CN103215066A - 一种液态烃类混合物的精馏分离装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种液态烃类混合物的精馏分离装置及分离方法，涉及混合物的分离技术领域，包括至少四组精馏装置，所述的精馏装置包括精馏塔，所述精馏塔中间部位设有加料口，所述精馏塔上加料口上部为精馏段，加料口下部为提馏段，所述精馏塔的精馏段顶部连接有冷凝器，所述的冷凝器连接有回流罐，所述的回流罐经回流泵及回流管道连接到精馏塔的精馏段，所述精馏塔的底部连接有再沸器及釜液泵。本发明工艺步骤简单，便于实施，分离效果好，能够生产出高纯度的溶剂油产品。

Description

一种液态烃类混合物的精馏分离装置及方法

技术领域

本发明涉及混合物的分离技术领域，具体涉及一种液态烃类混合物的精馏分离装置及方法。

背景技术

液态烃类混合物(如：石油液化气LPG)通常含有乙烷、、庚烷、乙烯、丙烷、丙烯和其它烷烃、烯烃等，要从该液态烃类混合物中回收丙烯、丙烷、丁烷或其它单组分，要解决的问题是如何把目标组分(如：丙烯)与轻组分(如：乙烷、乙烯)和重组分(如：丙烷、其它烷烃和烯烃等)分开。液态烃类混合物分馏方法的原理是利用各种烃类组分在一定压力下，沸点温度不同的特性，通过控制分离压力来达到分离液态烃类混合物的目的。低沸点温度烃类蒸发为气体，而高沸点温度烃类留在液相，气液两相在多层塔板或填料间进行传质、传热过程，最终达到分离目的。

目前，在工业上广泛采用的是三塔分馏方法。以分离石油液化气为例，三塔工艺中第一个塔先将碳四以上馏分与丙烷等轻组分分开，第二个塔将碳二馏分从丙烯和丙烷中脱除，第三个塔将丙烯和丙烷分开，得到丙烯产品。三塔流程虽然能够达到目的，但是因为其流程长，具有以下缺点

(1)设备台数多，塔尺寸大；

(2)操作费用高，投资大；

(3)能耗高。因此，采用三塔流程分离液态烃类混合物(如：石油液化气LPG)受到投资、能耗等许多因素的限制。

如公开号为CN1583971A，一种分离液态烃类混合物的分馏方法，采用脱轻过程、脱重及精馏过程两步工艺流程，利用脱轻塔和脱重塔两塔(系)工艺，按照从轻到重的分离顺序，实现对液态烃类混合物的分离。再如公开号为CN1872820A，公开了一种精馏和复合萃取精馏结合提取正庚烷和甲基—环己烷的方法，但其提取率都比较低，且设备结构较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种方法简单，分离效果好的液态烃类混合物的精馏分离装置及方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种液态烃类混合物的精馏分离装置，包括至少四组精馏装置，其特征在于：所述的精馏装置包括精馏塔，所述精馏塔中间部位设有加料口，所述精馏塔上加料口上部为精馏段，加料口下部为提馏段，所述精馏塔的精馏段顶部连接有冷凝器，所述的冷凝器连接有回流罐，所述的回流罐经回流泵及回流管道连接到精馏塔的精馏段，所述精馏塔的底部连接有再沸器及釜液泵。

所述的精馏塔采用填料塔。

一种液态烃类混合物的精馏分离方法，其特征在于：所述的方法包括以下工艺步骤，

（1）将液态烃类混合物用原料泵泵入第一精馏塔，当液位达到15-25%时，减少进料量，通过蒸馏釜，缓慢升温，控制塔底温度为130~140℃，塔顶温度为110~120℃，塔内压力0.01-0.05Mpa，观察回流罐的液位，当回流罐液位超过30%时，开回流泵向塔顶增加回流，待回流罐液位达50%时，取样检测，合格后，将塔顶物料（己烷、庚烷、异辛烷混合液）送至第二精馏塔，塔釜物料进入第四精馏塔；

（2）来自第一精馏塔物料进入第二精馏塔，当液位达到15-25%左右时，减少进料量，通过再沸器，缓慢升温，控制塔底温度为80~85℃，第二精馏塔塔顶温度为68~73℃，塔内压力约0.01-0.05Mpa，观察回流罐的液位，当回流罐液位超过30%时，开回流泵向塔顶增加回流，待回流罐液位达50%时，取样检测，合格后，将塔顶分馏出己烷合格产品送至罐区储存，第二精馏塔塔底的重组分泵入第三精馏塔；

（3）来自第二精馏塔物料进入第三精馏塔，控制塔底温度为118~123℃，塔顶温度为96~100℃，塔内压力0.01-0.05Mpa，从塔顶分馏出的庚烷合格产品送到罐区储存，塔底分馏出异辛烷至罐区储存；

