CN105555380B - 蒸馏装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种蒸馏装置和一种分离方法，而且根据本申请的蒸馏装置和分离方法可以在三种以上组分的混合物分离过程中分离待分离的物质例如高纯度的丙烯酸2‑乙基己酯，并达到在丙烯酸2‑乙基己酯的分离和纯化过程中节约能源的目的。

Description

蒸馏装置
技术领域
本申请涉及一种蒸馏装置和一种利用该蒸馏装置分离丙烯酸2-乙基己酯的方法。
背景技术
多种原料例如原油是多种物质，例如多种化合物的混合物，而且这些原料通常在被分离成各种化合物之后使用。在分离混合物的化学工艺中代表性工艺是蒸馏工艺。
例如，混合物可以通过一个或多个蒸馏塔被蒸馏，部分或全部的物流可以通过冷凝器或重沸器，然后回流至蒸馏塔中，通过该过程可以获得高纯度化合物。一般而言，包含三种以上组分的物质的原料可以通过两个以上的蒸馏塔并被分离成各个组分。例如，低沸点组分首先在第一蒸馏塔的上部从原料中分离出来，然后中沸点组分和高沸点组分可以在与所述第一蒸馏塔相连接的第二蒸馏塔的上部和下部从原料中分离出来。在此情况下，在第一蒸馏塔的下部区域会发生中沸点组分的再混合，因此，会消耗额外的能量。
发明内容
技术问题
本申请的目的在于提供一种蒸馏装置以及一种利用该蒸馏装置分离高纯度丙烯酸2-乙基己酯的方法。
技术方案
本申请涉及一种蒸馏装置。所述蒸馏装置的示例性实施方案可以包括两个蒸馏装置。根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏装置可以是连接第一蒸馏装置和第二蒸馏装置的形式，而且可以在混合物，例如包含下面式1的化合物的原料的蒸馏工艺中将产生的能量损耗最小化，并且通过利用现有的 蒸馏装置纯化原料，从而提高所述工艺的经济效益。
在下文中，将参照附图描述本申请的蒸馏装置，但所述附图只是说明性的，所述蒸馏装置的范围并不限于附图。
图1是示例性地说明根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。在一个实施例中，所述蒸馏装置是将含有下面式1的化合物的原料(F1-1)引入其中并被纯化的蒸馏装置。
如图1所示，所述蒸馏装置包括第一蒸馏装置和第二蒸馏装置。所述第一蒸馏装置包括将原料(F1-1)引入其中的第一蒸馏塔100，所述第二蒸馏装置包括与所述第一蒸馏塔100依次连接并将第一蒸馏塔100的流出物流引入其中的第二蒸馏塔200。所述第一蒸馏塔100与第二蒸馏塔200可以通过连接通路，例如管道或导管相互连接。
[式1]
在式1中，R1表示氢和具有1至10个碳原子，例如1至8个、1至6个或1至4个碳原子的烷基，以及R2表示烷基，例如具有1至24个、1至20个、1至16个、1至12个或1至8个碳原子的直链或支链烷基。
在一个实施例中，式1的组成没有特别限制，只要该组成是符合式1的化合物即可，而且可以是例如丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸、乙二醇、丁醇、甲醇或异丙醇，优选地丙烯酸2-乙基己酯。
上述第一蒸馏装置和第二蒸馏装置是通过各个物质的沸点之间的差异分离包含在原料(F1-1)中的多组分物质的装置。考虑到待引入的原料(F1-1)的组分的沸点和待分离的组分等，在本申请中可以使用具有各种形式的蒸馏装置。例如，在本申请的蒸馏装置中，低沸点和高沸点的物质首先从第一蒸馏塔100中分离出来，然后将包含中沸点物质的物流引入第二蒸馏塔200中， 并作为产物从第二蒸馏塔200中排出。在本申请中，可以在蒸馏混合物的工艺中使用的蒸馏装置的具体种类没有特别限制，而且可以使用例如如图1所示的包括各自具有普通结构的第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200的蒸馏装置。
图2是图示地说明根据本申请的一个示例性实施方案的第一蒸馏装置的视图。如图2所示，所述第一蒸馏装置包括第一蒸馏塔100以及各自与所述第一蒸馏塔100相连接的第一冷凝器101和重沸器102。例如，第一蒸馏塔100的内部可以分成上部塔板110、下部塔板130和中部塔板120或分成上部110、下部130和中部120。本说明书中的术语“上部塔板”或“上部”是指第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200的各个结构中相对较上面的部分，还可以指例如通过将第一蒸馏塔100或第二蒸馏塔200在各自塔体的高度或长度方向上各自分成两个部分而得到的两个区域的上部。此外，上述术语“下部塔板”或“下部”是指第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200的各个结构中相对较下面的部分，还可以指例如通过将第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200在各自塔体的高度或长度方向上各自分成两个部分而得到的两个区域的下部。此外，本说明书中的术语“中部塔板”或“中部”可以指通过将第一蒸馏塔100在各个蒸馏塔的高度或长度方向上分成三个部分而得到的三个区域的中间区域，还可以指第一蒸馏塔100的上部和下部之间的区域。在本说明书中，第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200的上部、下部和中部可以用作彼此相对的概念。
