CN102188835B - 萃取蒸馏分隔塔塔体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种萃取蒸馏分隔塔塔体，主要解决目前萃取蒸馏工艺需要萃取蒸馏塔和溶剂回收塔两塔实现，存在流程复杂和能耗高的问题。本发明通过采用萃取蒸馏分隔塔塔体包括萃取剂进料口，原料进料口，塔顶进料口，塔顶出料口，塔底进料口，塔底出料口，精馏段进料口，精馏段出料口，分隔板，溶剂回收段，萃取蒸馏段，精馏段，以及公共提馏段，其中萃取蒸馏分隔塔塔体内分隔板将塔分隔成溶剂回收段，萃取蒸馏区间，精馏段，和公共提馏段；在萃取蒸馏区间，原料进料口上方与萃取剂进料口下方之间区域为萃取精馏段，原料进料口下方与分隔板底部之间区域为萃取提馏段；萃取剂进口与塔顶进出料口之间区域为萃取剂回收段，分隔板底部与塔底进出料口之间区域为公共提馏段，分隔板所在区域原料进料口另一侧为精馏段的技术方案较好地解决了该问题，可用于萃取蒸馏的工业应用中。

Description

萃取蒸馏分隔塔塔体
技术领域
本发明涉及一种萃取蒸馏分隔塔塔体。
背景技术
萃取精馏是一个重要的工业过程，其通常含义是向被分离物系中加入比分离组分(通常为沸点接近的均相液态混合物)挥发度低的物质(溶剂)，以改变体系的相对挥发度.选择合适的溶剂可以增大被分离组分之间的相对挥发度，从而可以使难分离物系转化为容易分离的物系，使分离成本降低.因此，萃取精馏在近沸点物系和共沸物的分离方面是很有潜力的操作过程.随着近年来石油化工的迅速发展，要求充分利用各种物料，对原料和产品纯度的要求也不断提高，萃取精馏受到了越来越多的关注。CN1405137A专利介绍了一种络合萃取蒸馏分离醋酸和水的方法，本发明采用包括萃取蒸馏塔和溶剂回收塔装置的萃取精馏流程工艺，选择叔胺类或它们的液态混合物作为络合萃取溶剂，工艺流程见图4，具有流程复杂和能耗高的问题。
分隔塔发展来自于Pet1yuk塔，通过在主塔中间段放置一块垂直隔壁产生预分离塔和主塔合而为一的效果，理论上，在一个塔内嵌入几块隔壁可分离五种甚至更多种组分。对于热耦合精馏过程，一个预分离塔和主塔通过气液流连接在一起，中间不设有冷凝器和再沸器，塔顶、塔底和侧线产品从主塔采出，如果没有共沸物存在，侧线也能得到高纯度产品。与系列塔相比，热耦合塔不仅投资省，而且能效高，由于再沸器和冷凝器的减少和精馏过程中分离组分返混消失。CN1177513A介绍了一种用于多组分混合物连续分馏的分壁式蒸馏塔(即分隔塔)，该蒸馏塔利用蒸馏将一混合物分离成三种或更多组分，其中至少一个分隔壁是可拆卸安装在分壁式蒸馏塔内。
因此，分隔塔技术应用在萃取蒸馏过程中，可以替代传统工艺的萃取蒸馏塔和溶剂回收塔，具有流程简单和能耗低的特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在目前萃取蒸馏工艺需要萃取蒸馏塔和溶剂回收塔两塔实现，存在流程复杂和能耗高的问题，提供一种新的萃取蒸馏分隔塔塔体，该方法具有流程简单和能耗低的特点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下，一种萃取蒸馏分隔塔塔体，包括萃取剂进料口，原料进料口，塔顶进料口，塔顶出料口，塔底进料口，塔底出料口，精馏段进料口，精馏段出料口，分隔板，溶剂回收段，萃取蒸馏段，精馏段，以及公共提馏段，其中萃取蒸馏分隔塔塔体内分隔板将塔分隔成溶剂回收段，萃取蒸馏区间，精馏段，和公共提馏段；在萃取蒸馏区间，原料进料口上方与萃取剂进料口下方之间区域为萃取精馏段，原料进料口下方与分隔板底部之间区域为萃取提馏段；萃取剂进口与塔顶进出料口之间区域为萃取剂回收段，分隔板底部与塔底进出料口之间区域为公共提馏段，分隔板所在区域原料进料口另一侧为精馏段。