（4）来自第一精馏塔塔底物料进入第四精馏塔，第四精馏塔底温度控制为150~155℃，塔顶温度控制在125~130℃，塔内压力0.01-0.05Mpa，从塔顶分馏出1500#芳烃送至罐区储存，塔底重组分泵入换热器，升温至200℃后经过装有催化剂的反应器进行异构化，压力0.2Mpa，一种同分异构体与另一种同分异构体相互转化的过程，以提高芳烃的含量，然后送至第五精馏塔；

（5）来自催化反应器的物料进入第五精馏塔，第五精馏塔塔底温度控制在170~180℃，塔顶温度在55~60℃，塔内压力0.01-0.05Mpa，塔顶馏出部分气体作为燃料送至锅炉燃烧，塔底产品为1800#芳烃溶剂，送至罐区储存。

本发明的有益效果是：本发明工艺步骤简单，便于实施，分离效果好，能够生产出高纯度的溶剂油产品，年产生产能力20000吨，其中己烷1000T/年、庚烷6000吨/年、异辛烷500吨/年、1500#溶剂油 500吨/年、1800#溶剂油 12000吨/年；且能在80%-120%的设计负荷下运行。

附图说明

图1为本发明精馏装置结构图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种液态烃类混合物的精馏分离装置，包括至少四组精馏装置，精馏装置包括精馏塔1，精馏塔1中间部位设有加料口2，精馏塔1上加料口2上部为精馏段3，加料口2下部为提馏段4，精馏塔1的精馏段3顶部连接有冷凝器5，冷凝器5连接有回流罐6，回流罐6经回流泵7及回流管道连接到精馏塔1的精馏段3，精馏塔1的底部连接有再沸器9及釜液泵8，精馏塔1采用填料塔。

精馏塔1内有若干块塔板，其作用就在于使汽液两相密切接触，以增强两相间的热量和质量的传递，即汽相中较易冷凝的的重组分蒸汽与板上液体接触时，部分凝结，转移到液相；液相中较易汽化的轻组分则被加热，部分汽化转入汽相。于是，经过一块板上汽液两相的接触，上升汽相中易挥发浓度增加，下降液相中难挥发组分的浓度也增大，正是由于每块塔板都起了一定程度的富集作用经足够多块板的作用后，在塔顶可得到轻组分，塔釜得到重组分，达到分离的目的。

精馏塔中加料口以上部分称为精馏段，加料口以下部分称为提馏段，物料加入板称为加料板。为了使塔顶得到含纯度很高的易挥发组分的产品，就有易挥发组分纯度很高的液体引入顶部塔板使之与汽相接触。显然，此液体最方便的来源是将塔顶产品的一部分引回塔顶，称为回流，该回流液不但提供了塔中各板所必需的液流，而且是建立各板正常浓度分布、维持全塔正常操作所必需的。

同样，为了使塔釜得到较纯的难挥发组分，就应该有难挥发物纯度很高的汽体进入最低一块板。显而易见，这蒸汽只能将最低一块板下降的液体部分地汽化而得到，此汽化所需的热量由塔釜再沸器供给，再沸器的热源通常是蒸汽，也可以是由热回收而提供。塔釜物料经再沸器获得热量后，产生的蒸汽也就为塔中各板保持沸点状态，提供必须的汽流创造了条件。

塔顶是纯度很高的易挥发产品，塔釜是较纯的难挥发组分，塔中各板易挥发组分浓度由上至下逐渐降低，当某块板上的物料浓度与原料液浓度相等或相近时，物料就由此板引入。物料中蒸汽与提馏上升而来的蒸汽汇合，一起经精馏段各板的提浓，最后于塔顶得到很纯的易挥发产品，而物料中的液体则与精馏段下降的液流汇合，经提馏段各板对其中所含易挥发组分的提馏作用，最后于塔釜得到很纯的难挥发产品。总之，精馏就是将一定的物料加入精馏装置，使之反复的进行部分汽化与部分冷凝，从而得到规定纯度的塔顶与塔釜产品的操作。

本发明提供一种液态烃类混合物的精馏分离方法，包括以下工艺步骤，

（1）将液态烃类混合物用原料泵泵入第一精馏塔，当液位达到15-25%时，减少进料量，通过蒸馏釜，缓慢升温，控制塔底温度为130~140℃，塔顶温度为110~120℃，塔内压力0.01-0.05Mpa，观察回流罐的液位，当回流罐液位超过30%时，开回流泵向塔顶增加回流，待回流罐液位达50%时，取样检测，合格后，将塔顶物料（己烷、庚烷、异辛烷混合液）送至第二精馏塔，塔釜物料进入第四精馏塔；

