CN104958919A - 一种多元精馏塔及其余热回收利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多元精馏塔，包括抽出液分离塔、换热器、回流罐、冷却器、产品罐和脱附剂缓冲罐；所述抽出液分离塔的顶部出口与换热器的进口连通，换热器的出口与回流罐的进口连通，回流罐的液体出口分别与抽出液分离塔的顶部进口、脱附剂缓冲罐的进口连通，回流罐的气体出口与冷却器的进口连通，冷却器的出口与产品罐的进口连通，产品罐的出口与脱附剂缓冲罐的进口连通。本发明还涉及采用该多元精馏塔余热回收利用的方法。本发明和现有技术相比，具有如下优点：1.提高塔顶馏出温度，实现泡点回流；2.实现塔顶余热利用，或提高利用量；3.降低塔顶冷却负荷，减少设备投资及运行费用。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，具体涉及一种采用多元精馏塔及其采用的设备进行余热回收利用的方法，其在分子筛脱蜡工艺过程中，利用抽出液分离塔实现脱附剂异辛烷、正戊烷的回收。
背景技术
分子筛脱蜡工艺过程中，抽出液分离塔塔顶馏出物为正戊烷和异辛烷，其塔顶馏出物的馏出温度约为100℃，温位低，余热回收利用温差小，不易回收；但塔顶馏出物的流量大，且为气相馏出，存在大量潜热无法得到有效利用。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，在于提供一种多元精馏塔及其余热回收利用的方法，为充分回收利用抽出液分离塔塔顶馏出物潜热，前段部分采用冷却冷凝，进行气液分离后，液相物料主要作为塔顶回流，富余部分作为塔顶产品出料，气相进一步冷却，实现全凝，作为塔顶产品出料。由于回流物料组成的变化，塔顶温度将有较大幅度的提高，增加换热温差，有利于余热的回收利用，实现塔顶余热的利用。
本发明的具体技术方案如下：
一种多元精馏塔，包括抽出液分离塔、换热器、回流罐、冷却器、产品罐和脱附剂缓冲罐；
所述抽出液分离塔的顶部出口与换热器的进口连通，换热器的出口与回流罐的进口连通，回流罐的液体出口分别与抽出液分离塔的顶部进口、脱附剂缓冲罐的进口连通，回流罐的气体出口与冷却器的进口连通，冷却器的出口与产品罐的进口连通，产品罐的出口与脱附剂缓冲罐的进口连通。
所述冷却器由空冷器和后冷器组成；所述回流罐的气体出口与空冷器的进口连通，空冷器的出口与后冷器的进口连通，后冷器的出口与产品罐的进口连通。
本发明还在产品罐的出口与脱附剂缓冲罐的进口之间设有泵和控制阀。
本发明还涉及采用上述多元精馏塔余热回收利用的方法,包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中，经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物，将塔顶馏出物采用换热器进行换热；
（2）换热后的塔顶馏出物进入回流罐进行气相和液相分离；
（3）步骤（2）中气相和液相分离得到的液体一部分回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中；
（4）步骤（2）中气相和液相分离得到的气相物料经冷却后进入产品罐，然后送至脱附剂缓冲罐。
步骤（1）中，塔顶馏出物采用换热器换热至70~100℃（具体换热至多少度根据经济性进行确定）；以便于更好的实现塔顶余热利用，降低塔顶冷却负荷。
步骤（3）中，回流至抽出液分离塔塔顶的液体部分占气相和液相分离得到的液体总质量的40~100%，优选为49~91%；以便于更好的实现塔顶余热利用，降低塔顶冷却负荷。
步骤（4）中，气相和液相分离得到的气相物料经冷却至全凝后进入产品罐。
本发明所述的“正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物”是指分子筛脱蜡工艺过程中，吸附室出料（组成为正构烷烃、异辛烷、正戊烷的混合物）。
抽出液分离塔塔顶馏出物为正戊烷和异辛烷，该馏出温度约100℃，温位低，余热回收利用温差小，不易回收，但流量大，且为气相馏出，存在大量潜热无法得到有效利用。本发明为充分回收利用这部分塔顶馏出物的潜热，前段取热，实现部分冷凝，进行气液分离后，液相物料主要作为塔顶回流，富余部分作为塔顶产品出料；气相进一步冷却，实现全凝，作为塔顶产品出料。
部分冷凝物料组成较原回流组成发生较大变化，异辛烷含量增加，正戊烷含量降低，以异辛烷为主，导致塔顶馏出气相组成发生变化，塔顶露点温度上升，即塔顶馏出温度上升，由于回流物料组成的变化，塔顶温度将有较大幅度的提高（约上升10~20℃），提高了温位等级，有利于余热的的回收利用。同时一段冷凝液相（回流罐中液体物料）不再需要冷却，可直接回流或出料；仅需对二段出料产品（回流罐中的气相物料）进行冷却实现全凝后出料，减少约30-50%的冷却负荷，减少冷却用电及冷却水的消耗，在老装置改造及装置新建中可降低建造成本。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1. 提高塔顶馏出温度，实现泡点回流；