此外，本说明书中使用的术语“冷凝器”作为与所述蒸馏塔分开设置的装置，是指通过使从主体排出的物质与从外部等流入的冷水接触进行冷却的装置。例如，第一蒸馏装置的第一冷凝器101是使第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)冷凝的装置，该流出物流(F1-2)从第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111排出，而且下面将描述的第二蒸馏装置的第二冷凝器201是使第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)冷凝的装置，该流出物流(F2-2)从第二蒸馏塔200的第二上部塔板流出部211排出。此外，所述术语“重沸器”作为设置在蒸馏塔的外部的加热装置，是指使具有高沸点的物流重新沸腾和蒸发的装置。例如，第一蒸馏装置的重沸器102可以是加热从第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131排出的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)的装置。
在一个实施例中，所述第一蒸馏塔100包括供入原料(F1-1)的原料流入部121；排出低沸点物流的第一上部塔板流出部111；将从第一蒸馏塔的上部110排出的物流的回流物流引入其中的第一上部塔板流入部112；从第一蒸馏塔的下部130排出高沸点物流的第一下部塔板流出部131；引入从第一蒸馏塔的下部130排出的物流的回流物流的第一下部塔板流入部132；从第一蒸馏塔的中部塔板120排出中沸点物流的中部塔板流出部122；以及将从下面将描述的第二蒸馏塔的下部220中排出的物流引入其中的中部塔板流入部123。例如，当将原料(F1-1)引入设置在第一蒸馏塔100的中部塔板的原料流入部121中时，所引入的原料(F1-1)可以在被分别分成第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)(将从设置在第一蒸馏塔100的上部或上部塔板110上的第一上部塔板流出部111排出)、中部塔板流出物流(F1-4)(将从设置在第一蒸馏塔100的中部或中部塔板120上的中部塔板流出部122排出)以及第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)(将从设置在第一蒸馏塔100的下部或下部塔板130的第一下部塔板流出部131排出)的同时被排出。从第一上部塔板流出部111排出的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)通过第一冷凝器101，而且可以将通过第一冷凝器101的部分或全部的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)引入第一上部塔板流入部112并回流至第一蒸馏塔100或作为产物被储存。此外，从第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131排出的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)通过重沸器102，而且可以将通过重沸器102的部分或全部的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)引入第一下部塔板流入部132并回流至第一蒸馏塔100或作为产物被储存。
在一个示例性实施方案中，所述中部塔板流出物流(F1-4)是从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排出的高温气相物流，将其引入与所述第一蒸馏塔100相连接的第二蒸馏塔200的下部220，因此，提供第二蒸馏塔下部220所需要的热量。
本说明书中的术语“低沸点物流”是指在包含具有低沸点、中沸点和高沸点的三组分的原料物流中富集具有相对较低沸点的组分的物流，而且所述低沸点物流是指例如从第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111排出的物流。“高沸点物流”是指在包含具有低沸点、中沸点和高沸点的三组分的原料物流中富集具有相对较高沸点的组分的物流，而且所述高沸点物流是指例 如从第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131排出的富集具有相对较高沸点的组分的物流。所述术语“中沸点物流”是指在包含具有低沸点、中沸点和高沸点的三组分的原料物流中富集具有介于低沸点组分和高沸点组分之间的沸点的组分的物流，而且所述中沸点物流是指例如从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排出的物流。所述中沸点组分可以从下面将要最后描述的第二蒸馏塔的上部210排出，然后作为产物被储存。所述术语“富集的物流”是指从第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111排出的物流中含有的低沸点组分、从第一下部塔板流出部131排出的物流中含有的高沸点组分以及从中部塔板流出部122排出的物流中含有的中沸点组分的各自含量高于在原料(F1-1)中含有的低沸点组分、高沸点组分和中沸点组分的各自含量的物流。