal no modo operacional de coluna convencional existente (o processo em que duas colunas são consecutivamente usadas).

[00035] A coluna de parede divisória 1 pode incluir pelo menos um ponto de influxo e pelo menos três pontos de efluxo.

[00036] Um material de alimentação F pode escoar em estágio intermediário de influxo NR1, em que a região de suprimento superior 200 e a região de suprimento inferior 400 da coluna de parede divisória 1 entram em contato entre si, um componente de baixo ponto de ebulição D pode escoar para fora da região de topo de coluna 100, um componente de elevado ponto de ebulição B pode escoar para fora da região de base de coluna 600 e um componente de médio ponto de ebulição S pode escoar para fora em direção a um estágio intermediário de efluxo NR2, em que a região de efluxo superior 300 e a região de efluxo inferior 500 entram em contato entre si.

[00037] A razão pela qual menos energia em um processo de destilação de parede divisória é consumida do que em um processo de duas destilações consecutivas, de acordo com a arte relacionada, pode ser interpretada como uma diferença estrutural. Na coluna de parede divisória, um espaço dividido pela parede divisória representa o papel do pré-fracionador. Assim, devido à separação de um componente de elevado ponto de ebulição e de um componente de baixo ponto de ebulição, a composição de um líquido quase coincide com uma curva de destilação de equilíbrio, o efeito de remistura é suprimido e a eficiência termodinâmica para separação pode ser melhorada.

[00038] A região de pré-fracionamento, incluindo a região de suprimento superior 200 e a região de suprimento inferior 400, pode representar um papel similar àquele do pré-fracionador em um processo de acordo com a arte relacionada. Três componentes que escoam dentro da região de pré-fracionamento podem ser divididos em um componente de baixo ponto de ebulição e um componente de elevado ponto de ebulição, e uma parte do componente de baixo ponto de ebulição e uma parte do componente de elevado ponto de ebulição, que são separadas na região de pré-fracionamento, podem escoar na região de topo de coluna 100 e na região de base de coluna 600 e a outra sua parte pode escoar na região de efluxo superior 300 e na região de efluxo inferior 500 e pode ser redestilada.

[00039] A região de separação principal, incluindo a região de efluxo superior 300 e a região de efluxo inferior 500, pode servir como o separador principal no processo de acordo com a arte relacionada. O componente de baixo ponto de ebulição e o componente de médio ponto de ebulição podem ser separados principalmente em uma parte superior da parede divisória da região de separação principal, e o componente de médio ponto de ebulição e o componente de elevado ponto de ebulição podem ser separados principalmente em uma parte inferior da parede divisória da região de separação principal.

[00040] O componente de baixo ponto de ebulição pode passar através da região de topo de coluna 100 da coluna principal 1 do condensador 31 e então uma parte do componente de baixo ponto de ebulição pode ser produzida como um produto de baixo ponto de ebulição D, e a outra sua parte pode ser refluxada novamente na região de topo de coluna 100 da coluna de parede divisória 1 em um fluxo de líquido LD. O componente de elevado ponto de ebulição pode passar através da região de base de coluna 600 da coluna de parede divisória 1 e da caldeira de recozer 41 e, em seguida, uma parte do componente de elevado ponto de ebulição pode ser produzida como um produto de elevado ponto de ebulição B, e a outra sua parte pode ser refluxada novamente na região de base de coluna 600 da coluna de parede divisória 1 em um fluxo de vapor VB.

[00041] Uma coluna de parede divisória de duplo modo, de acordo com outra forma de realização da presente invenção, pode ser ilustrada na FIG. 4. A FIG. 4 ilustra uma estrutura em que os bicos, que envolvem comutação de modo da coluna de parede divisória de duplo modo, são instalados. Em detalhes, uma linha de efluxo A para um dispositivo de refluxo, linhas de influxo BI e B2 do dispositivo de refluxo, uma linha de efluxo C de um componente de médio ponto de ebulição, uma linha de suprimento de material de alimentação D para um modo de parede divisória, linhas de suprimento de material de alimentação D para um modo de parede divisória, linhas de suprimento de material de alimentação F1 e F2 para um modo de parede única e linhas de equalização de vapor El e E2 podem ser instaladas.