2. 实现塔顶余热利用，或提高利用量；
3. 降低塔顶冷却负荷，减少设备投资及运行费用。
附图说明
图1为本发明所述的多元精馏塔的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明。
参见图1，一种多元精馏塔，包括抽出液分离塔1、换热器2、回流罐3、空冷器4、后冷器5、产品罐6和脱附剂缓冲罐7；所述抽出液分离塔1的顶部出口与换热器2的进口连通，换热器2的出口与回流罐3的进口连通，回流罐3的液体出口分别与抽出液分离塔1的顶部进口、脱附剂缓冲罐7的进口连通，回流罐3的气体出口与空冷器4的进口连通，空冷器4的出口与后冷器5的进口连通，后冷器5的出口与产品罐6的进口连通，产品罐6的出口与脱附剂缓冲罐7的进口连通。在产品罐6的出口与脱附剂缓冲罐7的进口之间设有泵8和控制阀9。
本发明所述的抽出液分离塔采用现有的抽出液分离塔。
采用上述多元精馏塔余热回收利用的方法,包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中，经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物，将塔顶馏出物采用换热器进行换热至70~100℃；
（2）换热后的塔顶馏出物进入回流罐进行气相和液相分离；
（3）步骤（2）中气相和液相分离得到的液体一部分（占气相和液相分离得到的液体总质量的40~100%）回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中；
（4）步骤（2）中气相和液相分离得到的气相物料经冷却至全凝后进入产品罐，然后送至脱附剂缓冲罐。
本发明所述的抽出液分离塔也可以采用其他精馏塔，只要该精馏塔塔顶馏出物为多元组分且馏出物间具有一定的沸点差（其中两个组份沸点差在10℃以上）。
以下结合具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种多元精馏塔余热回收利用的方法,包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中，经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物（塔顶温度为107℃），将塔顶馏出物采用换热器进行换热至90℃；
（2）换热后的塔顶馏出物进入回流罐进行气相和液相分离；
（3）步骤（2）中气相和液相分离得到的液体一部分（占气相和液相分离得到的液体总质量的91%）回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中；
（4）步骤（2）中气相和液相分离得到的气相物料经冷却至35℃后进入产品罐，然后送至脱附剂缓冲罐。
实施例2
一种多元精馏塔余热回收利用的方法,包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中，经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物（塔顶温度为105℃），将塔顶馏出物采用换热器进行换热至85℃；
（2）换热后的塔顶馏出物进入回流罐进行气相和液相分离；
（3）步骤（2）中气相和液相分离得到的液体一部分（占气相和液相分离得到的液体总质量的76%）回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中；
（4）步骤（2）中气相和液相分离得到的气相物料经冷却至35℃后进入产品罐，然后送至脱附剂缓冲罐。
实施例3
一种多元精馏塔余热回收利用的方法,包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中，经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物（塔顶温度为103℃），将塔顶馏出物采用换热器进行换热至80℃；
（2）换热后的塔顶馏出物进入回流罐进行气相和液相分离；
（3）步骤（2）中气相和液相分离得到的液体一部分（占气相和液相分离得到的液体总质量的66%）回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中；
（4）步骤（2）中气相和液相分离得到的气相物料经冷却至35℃后进入产品罐，然后送至脱附剂缓冲罐。
实施例4