例如，所述术语可以指包含在第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)中的低沸点组分、包含在第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中的高沸点组分以及包含在中部塔板流出物流(F1-4)中的中沸点组分的各自含量为50wt％以上、80wt％以上、90wt％以上、95wt％以上或99wt％以上的物流。在本说明书中，所述第一蒸馏塔100的低沸点物流和第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)可以交换使用，所述第一蒸馏塔100的高沸点物流和第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)可以交换使用，以及所述第一蒸馏塔100的中沸点物流和中部塔板流出物流(F1-4)可以交换使用。
如图2所示，所述第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122可以设置在第一蒸馏塔100的中部区域或中部塔板120上，而且在一个实施例中，所述中部塔板流出部122可以设置在比原料流入部121低的部位，即在其下面。此外，所述中部塔板流入部123可以设置在中部区域或中部塔板120上并且在比中部塔板流出部122低的部位，即在其下面。如上所述，所述中部塔板流入部123可以设置在比中部塔板流出部122低的部位，而且可以顺利地使气体/液体彼此接触，从而达到保持分离效率的效果。在一个实施例中，中部塔板流出部122和中部塔板流入部123可以设置在相同的塔板上。例如，中部塔板流出部122和中部塔板流入部123可以设置在第一蒸馏塔100的中部区域120内部的相同塔板上，在此情况下，中部塔板流入部123可以设置在相同塔板上低于中部塔板流出部122的一侧上。因此，从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排出的中部塔板流出物流(F1-4)和被引入第一蒸馏塔100 的中部塔板流入部123的第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)可以从第一蒸馏塔100的相同塔板上排出和引入其中。当中部塔板流出部122和中部塔板流入部123设置在相同塔板上时，引入和排出发生在相同塔板上，使得气体/液体可以顺利地彼此接触并可以获得水力光滑的物流。
在一个实施例中，第一蒸馏塔100的理论塔板数可以是30至80、40至70、25至50或45至60。在此情况下，第一蒸馏塔100的原料流入部121可以设置在第一蒸馏塔100的中部区域或中部塔板120上。例如，在第一蒸馏塔100的第五至第三十塔板处、第五至第二十五塔板处或第十至第二十塔板处。此外，所述第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122可以设置在比原料流入部121低的一侧，例如在第一蒸馏塔100的第二十至第七十八塔板处、第二十二至第四十五塔板处、第三十至第七十八塔板处或第四十至第七十五塔板处。此外，所述第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123可以设置在与中部塔板流出部122相同的塔板上，而且可以设置在比中部塔板流出部122低的一侧。如上所述的“理论塔板数”是指例如气相和液相的两个相在利用包括第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200的蒸馏装置的分离工艺中相互处于平衡状态下的虚拟区域或塔板数。
在一个实施例中，第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111和第一上部塔板流入部112可以位于第一蒸馏塔的上部110，而且第一上部塔板流出部111可以优选位于第一蒸馏塔100的塔顶。此外，第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131和第一下部塔板流入部132可以位于第一蒸馏塔的下部130，而且第一下部塔板流出部131可以优选位于第一蒸馏塔100的塔底。如上所述“塔顶”是指蒸馏塔的最高的顶部，而且可以设置在上述蒸馏塔的上部塔板上，而如上所述的“塔底”是指最低的底部，而且可以设置上述蒸馏塔的下部塔板上。例如第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111可以设置在第一蒸馏塔100的塔顶，而且第一蒸馏塔100的第一上部塔板流入部112可以设置在第一蒸馏塔100的最上塔板上，例如第一蒸馏塔100的第一塔板上。此外，第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131可以设置在第一蒸馏塔100的塔底，而且第一蒸馏塔100的第一下部塔板流入部132可以设置在第一蒸馏塔100的最下部塔板上，例如第一蒸馏塔100的第八十、第七十或第六十塔板处。
图3是图示地说明根据本申请的一个示例性实施方案的第二蒸馏装置的视图。如图3所示，所述第二蒸馏装置包括与所述第一蒸馏塔100相连接的第二蒸馏塔200以及与所述第二蒸馏塔200相连接的第二冷凝器201。此外，第二蒸馏塔200包括第二下部塔板流入部221、第二下部塔板流出部222和第二上部塔板流入部212以及第二上部塔板流出部211。