在上述技术方案中，萃取剂进料口在萃取蒸馏区间的顶部，原料进料口在萃取提馏段的顶部；萃取蒸馏分隔塔塔体应用于萃取蒸馏分离醋酸和水时，溶剂回收段理论板数为3～10，萃取蒸馏区间理论板数为10～40，精馏段理论板数为10～40，公共提馏段理论板数为5～30，塔顶温度控制在99.5～101.0℃。
萃取蒸馏分离过程中，萃取剂把待分离物系中与其结合力强的组分萃取下来，塔底得到该组分与萃取剂的混合物，要想得到这个纯组分，必须把其与萃取剂分离出来，所以传统的分离工艺为萃取蒸馏塔和溶剂回收塔两塔联合流程。本发明中萃取蒸馏分隔塔能单独完成萃取蒸馏和溶剂回收过程，实现二塔合一的效果，与传统分离方法比较，流程简单，即萃取蒸馏分隔塔能替代萃取蒸馏塔和溶剂回收塔。使用本发明进行醋酸脱水试验，在溶剂比为6、理论板数50、塔顶温度控制在99.5～101.0℃等操作条件相同情况下，与传统工艺比较，节省能耗13.8％，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为萃取蒸馏分隔塔示意图。
图2为图1中的A-A视图。
图3为图1中的B-B视图。
图4为传统萃取蒸馏醋酸脱水的工艺流程图。
图1、2和3中，1为萃取蒸馏分隔塔，2为萃取剂进料口，3为原料进料口，4塔顶出料口，5为塔顶进料口，6为精馏段出料口，7为精馏段进料口，8为塔底出料口，9为塔底进料口，10为溶剂回收段，11萃取精馏段，12为萃取提馏段，13为公共提馏段，14为精馏段，15为分隔板。
图4中，1为萃取蒸馏塔，2为溶剂回收塔，3为溶剂，4为醋酸水溶液，5为水，6为富醋酸溶液，7为醋酸，8为回收溶剂。
如图4所示，溶剂3和醋酸水4溶液分别进入萃取蒸馏塔1的上部和中部，萃取蒸馏塔塔顶采出水5，塔底得到富醋酸溶液6进入溶剂回收塔2的中部，塔顶采出醋酸7，塔底得到回收溶剂8。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但是，本发明的范围并不只限于实施例所覆盖的范围。
具体实施方式
【实施例1】
按图1所示萃取蒸馏分隔塔塔体，分隔精馏塔公共提馏段理论板数为10，萃取蒸馏区间理论板数为20(萃取蒸馏段理论板数为15)，分隔精馏段理论板数为15，溶剂回收段理论板数为5。络合萃取剂以流量10毫升/分钟从萃取剂进料口加入，醋酸和水的混合物(水71.13重量％，醋酸28.87重量％)以流量10毫升/分钟从原料进料口加入。萃取蒸馏分隔塔在常压下操作，回流比为1，塔顶温度控制在99.5～101.0℃，塔底温度控制158.0～160.0℃。操作稳定后，塔顶采出水的质量分数为99.8％，精馏段采出醋酸的质量分数为97.2％，塔底得到回收络合萃取剂，塔顶能耗-3.76千焦/小时，精馏段能耗为-2.38千焦/小时，塔底能耗为7.69千焦/小时，与比较例1相比较，总能耗下降13.8％。
【实施例2】
按图1所示萃取蒸馏分隔塔塔体，分隔精馏塔公共提馏段理论板数为10，萃取蒸馏区间理论板数为10(萃取蒸馏段理论板数为5)，分隔精馏段理论板数为10，溶剂回收段理论板数为3。络合萃取剂以流量10毫升/分钟从萃取剂进料口加入，醋酸和水的混合物(水71.13重量％，醋酸28.87重量％)以流量10毫升/分钟从原料进料口加入。萃取蒸馏分隔塔在常压下操作，回流比为1.5，塔顶温度控制在99.5～101.0℃，塔底温度控制158.0～160.0℃。操作稳定后，塔顶采出水的质量分数为99.8％，精馏段采出醋酸的质量分数为97.2％，塔底得到回收络合萃取剂，塔顶能耗-3.84千焦/小时，精馏段能耗为-2.51千焦/小时，塔底能耗为7.83千焦/小时。
