CN105339062A - 使用分隔塔的分离方法 - Google Patents
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Abstract
主张权利保护的本发明提供一种其中将双塔系统结合成单塔的技术。轻组分在塔的预分馏侧(进料侧)浓缩,其中它们被作为塔顶产物移除。中间沸腾组分被作为在分隔壁相对侧上的塔顶产移除。对于相同产品规格,顶部分隔塔比起常规双塔系统需要大幅降低的资金和操作成本。
Description
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119(e),本申请要求提交于2013年2月21日的系列号为61/767,434的美国临时专利申请的权益,其内容通过引用全部并入本文,如同在本文完整阐述。
发明领域
主张权利的本发明(顶部分隔壁塔脱丙烷塔或TDWC)提供一种创新技术,其中将双塔系统结合成单塔。轻组分在塔的预分馏侧(进料侧)浓缩,其中它们作为顶部塔顶产物被移除。中间沸腾组分作为分隔壁相对侧上的塔顶产物被移除。对于相同的产品规格,TDWC要求比常规双塔系统大幅降低的资金和操作成本。
发明背景
蒸馏和吸收是过程工业中使用的非常普遍的分离技术。由于过程中涉及加热和冷却,两种技术都需要大量的能量。这些技术大部分在多于十年前设计,当时的经济、政治和社会状况有所不同。出于经济和社会利益,期望减少能量成本。
可用复杂的分离配置,其提供大幅度减少的能量和资本支出。这些可选方案包括分隔壁塔。分隔壁塔通常用于蒸馏工艺。图1表示现有技术。塔在390psig操作,塔顶温度为95°F。这种常规的脱丙烷塔的目的是将C2/C3组分作为塔顶产物分离,和将C4/C4+组分作为塔底产物分离。
然而,现有技术具有数个缺点。不可能在350psig冷凝塔顶产物中的较轻组分并将冷却水用作塔顶冷却媒介。塔顶系统具有部分冷凝器。C2和较轻组分(用作燃料气体)作为蒸汽产物从部分冷凝器取出。C3产物为来自部分冷凝器的液体流。大量的C3组分损失到燃料气体蒸汽流中。可通过降低塔顶温度(例如通过使用制冷)或增加塔压来防止C3组分损失。然而,其增加了塔的运行成本。虽然现有技术的系统在C3和C3+之间提供明确的分离,然而这些组分的回收率很低,因为它们损失到燃料气体蒸汽流中。
图2表示可选的现有技术。该工艺使用双塔设计。第一塔是旨在从进料中分离未冷凝产物的再沸吸收塔。不可冷凝物(用作燃料气体)为来自该塔的塔顶蒸汽产物。将塔底物由第一塔向第二塔供料。C3产物在第二塔中作为塔顶产物取出,而C4/C4+作为塔底产物取出。虽然该现有技术系统提供了高的C3/C3+回收率。但缺点是较高的资本支出和较高的能量消耗。
因此,希望具有一种克服现有技术系统缺点的系统。
发明概述
本发明的实施方案涉及一种方法,其中两种不同操作(吸收和蒸馏)在顶部分隔壁塔的任一侧进行。在本发明的一种实施方案中,顶部分隔塔用作从燃料气体回收C3组分的脱丙烷塔。
附图简述
图1表示出根据本发明实施方案的现有技术的分离方法;
图2表示出根据本发明实施方案的双塔分离方法;和
图3表示出根据本发明实施方案的方法原理图。
示例性实施方案详述
本发明的实施例涉及一种方法,其中两种不同操作单元(吸收和蒸馏)在顶部分隔壁塔的任一侧进行。
通过常规脱丙烷系统实例解释本创新。
主张权利保护的本发明提供一种创新技术,其中用于蒸馏设置的双塔系统结合成单塔。在本发明的一些实施方案中,轻组分在塔的预分馏侧(进料侧)浓缩,由此它们作为顶部塔顶产物被移除。中间沸腾组分作为分隔壁相对侧上的塔顶产物被移除。因此,对于相同的产品规格,主张权利保护的本发明的顶部分隔壁塔要求比常规双塔系统大幅降低的资金和操作成本。
图3示出主张权利保护的本发明的工作示意图。示出具有顶部分隔壁的蒸馏塔。顶部分隔塔具有位于分隔壁一侧上的进料侧和在分隔壁相对侧的产物侧。顶部分隔塔的底部部分,即顶部分隔塔的相对侧,是主要部分。
在本发明的实施方案中,主张权利保护的方法原理图设计为在单一顶部分隔塔中分离C2(不可冷凝物)、C3+(中间组分)、C3(重组分)。进料流首先发送到顶部分隔塔的预分馏侧。竖直分隔壁将塔顶部分隔成两半。壁的进料侧被称为预分馏段。不可冷凝物(用作燃料气体)作为塔顶蒸汽产物从排气冷凝器去除。在本发明的一些实施方案中,通过塔顶燃料气体生产线上的压力控制器将塔顶压力设置在350psig。进料之上的部分用作吸收段,其主要用于最小化C3组分的损失。预分馏侧具有来自两个源的回流:由排气冷凝器冷凝的液体流;和来自塔底泵的重质流。
在本发明的实施方案中,在后接有水冷冷凝器的空气冷却交换器中将来自主要部分顶部的蒸汽冷凝和冷却到95°F。冷凝器出口物收集在塔顶接收器中。通过回流泵将C3轻质液体从鼓中泵出。轻质液体的一部分作为回流返回到塔,和其余部分作为C3产物取出。
在本发明的实施方案中,通过被安装在到达燃料气体顶部的不可冷凝物管线上的压力控制回路控制塔的操作压力,同时通过热旁通压力控制回路控制接收的塔顶物的压力。
在本发明的实施方案中,与回流流量控制回路级联,控制主塔顶部的温度。这能够通过抑制较重组分到达塔顶部的倾向来控制C3产物的品质。
在本发明的实施方案中,连接到主要部分的再沸器为将蒸汽作为加热介质使用的热虹吸蒸汽再沸器。通过控制与塔底板温度控制器级联的蒸汽流量来调节再沸器的热量输入。
通过与塔底产物流速级联的水平控制回路控制C3塔底产物。
本发明的总体方面涉及使用顶部分隔塔增加蒸馏过程的能量效率的方法。本领域技术人员用得自本公开内容的知识可理解到,可对本文公开的方法作出各种改变而不脱离本发明的范围。用于解释理论或观察到的现象或结果的机理,应被解释仅为说明性的,而不是以任何方式限制所附权利要求的范围。
Claims (10)
1.一种蒸馏塔,其在具有两个冷凝器和侧部再沸器的顶部分中包括壁。
2.权利要求1的蒸馏塔,其中所述两个冷凝器为部分冷凝器和总冷凝器。
3.权利要求1的蒸馏塔,其中所述塔被用作从燃料气体回收C3组分的脱丙烷塔。
4.权利要求1的蒸馏塔,其中所述塔具有进料侧或预分馏侧和主侧。
5.权利要求4的蒸馏塔,其中所述进料侧作为再沸吸收塔,其从C3分离出不可冷凝物。
6.权利要求4的蒸馏塔,其中所述预分馏侧包含吸收溶剂。
7.权利要求6的蒸馏塔,其中将一部分所述吸收溶剂作为回流返送到所述塔和其余部分作为C3产物取出。
8.权利要求7的蒸馏塔,其中所述回流有助于减少燃料气体的C3损失。
9.权利要求1的蒸馏塔,其中所述侧部再沸器用于蒸馏塔的预分馏侧。
10.权利要求9的蒸馏塔,其中所述侧部再沸器的加热介质为塔底物。
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