在一个实施例中，中部塔板流出物流(F1-4)是从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排出的高温气相物流，将其引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221，并且第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)是包含第二蒸馏塔200的下部产物的高温液相物流，将其从第二下部塔板流出部222中排出，然后引入第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123。
本申请的蒸馏装置通过引入中部塔板流出物流(F1-4)提供第二蒸馏塔下部220所需的热量而无需单独的重沸器加热从第二蒸馏塔下部220排出的物流的回流物流，所述中部塔板流出物流(F1-4)是从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排至第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221的高温气相物流，而且可以表现出优异的纯化效率而无需额外供应为重沸器提供外部热源的高温蒸汽。也就是，中部塔板流出物流(F1-4)可以提高第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)的温度，流出物流(F2-1)是包含第二蒸馏塔200的下部产物的液相物流，因此，本申请的第二蒸馏装置不需要单独的外部热源加热第二蒸馏塔200的第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)，从而降低该工艺需要的成本。此外，通过使用由高温蒸汽产生的潜热，只通过比使用液体显热时使用的热能少的热能就可以有效提高第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)的温度。因此，就装置的能量效率和安装成本而言，本申请的蒸馏装置可以表现出优异的经济效益。此外，通过引入第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)可以从第一蒸馏塔的下部130完全去除未被去除的少量高沸点物质，流出物流(F2-1)是从第二蒸馏塔的下部220排至第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123的高温液相物流。
在一个实施例中，第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部221可以设置在第二蒸馏塔200的相同塔板上。因此，从第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222排出的第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)和引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221的中部塔板流出物 流(F1-4)可以从第二蒸馏塔200的相同塔板上排出和引入其中。当第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部221设置在相同塔板上时，在相同塔板上发生引入和排出，使得气体/液体可以顺利地彼此接触并获得水力光滑的物流。
在一个实施例中，第二蒸馏塔200的第二上部塔板流出部211和第二上部塔板流入部212可以位于第二蒸馏塔的上部210，而且第二上部塔板流出部211可以优选位于第二蒸馏塔200的塔顶。此外，第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部221可以位于第二蒸馏塔的下部220上，优选地，在第二蒸馏塔200的塔底。例如，第二蒸馏塔200的理论塔板数可以是5至40、优选地10至30、更优选地15至25。在此情况下，第二蒸馏塔200的第二上部塔板流出部211可以设置在第二蒸馏塔200的塔顶上，而且第二蒸馏塔200的第二上部塔板流入部212可以设置在第二蒸馏塔200的最上塔板上，例如第二蒸馏塔200的第一塔板处。此外，第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部221可以设置在第二蒸馏塔200的塔底上。
将含有第二蒸馏塔200的上部产物的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)从第二蒸馏塔200的第二上部塔板流出部211排出，并通过第二冷凝器201，而且将通过第二冷凝器201的部分或全部的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)引入第二上部塔板流入部212，然后回流至第二蒸馏塔200或作为产物被储存。所述第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)是富集原料(F1-1)组分中的中沸点成分的物流，而且可以是在实施例中富集的丙烯酸2-乙基己酯的物流。