【实施例3】
按图1所示萃取蒸馏分隔塔塔体，分隔精馏塔公共提馏段理论板数为30，萃取蒸馏区间理论板数为40(萃取蒸馏段理论板数为20)，分隔精馏段理论板数为40，溶剂回收段理论板数为10。络合萃取剂以流量10毫升/分钟从萃取剂进料口加入，醋酸和水的混合物(水71.13重量％，醋酸28.87重量％)以流量10毫升/分钟从原料进料口加入。萃取蒸馏分隔塔在常压下操作，回流比为0.5，塔顶温度控制在99.5～101.0℃，塔底温度控制158.0～160.0℃。操作稳定后，塔顶采出水的质量分数为99.8％，精馏段采出醋酸的质量分数为97.2％，塔底得到回收络合萃取剂，塔顶能耗-3.38千焦/小时，精馏段能耗为-2.19千焦/小时，塔底能耗为7.35千焦/小时。
【比较例1】
按图4所示工艺，流程由萃取精馏塔和溶剂回收塔组成。萃取精馏塔理论板数为30，络合萃取剂以流量10毫升/分钟从第4块理论板加入，醋酸和水的混合物(水71.13重量％，醋酸28.87重量％)以流量10毫升/分钟从第15块理论板加入。萃取精馏塔在常压下操作，塔顶回流比为1，塔顶温度控制在99.5～101.0℃，操作稳定后，塔顶得到水的质量分数为99.74％，塔底采出进入溶剂回收塔，塔顶能耗为-4.25千焦/小时，塔底能耗为7.38千焦/小时。溶剂回收塔理论板数为20，进料位置为第10块理论板，常压操作，回流比为1，塔底温度控制在158.0～160.0℃。操作稳定后，塔顶醋酸的质量分数为95.8％，塔底得到回收络合萃取剂，塔顶能耗为-2.74千焦/小时，塔底能耗为1.68千焦/小时。

Claims (1)

1.一种萃取蒸馏分隔塔塔体，包括萃取剂进料口，原料进料口，塔顶进料口，塔顶出料口，塔底进料口，塔底出料口，精馏段进料口，精馏段出料口，分隔板，溶剂回收段，萃取蒸馏段，精馏段，以及公共提馏段，其中萃取蒸馏分隔塔塔体内分隔板将塔分隔成溶剂回收段，萃取蒸馏区间，精馏段，和公共提馏段；在萃取蒸馏区间，原料进料口上方与萃取剂进料口下方之间区域为萃取精馏段，原料进料口下方与分隔板底部之间区域为萃取提馏段；萃取剂进口与塔顶进出料口之间区域为萃取剂回收段，分隔板底部与塔底进出料口之间区域为公共提馏段，分隔板所在区域原料进料口另一侧为精馏段； 
所述的萃取蒸馏分隔塔塔体，其中分隔精馏塔公共提馏段理论板数为10，萃取蒸馏区间理论板数为20，萃取蒸馏段理论板数为15，分隔精馏段理论板数为15，溶剂回收段理论板数为5；络合萃取剂以流量10毫升/分钟从萃取剂进料口加入，醋酸和水的混合物，其中含71.13重量％的水和28.87重量％的醋酸，以流量10毫升/分钟从原料进料口加入；萃取蒸馏分隔塔在常压下操作，回流比为1，塔顶温度控制在99.5～101.0℃，塔底温度控制158.0～160.0℃；操作稳定后，塔顶采出水的质量分数为99.8％，精馏段采出醋酸的质量分数为97.2％，塔底得到回收络合萃取剂，塔顶能耗-3.76千焦/小时，精馏段能耗为-2.38千焦/小时，塔底能耗为7.69千焦/小时。 
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