[00042] Na coluna de parede divisória de duplo modo, de acordo com a presente invenção, mútua conversão entre o modo operacional de coluna de parede divisória e o modo operacional de coluna convencional pode ser consecutivamente realizada. Em detalhes, a comutação de modo entre o modo operacional de coluna de parede divisória e o modo operacional de coluna convencional pode ser controlada abrindo-se ou fechando-se a linha de efluxo A para um dispositivo de refluxo, as linhas de influxo BI e B2 do dispositivo de refluxo, a linha de efluxo C de um componente de médio ponto de ebulição, a linha de suprimento de material de alimentação D para um modo operacional de coluna de parede divisória, as linhas de suprimento de material de alimentação F1 e F2 para um modo operacional de coluna convencional e as linhas de equalização de vapor El e E2. Por exemplo, a abertura ou fechamento de cada linha no modo operacional de coluna de parede divisória e no modo operacional de coluna convencional pode ser realizado usando-se a seguinte Tabela 1. Tabela 1

[00043] Uma vez que a comutação de modo entre o modo operacional de coluna de parede divisória e o modo operacional de coluna convencional é realizada abrindo-se ou fechando-se os bicos, a coluna de parede divisória de duplo modo, de acordo com a presente invenção, basicamente opera no modo operacional de coluna de parede divisória e, quando um caso de contingência ocorre e a coluna de parede divisória de duplo modo, de acordo com a presente invenção, não pode operar no modo operacional de coluna de parede divisória, a comutação para o modo operacional de coluna convencional pode ser consecutivamente realizada sem paralisar um processo. Assim, um prejuízo econômico, que pode ocorrer durante a paralisação, pode ser reduzido e a manutenção pode ser facilmente realizada.

[00044] No modo operacional de coluna de parede divisória, a região de pré-fracionamento e a região de separação principal podem representar uma diferença de temperatura de 3 a 10. No modo operacional de coluna convencional, a parede divisória, a região de pré-fracionamento e a região de separação principal não existem e a temperatura no mesmo estágio dentro da coluna é a mesma. Entretanto, na presente invenção, deve ser entendido, pela diferença de temperatura, que a coluna de parede divisória de duplo modo pode operar devido a ações da parede divisória, da região de pré-fracionamento e da região de separação principal.

[00045] A coluna de parede divisória de duplo modo, de acordo com a presente invenção, pode ser conectada por fluido a uma coluna adicional de ar no modo operacional de coluna convencional. Em detalhes, embora a coluna de parede divisória de duplo modo basicamente opere no modo operacional de coluna de parede divisória, quando um caso de contingência ocorre e a coluna de parede divisória de duplo modo não pode operar no modo operacional de coluna de parede divisória, a coluna de parede divisória de duplo modo opera no modo operacional de coluna convencional, em que a coluna de parede divisória de duplo modo é conectada por fluido a uma coluna adicional e duas colunas existentes são consecutivamente usadas. Também a coluna de parede divisória de duplo modo pode ser usada modificando-se a coluna existente e, assim, os custos de dispositivo podem ser reduzidos. Por exemplo, um exemplo de um fluxo de processo, em que uma coluna convencional, que consecutivamente utiliza duas colunas existentes, é modificada, pode ser explicado com referência à FIG. 5. Em detalhes, a FIG. 5 ilustra purificação de 2-etilexanol (2-EH), um fluxo de processo em uma coluna de sequência indireta existente, ilustrada em (a), e um fluxo de processo, quando a coluna de parede divisória é usada em uma sequência direta, ilustrada em (b), podem ser comparados entre si, e um fluxo de processo em uma coluna de sequência direta existente, ilustrada em (c) e um fluxo de processo, quando a coluna de parede divisória é usada em uma sequência direta, ilustrada em (d), podem ser comparados entre si.

[00046] Com referência à FIG. 5(a), na coluna existente, 2-EH bruto escoa para dentro de uma entrada formada em um estágio intermediário de uma primeira coluna. A primeira coluna é uma coluna de destilação de componentes pesados, grandes componentes escoam para fora em direção a uma extremidade de base da primeira coluna e os componentes restantes escoam para dentro de uma coluna de destilação de componentes leves, que é uma segunda coluna. Na segunda coluna, componentes leves escoam para fora em direção a uma extremidade de topo da segunda coluna, e 2-EH purificado é obtido de uma extremidade de base da segunda coluna. Ao contrário, na coluna de parede divisória (b), uma parede divisória é instalada na coluna de destilação de componentes pesados que é a primeira coluna. Os componentes que escoam para fora de uma extremidade de topo e um estágio intermediário da primeira coluna são introduzidos para dentro da coluna de destilação de componentes pesados, que é a segunda coluna, e 2-EH purificado é obtido da extremidade de base da segunda coluna.