在一个实施例中，为了从含有三组分的原料(F1-1)中进行分离分别具有低沸点、中沸点以及高沸点的三组分的工艺，可以将原料(F1-1)引入如图1所示的第一蒸馏塔100的原料流入部121。此外，可以将第一蒸馏塔100的中部塔板流出物流(F1-4)引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221。当原料(F1-1)被引入第一蒸馏塔100时，包含在原料(F1-1)中的组分中的具有相对较低沸点的低沸点物流可以从第一上部塔板流出部111排出，具有相对较高沸点的高沸点物流从第一下部塔板流出部131排出，而且中沸点物流可以从中部塔板流出部122排出。从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排 出的物流被引入与所述第一蒸馏塔100相连接的第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221，而且被引入第二蒸馏塔200的中沸点组分中具有相对较低沸点的组分的物流从第二上部塔板流出部211排出。此外，被引入第二蒸馏塔200的组分中具有相对较高沸点的组分的物流可以从第二下部塔板流出部222排出并引入与所述第二蒸馏塔200相连接的第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123。在一个实施例中，当含有低沸点组分、中沸点组分的丙烯酸2-乙基己酯以及高沸点组分的原料(F1-1)被引入第一蒸馏塔100的原料流入部121时，原料(F1-1)的组分中的低沸点组分被排至第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)中，所述被排出的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)通过第一冷凝器101，其中一部分可以回流至第一蒸馏塔100的第一上部塔板流入部112，而其他部分可以作为产物被储存。同时，原料(F1-1)的组分中的高沸点组分被排至第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131中的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)，所述被排出的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)通过重沸器102，其中一部分可以回流至第一蒸馏塔100的第一下部塔板流入部132，而其他部分可以作为产物被储存。此外，包含原料(F1-1)的组分中的中沸点组分的中部塔板流出物流(F1-4)从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排出，因此可以引入与所述第一蒸馏塔100相连接的第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221中。此外，被引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221的物流可以被分离成第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)和第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)并被排出。第二蒸馏塔200的上部产物是引入第二蒸馏塔200的物流中含有的组分中包含相对低沸点组分的物流，例如部分或全部的含有丙烯酸2-乙基己酯的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)从第二上部塔板流出部211排出，而且所述被排出的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)通过第二冷凝器201，其中一部分回流至第二蒸馏塔200的第二上部塔板流入部212中，而其他部分可以作为副产物被储存。同时，包含第二蒸馏塔200的下部产物的第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)是引入第二蒸馏塔200中的物流的组分中含有相对较高沸点组分的物流，可以被引入与第二蒸馏塔200相连接的第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123中。在此情况下，第一蒸馏塔的上部110的温度可以是80℃至115℃、85℃至100℃或90℃至105℃，而且第一蒸馏塔的下部130的温度可以是120℃至160℃、130℃至155℃或135℃ 至147℃。此外，第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)中回流至第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)的回流比从热力学观点可以是1至10，优选地可以是1.2至7.0或1.5至4.5。第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中回流至第一蒸馏塔100的第一下部塔板流入部132的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)的回流比从热力学观点可以是1至30，优选地可以是5至25或10至20。此外，第二蒸馏塔的上部210的温度可以是100℃至130℃、104℃至125℃或108℃至120℃，而且第二蒸馏塔的下部220的温度可以是120℃至150℃、120℃至140℃或123℃至133℃。此外，第二蒸馏塔200的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)中回流至第二蒸馏塔200的第二上部塔板流入部212的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)的回流比从热力学观点可以是0.01至5.0，优选地可以是0.05至1.0或0.1至2.0。本说明书中所使用的术语“回流比”是指回流的流量与从第一蒸馏塔100排出的流出的流量的比率。