一种多元精馏塔余热回收利用的方法,包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中，经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物（塔顶温度为100℃），将塔顶馏出物采用换热器进行换热至75℃；
（2）换热后的塔顶馏出物进入回流罐进行气相和液相分离；
（3）步骤（2）中气相和液相分离得到的液体一部分（占气相和液相分离得到的液体总质量的58%）回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中；
（4）步骤（2）中气相和液相分离得到的气相物料经冷却至35℃后进入产品罐，然后送至脱附剂缓冲罐。
实施例5
一种多元精馏塔余热回收利用的方法,包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中，经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物（塔顶温度为96℃），将塔顶馏出物采用换热器进行换热至70℃；
（2）换热后的塔顶馏出物进入回流罐进行气相和液相分离；
（3）步骤（2）中气相和液相分离得到的液体一部分（占气相和液相分离得到的液体总质量的49%）回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中；
（4）步骤（2）中气相和液相分离得到的气相物料经冷却至35℃后进入产品罐，然后送至脱附剂缓冲罐。
对比例1
一种直接进行冷凝冷却的过程,包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中，经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物（塔顶温度为94℃）；
（2）塔顶馏出物全凝进入回流罐；
（3）步骤（2）中全凝液体的一部分（占全凝液体总质量的47%）回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中。
对比例2
一种经过取热全凝的过程,包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中（塔顶温度为103℃），经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物，将塔顶馏出物经换热器取热、冷却器冷却冷凝至35℃；
（2）冷凝液体全凝进入回流罐中；
（3）步骤（2）中全凝液体的一部分（占全凝液体总质量的47%）回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中。
各实施例、各对比例的工艺参数及数据见表1。
表1
Claims (7)
1.一种多元精馏塔，其特征在于包括抽出液分离塔、换热器、回流罐、冷却器、产品罐和脱附剂缓冲罐；
所述抽出液分离塔的顶部出口与换热器的进口连通，换热器的出口与回流罐的进口连通，回流罐的液体出口分别与抽出液分离塔的顶部进口、脱附剂缓冲罐的进口连通，回流罐的气体出口与冷却器的进口连通，冷却器的出口与产品罐的进口连通，产品罐的出口与脱附剂缓冲罐的进口连通。
2.根据权利要求1所述的多元精馏塔，其特征在于所述冷却器由空冷器和后冷器组成；所述回流罐的气体出口与空冷器的进口连通，空冷器的出口与后冷器的进口连通，后冷器的出口与产品罐的进口连通。
3.根据权利要求1或2所述的多元精馏塔，其特征在于在产品罐的出口与脱附剂缓冲罐的进口之间设有泵和控制阀。
4.采用权利要求1至3任一项所述的多元精馏塔余热回收利用的方法,其特征在于包括如下步骤:
（1）将正构烷烃、异辛烷和正戊烷的混合物通入到抽出液分离塔中，经抽出液分离塔分离后塔底得到正构烷烃，塔顶馏出物为异辛烷与正戊烷的混合物，将塔顶馏出物采用换热器进行换热；
（2）换热后的塔顶馏出物进入回流罐进行气相和液相分离；
（3）步骤（2）中气相和液相分离得到的液体一部分回流至抽出液分离塔塔顶，另一部分送入到脱附剂缓冲罐中；
（4）步骤（2）中气相和液相分离得到的气相物料经冷却后进入产品罐，然后送至脱附剂缓冲罐。
5.根据权利要求4所述的多元精馏塔余热回收利用的方法,其特征在于步骤（1）中，塔顶馏出物采用换热器换热至70~100℃。
6.根据权利要求4或5所述的多元精馏塔余热回收利用的方法,其特征在于步骤（3）中，回流至抽出液分离塔塔顶的液体部分占气相和液相分离得到的液体总质量的40~100%。
7.根据权利要求6所述的多元精馏塔余热回收利用的方法,其特征在于步骤（4）中，气相和液相分离得到的气相物料经冷却至全凝后进入产品罐。
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