[00047] Com referência à FIG. 5(c), na coluna existente, 2-EH bruto escoa para dentro de uma entrada formada em um estágio intermediário de uma primeira coluna. A primeira coluna é uma coluna de destilação de componentes leves, componentes leves escoam para fora em direção de uma extremidade de topo da primeira coluna, e os componentes restantes são introduzidos em uma coluna de destilação de componentes pesados, que é uma segunda coluna. Na segunda coluna, componentes pesados escoam para fora em direção a uma extremidade de base da segunda coluna e 2-EH purificado é obtido de uma extremidade de topo da segunda coluna. Ao contrário, na coluna de parede divisória (d), a parede divisória é instalada na coluna de destilação de componentes pesados, que é a primeira coluna. Os componentes que escoam para fora em direção a uma extremidade de base e a um estágio intermediário da primeira coluna são introduzidos para dentro da coluna de destilação de componentes pesados, que é a segunda coluna, e 2-EH purificado é obtido da extremidade de topo da segunda coluna.

[00048] Divisão de líquido na região de pré-fracionamento e na região de separação principal, de acordo com a presente invenção, pode ser igualmente realizada. Em detalhes, divisão de líquido pode ser igualmente realizada usando-se um distribuidor de líquido instalado entre os leitos de guarnecimento, e uma relação de divisão de líquido de duas regiões divididas pela parede divisória pode ser mantida em 1:1. Assim, uma diferença na queda de pressão entre a região de pré-fracionamento e a região de separação principal, dividida pela parede divisória da coluna, pode ser reduzida a menos do que ou igual a 1 mmHg e, assim, a coluna pode facilmente operar. Também a fim de reduzir a diferença na queda de vapor, uma relação de divisão de vapor de duas regiões, dividida pela parede divisória, pode ser controlada usando-se as linhas de equalização de vapor.

[00049] A presente invenção pode incluir um método de destilação empregando a coluna de parede divisória de duplo modo de acordo com a presente invenção. Em detalhes, a presente invenção pode incluir um método de destilar uma matéria-prima de alimentação, um material a ser destilado que é um composto orgânico tendo um número de carbono de 2 a 8. Por exemplo, o material a ser destilado da matéria-prima de alimentação pode ser 2-etilexanol, acrila ou butanol normal (n-butanol) e fluxograma de processo de produção de 2-etilexanol pode ser explicado com referência à FIG. 6.

[00050] Com referência à FIG. 6, butilaldeído (BAE) é sintetizado de propileno e gases de síntese (SINGÁS) através de uma reação oxo em uma unidade oxo. N-BAE e I-BAE, que são isômeros do butilaldeído sintetizado, são separados entre si através de um processo de isomerização, e N-BAE é convertido em 2-etilexanol (EPA) através de condensação de aldol. Em seguida, 2-EH bruto é gerado pela hidrogenação de EPA e hidrogênio e então purificado e 2-EH final pode ser separado usando-se uma unidade de purificação de álcool. A unidade de purificação de álcool inclui duas colunas de destilação simples consecutivas, incluindo uma coluna de destilação de componentes leves e uma coluna de destilação de componentes leves. Entretanto, a coluna de parede divisória de duplo modo de acordo com a presente invenção é usada de modo que energia possa ser economizada e os custos do dispositivo possam ser reduzidos.

[00051] Em uma forma de realização de um método de destilação empregando a coluna de parede divisória de duplo modo de acordo com a presente invenção, uma matéria-prima de alimentação pode escoar em um estágio intermediário de suprimento em que uma região de suprimento superior e uma região de suprimento inferior entram em contato entre si, um componente de baixo ponto de ebulição pode escoar para fora de uma região de topo de coluna, um componente de elevado ponto de ebulição pode escoar para fora de uma região de base de coluna e um componente de médio ponto de ebulição pode escoar para fora de um estágio intermediário de efluxo, em que uma região de efluxo superior e uma região de efluxo inferior entram em contato entre si, e o componente de médio ponto de ebulição pode ser um material a ser destilado.

[00052] Os materiais a ser destilados podem ser vários materiais, e os materiais que podem ser destilados na coluna existente, não tendo parede divisória, podem ser usados. Como um exemplo, o material a ser destilado pode ser um material que é separado purificando-se uma matéria-prima de alimentação, incluindo um composto orgânico tendo um número de carbono de 2 a 8. Por exemplo, o material a ser destilado pode ser 2-etilexanol, acrila ou butanol normal (n-butanol). Em detalhes, o 2-etilexanol bruto pode escoar para dentro do estagio intermediário de suprimento, em que a região de suprimento superior e a região de suprimento inferior da coluna entram em contato entre si, o componente de baixo ponto de ebulição pode escoar para fora da região de topo de coluna, o componente de elevado ponto de ebulição pode escoar para fora da região de base de coluna e 2-etilexanol, que é o componente de médio ponto de ebulição pode escoar para fora em direção ao estágio intermediário de efluxo, em que a região de efluxo superior e a região de efluxo inferior entram em contato entre si.