图4是示例性地说明根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏装置的图。
如图4所示，根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏装置可以包括预加热原料(F1-1)的加热器。
所述加热器300可以设置在第一蒸馏塔100的原料引入其中的部位的前端(frontplate)，而且可以加热待引入至原料流入部121中的原料(F1-1)。因此，由于在将原料(F1-1)引入第一蒸馏塔100之前可以提高原料(F1-1)的温度，因此可以在分离工艺中在使能量损耗最小化的同时将用于纯化的蒸馏装置的尺寸最小化。在一个实施例中，可以通过加热器300将在20℃至40℃的温度下的原料(F1-1)加热至50℃至110℃，优选地60℃至100℃或70℃至90℃的温度。可以将预加热的原料(F1-1)引入第一蒸馏塔100的原料流入部121中，包含在原料(F1-1)中的组分可以在根据其沸点被分成第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)、第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)和中部塔板流出物流(F1-4)的同时被排出。如上所述，当原料(F1-1)通过加热器300预加热时，原料(F1-1)可以通过低压蒸汽预加热，而且通过将预加热原料(F1-1)引入第一蒸馏塔100中可以减少高压蒸汽的消耗量，在重沸器102中使用高压蒸汽来加热第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中的回流至第一下部塔板流入部132的部分物流。在第一蒸馏塔100中分离原料(F1-1)的工艺的具体内 容与上述相同，因此将省略。
可以使用本领域公知的各种装置，只要加热器300是可以提高原料(F1-1)的温度的装置即可，而且可以根据目标原料(F1-1)的种类和温度适当地选择和使用装置，但并没有具体限制。
图5是示例性地说明根据本申请的另一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。
如图5所示，本申请的蒸馏装置可以额外地包括第一热交换器301。所述第一热交换器301设置在第一蒸馏塔100的第一冷凝器101的前端上，而且可以使第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)和原料(F1-1)进行热交换。所述第一热交换器301可以设置为直接或间接地连接至第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)流经的管道或导管上。在一个实施例中，第一热交换器301可以直接地连接至第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)流经的管道或导管上，从而使原料(F1-1)和第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)进行热交换。例如，第一热交换器301可以设置在第一冷凝器101的前端，而且可以优选地与原料(F1-1)流经的管道或导管直接连接，从而在被引入第一冷凝器101之前使第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)和原料(F1-1)进行热交换。
如上所述，在额外地包括所述第一热交换器301的第一蒸馏塔100中，从第一蒸馏塔100排出的低沸点物流通过第一热交换器301，并为第一热交换器301提供热量。因此，从第一蒸馏塔100排出的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)在相对较低的温度下可以回流至第一蒸馏塔100。当如上所述使用包括所述第一热交换器301的第一蒸馏塔100时，可以降低热量以使从第一上部塔板流出部111排出的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)冷凝。因此，可以通过减少使用第一冷凝器101的冷凝工艺中冷却水的使用量来降低冷凝工艺所需要的成本。