（2）来自第一精馏塔物料进入第二精馏塔，当液位达到15-25%左右时，减少进料量，通过再沸器，缓慢升温，控制塔底温度为80~85℃，第二精馏塔塔顶温度为68~73℃，塔内压力约0.01-0.05Mpa，观察回流罐的液位，当回流罐液位超过30%时，开回流泵向塔顶增加回流，待回流罐液位达50%时，取样检测，合格后，将塔顶分馏出己烷合格产品送至罐区储存，第二精馏塔塔底的重组分泵入第三精馏塔；

（3）来自第二精馏塔物料进入第三精馏塔，控制塔底温度为118~123℃，塔顶温度为96~100℃，塔内压力0.01-0.05Mpa，从塔顶分馏出的庚烷合格产品送到罐区储存，塔底分馏出异辛烷至罐区储存；

（4）来自第一精馏塔塔底物料进入第四精馏塔，第四精馏塔底温度控制为150~155℃，塔顶温度控制在125~130℃，塔内压力0.01-0.05Mpa，从塔顶分馏出1500#芳烃送至罐区储存，塔底重组分泵入换热器，升温至200℃后经过装有催化剂的反应器进行异构化，压力0.2Mpa，一种同分异构体与另一种同分异构体相互转化的过程，以提高芳烃的含量，然后送至第五精馏塔；

（5）来自催化反应器的物料进入第五精馏塔，第五精馏塔塔底温度控制在170~180℃，塔顶温度在55~60℃，塔内压力0.01-0.05Mpa，塔顶馏出部分气体作为燃料送至锅炉燃烧，塔底产品为1800#芳烃溶剂，送至罐区储存。

注意事项

1、塔釜内液位控制在50%左右。

2、回流罐液位控制在45%左右。

3、蒸气各点加入要慢。

4、操作要点

（1）塔顶压力0.02MpaG ,塔釜压力：0.02 MpaG。

（2）注意塔顶压力及塔釜压力的控制，防止塔顶塔釜超压力

（3）塔顶回流量要足够，该塔回流量的调节是通过调节塔釜再沸器的蒸汽量来实现。

（4）反应器、气体缓冲罐压力控制在0.03以下MpaG以下。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种液态烃类混合物的精馏分离装置，包括至少四组精馏装置，其特征在于：所述的精馏装置包括精馏塔，所述精馏塔中间部位设有加料口，所述精馏塔上加料口上部为精馏段，加料口下部为提馏段，所述精馏塔的精馏段顶部连接有冷凝器，所述的冷凝器连接有回流罐，所述的回流罐经回流泵及回流管道连接到精馏塔的精馏段，所述精馏塔的底部连接有再沸器及釜液泵。

2.根据权利要求1所述的一种液态烃类混合物的精馏分离装置，其特征在于：所述的精馏塔采用填料塔。

3.一种液态烃类混合物的精馏分离方法，其特征在于：所述的方法包括以下工艺步骤，

a.将液态烃类混合物用原料泵泵入第一精馏塔，当液位达到15-25%时，减少进料量，通过蒸馏釜，缓慢升温，控制塔底温度为130~140℃，塔顶温度为110~120℃，塔内压力为0.01-0.05Mpa，观察回流罐的液位，当回流罐液位超过30%时，开回流泵向塔顶增加回流，待回流罐液位达50%时，取样检测，合格后，将塔顶物料中己烷、庚烷、异辛烷混合液送至第二精馏塔，塔釜物料进入第四精馏塔；

b.来自第一精馏塔物料进入第二精馏塔，当液位达到15-25%左右时，减少进料量，通过再沸器，缓慢升温，控制塔底温度为80~85℃，第二精馏塔塔顶温度为68~73℃，塔内压力为0.01-0.05Mpa，观察回流罐的液位，当回流罐液位超过30%时，开回流泵向塔顶增加回流，待回流罐液位达50%时，取样检测，合格后，将塔顶分馏出己烷合格产品送至罐区储存，第二精馏塔塔底的重组分泵入第三精馏塔；

c.来自第二精馏塔物料进入第三精馏塔，控制塔底温度为118~123℃，塔顶温度为96~100℃，塔内压力为0.01-0.05Mpa，从塔顶分馏出的庚烷合格产品送到罐区储存，塔底分馏出异辛烷至罐区储存；

d.来自第一精馏塔塔底物料进入第四精馏塔，第四精馏塔底温度控制为150~155℃，塔顶温度控制在125~130℃，塔内压力为0.01-0.05Mpa，从塔顶分馏出1500#芳烃送至罐区储存，塔底重组分泵入换热器，升温至200℃后经过装有催化剂的反应器进行异构化，压力0.2Mpa，一种同分异构体与另一种同分异构体相互转化的过程，以提高芳烃的含量，然后送至第五精馏塔；

e.来自催化反应器的物料进入第五精馏塔，第五精馏塔塔底温度控制在170~180℃，塔顶温度在55~60℃，塔内压力0.01-0.05Mpa，塔顶馏出部分气体作为燃料送至锅炉燃烧，塔底产品为1800#芳烃溶剂，送至罐区储存。

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