[00053] O material a ser destilado, contido no material bruto, pode ser usado em uma quantidade de 40 partes em peso ou mais, com base em 100 partes em peso da matéria-prima de alimentação. Por exemplo, o material a ser destilado pode ser usado em uma quantidade de 40 a 100 partes em peso ou 50 a 80 partes em peso, com base em 100 partes em peso da matéria-prima de alimentação. Também o material a ser destilado, contido no material de alimentação, pode ter uma pureza relativamente elevada, isto é, o material a ser destilado pode ser usado em uma quantidade de 90 partes em peso ou mais, com base em 100 partes em peso da matéria-prima de alimentação, por exemplo, 96 a 98 partes em peso, 90 a 95 partes em peso ou 92 a 95 partes em peso, com base em 100 partes em peso da matéria-prima de alimentação.

[00054] A matéria-prima de alimentação pode ser suprida após ser preaquecida. Assim, energia de cerca de 5% pode ser economizada, o que pode ser conseguido por um pré-aquecedor que pode ser adicionalmente instalado.

[Modo da Invenção]

[00055] A seguir, a presente invenção será descrita com referência a uma forma de realização e ao desenho baseado na descrição acima mais detalhadamente. O seguinte exemplo é provido para ilustrar a presente invenção e não é destinado a limitar o escopo da presente invenção.

Exemplo: Perfis de temperatura através de simulação

[00056] O projeto e capacidade de acionamento de uma coluna de parede divisória foram avaliados empregando-se software de simulação, tal como Aspen Plus e Pro-II, a fim de verificar as características físicas e termodinâmicas da coluna de parede divisória. Variáveis de projeto, tais como o número total, suprimento e posições de cálculo de bandejas e relações de divisão de líquido e vapor, para uma seção divisora, podem ser determinadas por simulação e podem ser úteis na determinação de uma cotação de custo de construção.

[00057] Os perfis de temperatura foram realizados em um modo operacional de coluna de parede divisória e em um modo operacional de coluna convencional pela simulação e foram ilustrados na FIG. 7. Com referência à FIG. 7, no modo operacional de coluna de parede divisória (Projeto), um perfil de temperatura de uma região de pré-fracionamento (Pre) foi diferente de um perfil de temperatura de uma região de separação principal (Main), e no modo operacional de coluna convencional (Contigência), o perfil de temperatura da região de fracionamento (Pre) foi o mesmo que aquele da região de separação principal (Main). Além disso, em cada No. de estágio Ideal, a temperatura foi abaixada quando ela ficou mais próxima a uma região de topo de coluna (Topo) e a temperatura elevou-se à medida que se aproximou de uma região de base de coluna (Btm). Como resultado, foi verificado se a comutação de modo entre uma coluna de modo operacional de coluna de parede divisória e uma coluna de modo operacional de coluna convencional foi realizada e a coluna de modo operacional de coluna de parede divisória e a coluna de modo operacional de coluna convencional operada.

[00058] Embora a invenção tenha sido mostrada e descrita com referência a certas de suas formas de realização exemplares, deve ser entendido por aqueles hábeis na arte que várias mudanças na forma e detalhes podem ser feitas nela sem desvio do espírito e escopo da invenção, como definido pelas reivindicações anexas. [Explicação dos Numerais de Referência] 1: coluna de parede divisória 11: primeira coluna 21: segunda coluna 12: pré-separador 22: separador principal 31: condensador 41: refervedor 51: parede divisória 100: região de topo de coluna 200: região de suprimento superior 300: região de efluxo superior 400: região de suprimento inferior 500: região de efluxo inferior 600: região de base de coluna NR1: estágio intermediário de influxo NR2: estágio intermediário de efluxo F: material de alimentação (alimentação) B: componente de ponto de ebulição elevado D: componente de ponto de ebulição baixo S: componente de ponto de ebulição médio

[Aplicabilidade Industrial]

[00059] Em uma coluna de parede divisória de duplo modo (DWC) de acordo com a presente invenção, a comutação de modo entre um modo operacional de coluna de parede divisória e um modo operacional de coluna convencional pode ser realizada sem paralisação de um processo, de modo que uma perda econômica que possa ocorrer durante a paralisação de um dispositivo pode ser evitada.