此外，第一热交换器301可以使原料(F1-1)与在被引入第一蒸馏塔100中之前处于较高温度的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)进行热交换，从而提高原料(F1-1)的温度。因此，可以减少在重沸器102中使用的蒸汽的消耗量从而加热从第一蒸馏塔100中排出的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中回流至第一下部塔板流入部132的部分物流。此外，使用由高温蒸汽产生 的潜热，只通过比利用液体显热的情况少的热能就可以有效地提高原料的温度。如上所述，可以通过利用废弃的热来提高能量效率，而且在使蒸馏塔的尺寸最小化的同时分离高纯度化合物。
例如，在第一热交换器中301中，20℃至40℃温度下的原料(F1-1)可以与80℃至115℃温度下的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)进行热交换。因此，可以将原料(F1-1)加热至50℃至110℃，优选地60℃至100℃以及更优选地70℃至90℃的温度，然后将其引入第一蒸馏塔100的原料流入部121中。此外，已与原料(F1-1)进行过热交换的80℃至115℃的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)通过第一冷凝器101，然后在25℃至40℃下冷凝，并且可以作为产物被储存或回流至第一上部塔板流入部112。
图6是示例性地说明根据本申请的另一个示例性实施方案的蒸馏装置的图。
如图6中所示，本申请的蒸馏装置可以额外地包括第二热交换器302。所述第二热交换器302设置在第二蒸馏塔200的第二冷凝器201的前端上，而且可以使第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)与原料(F1-1)进行热交换。所述第二热交换器302可以设置为直接或间接地连接至第二蒸馏塔200的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)流经的管道或导管上。在一个实施例中，第二热交换器302可以直接地连接至第二蒸馏塔200的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)流经的管道或导管上，从而有效地使原料(F1-1)和第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)进行热交换。例如，所述第二热交换器302可以设置在第二冷凝器201的前端上，而且可以优选地直接连接至原料(F1-1)流经的管道或导管上，从而在被引入第二冷凝器201之前使第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)与原料(F1-1)进行热交换。
如上所述，通过额外地包括第二热交换器302，从第二蒸馏塔200排出的中沸点物流通过第二热交换器302，并为第二热交换器302提供热量。因此，从第二蒸馏塔200中排出的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)可以在相对较低的温度下回流至第二蒸馏塔200。当如上使用包括第二热交换器302的第二蒸馏塔200时，可以降低热量以使从第二上部塔板流出部211排出的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)冷凝。因此，可以通过减少在利用第二冷凝器201的冷凝工艺中的冷却水的使用量来降低冷凝工艺所需要的成本。此外， 第二热交换器302可以使原料(F1-1)与在被引入第一蒸馏塔100之前处于较高温度的从第二蒸馏塔200排出的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)进行热交换，从而提高原料(F1-1)的温度。例如，在第二热交换器302中，20℃至40℃的温度的原料(F1-1)可以与100℃至130℃的温度的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)进行热交换。因此，可以将原料(F1-1)加热至50℃至120℃、60℃至120℃或90℃至110℃的温度，然后将其引入第一蒸馏塔100的原料流入部121中。此外，已于原料(F1-1)进行过热交换的100℃至130℃的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)通过第二冷凝器201，然后在40℃至90℃下冷凝，并且可以作为产物被储存或回流至第二上部塔板流入部212。所述包括第二热交换器302的蒸馏装置的具体内容与上述包括第一热交换器301的蒸馏装置的内容相同，因此将其省略。
在本申请的另一个示例性实施方案中，第一蒸馏塔100的原料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132，以及第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222、第二下部塔板流入部221和第二上部塔板流入部212中的一个或多个由设置为相互分离的两个以上的开口形成。因此，在原料(F1-1)的纯化过程中发生的通道效应会被阻止，从而使能量损耗最小化并且提高所述工艺的经济效益。本说明书中的术语“通道效应”是指蒸馏塔中的蒸汽和液体混合物的接触不能顺利地发生的现象或流体偏向分隔壁型蒸馏塔的壁表面的特定部位流动的液体倾斜现象，而且通道效应是分离原料的效率显着下降和额外能量损耗的原因。
在一个实施例中，两个以上的开口设置为使得引入或从第一蒸馏塔100和/或第二蒸馏塔200排出的物流可以以两个以上的方向引入或以两个以上的方向排出。