Claims

1. Método de destilação utilizando uma coluna de parede divisória de duplo modo que é capaz de comutação de modo entre um modo operacional de coluna de parede divisória e um modo operacional de coluna convencional, em que a coluna de parede divisória de duplo modo compreende: uma região de topo de coluna (100); uma região de pré-fracionamento, incluindo uma região de suprimento superior (200) e uma região de suprimento inferior (400); uma região de separação principal incluindo uma região de efluxo superior (300) e uma região de efluxo inferior (500); e uma região de base de coluna (600), e em que a coluna de parede divisória de duplo modo compreendendo: uma linha de efluxo para um dispositivo de refluxo (A) instalada na região de topo de coluna (100) e linhas de influxo do dispositivo de refluxo (Bl, B2); uma linha de suprimento de material de alimentação para um modo operacional de coluna de parede divisória (D), que é instalada em um estágio em que a região de suprimento superior (200) e a região de suprimento inferior (400) da região de pré-fracionamento entram em contato entre si; uma linha de efluxo de um componente de médio ponto de ebulição (C), que é instalada em um estágio em que a região de efluxo superior (300) e a região de efluxo inferior da região (500) da região de separação principal entram em contato entre si; e uma linha de suprimento de material de alimentação para um modo operacional de coluna convencional (Fl, F2) e uma linha de equalização de vapor (El, E2) que são instaladas na região de base de coluna (600), caracterizado pelo fato de que a coluna de parede divisória de duplo modo opera no modo operacional de coluna de parede divisória e comuta para o modo operacional de coluna convencional sem paralisar quando um mau-funcionamento de um dispositivo ocorre, 1. ) no modo operacional de coluna de parede divisória, a linha de suprimento de material de alimentação, para o modo operacional de coluna convencional (Fl, F2) e as linhas de equalização de vapor (El, E2) são fechadas, e a linha de efluxo do dispositivo de refluxo (A), a linha de influxo do dispositivo de refluxo (Bl, B2), a linha de efluxo do componente de médio ponto de ebulição (C), e a linha de suprimento de material de alimentação para o modo operacional de coluna de parede divisória (D) são abertas, e 2. ) no modo operacional de coluna convencional, a linha de suprimento de material de alimentação, para o modo operacional de coluna convencional (Fl, F2) e as linhas de equalização de vapor (El, E2) são abertas, e a linha de efluxo do dispositivo de refluxo (A), a linha de influxo do dispositivo de refluxo (Bl, B2), a linha de efluxo do componente de médio ponto de ebulição (C), e a linha de suprimento de material de alimentação para o modo operacional de coluna de parede divisória (D) são fechadas.

2. Método de destilação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, no modo operacional de coluna de parede divisória, uma diferença de temperatura entre a região de pré-fracionamento e a região de separação principal é de 3°C a 10°C.

3. Método de destilação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a coluna de parede divisória de duplo modo compreende adicionalmente um distribuidor de líquido que controla a divisão de líquido na região de pré-fracionamento e na região de separação principal.

4. Método de destilação de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que uma diferença na queda de pressão entre a região de pré-fracionamento e a região de separação principal é menor do que ou igual a 1 mmHg.

5. Método de destilação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a coluna de parede divisória de duplo modo é conectada em fluido a uma coluna adicional no modo operacional de coluna convencional.

6. Método de destilação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma matéria-prima de alimentação escoa em um estágio intermediário de suprimento em que a região de suprimento superior (200) e a região de suprimento inferior (400) entram em contato entre si, um componente de baixo ponto de ebulição escoa para fora da região de topo de coluna (100), um componente de elevado ponto de ebulição escoa para fora da região de base de coluna (600) e um componente de médio ponto de ebulição escoa para fora de uma estágio intermediário de efluxo em que a região de efluxo superior (300) e a região de efluxo inferior (500) entram em contato entre si, e o componente de médio ponto de ebulição é um material a ser destilado.

7. Método de destilação de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o material a ser destilado é um material que é separado purificando-se uma matéria-prima de alimentação incluindo um composto orgânico tendo um número de carbono de 2 a 8.

8. Método de destilação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o material a ser destilado, contido na matéria-prima de alimentação, é usado em uma quantidade de 40 partes em peso ou mais, com base em 100 partes em peso da matéria-prima de alimentação.

9. Método de destilação de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a matéria-prima de alimentação é suprida após ser preaquecida.