在一个示例性实施方案中，第一蒸馏塔100和/或第二蒸馏塔200可以包括两个以上等量划分水平横截面的小区域。图7是说明第一蒸馏塔100的与地面平行的横截面的图。如图7所示，第一蒸馏塔100可以包括将第一蒸馏塔100的水平横截面分成等面积的任意小的区域，例如多个小区域(A1-1、A1-2、A1-3和A1-4)。相同的情况还可以应用于第二蒸馏塔200。
在一个实施例中，可以在第一蒸馏塔100的原料流入部121、第一上部塔 板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的一个或多个中形成相互分离的两个以上的开口，而且这两个以上的开口可以各自位于将第一蒸馏塔100的水平横截面等量划分的两个以上的小区域中。如上所述的两个以上的开口“可以各自设置”实际上是指在按照开口的数目均匀地划分的区域中，一个开口独自设置在一个区域中。图8是示例性地说明根据本申请形成两个以上开口的第一蒸馏塔100的与地面平行的横截面的视图。例如，如通过图8中的虚拟的虚线划分，第一蒸馏塔100的横截面可以被划分成两个相等的小区域(A1-1和A1-2)，而且当在第一蒸馏塔100的原料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的一个或多个中形成相互分离的两个开口时，所述两个开口中的一个开口设置在被分成两个小区域的一个小区域A1-1上，而另一个开口设置在与设置开口的小区域A1-1毗连的另一个小区域A1-2上，从而在每个区域上设置一个开口。
在一个开口形成在原料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的第一蒸馏塔100的情况下，原料或回流物流只在一个方向上提供，或中部塔板流入或流出物流只向一个方向引入或排出，而且在此情况下，会发生通道效应。但是，当在第一蒸馏塔100的原材料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的一个或多个中形成两个以上的开口时，原材料(F1-1)、回流物流、中部塔板流出和/或流入物流可以在两个以上的方向上被等量地引入或被等量地排出，从而阻止通道效应的发生。
在根据本申请的第一蒸馏塔100中，可以根据两个以上开口的数目通过控制各个开口的位置和引入或从各个开口排出的物流的流速和方向来有效地抑制通道效应。例如，当在第一蒸馏塔100的原材料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的一个或多个中形成相互分离的两个开口时，所述两个开口可以各自设置在如上所述的将第一蒸馏塔100的与地面平行的横截面等量划分的两个区域(A1-1和A1-2)中。具体地，如图9所示，两个开口可以设置在相对于横截面的中心点相对的两侧，而且将原料(F1-1)分别引入两个原料流入部121 中，使得在引入原料(F1-1)的同时可以有效地抑制通道效应发生。在一个实施例中，当在原料流入部121、第一上部塔板流出部111、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的一个或多个中形成相互分离的两个开口时，如图9所示，从两个开口中的任意一个延伸至蒸馏塔的中心的延长线与从另一个开口延伸至蒸馏塔的中心的延长线形成的角度可以是例如175°至185°、177°至183°或179°至181°，而且可以通过将角度控制在所述范围内最大程度阻止通道效应。
图10是示例性地说明根据本申请形成三个开口的第一蒸馏塔100的与地面平行的横截面的视图。如图10所示，例如，在第一蒸馏塔100的原料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的一个或多个中形成相互分离的三个开口，而且所述三个开口可以各自设置在将第一蒸馏塔100的与地面平行的横截面等量划分的三个区域(A1-1、A1-2和A1-3)中。具体地，如图10所示，三个开口可以以一定的间隔设置，而且可以设置为使流体物流从三个开口分别引入或排出。在一个实施例中，当在原料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的一个或多个中形成相互分离的三个开口时，如图11所示，从三个开口中的任意一个延伸至蒸馏塔的中心的延长线与从另两个开口延伸至蒸馏塔的中心的延长线形成的角度可以是例如115°至125°、117°至123°或119°至121°，而且可以通过将角度控制在所述范围内最大程度阻止通道效应。
图12是示例性地说明根据本申请形成四个开口的第一蒸馏塔100的与地面平行的横截面的视图。如图12所示，例如，在第一蒸馏塔100的原料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的一个或多个中可以形成相互分离的四个开口，而且所述四个开口可以各自设置在将第一蒸馏塔100的与地面平行的横截面等量划分的四个区域(A1-1、A1-2、A1-3和A1-4)中。具体地，如图12所示，四个开口可以以一定的间隔设置，而且可以设置为使流体物流可以从四个开口中被各自引入或排出。在一个实施例中，当在原料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132中的一个或多个中形成相互分离的四个开口时，如图13所示，从四个 开口中的任意一个延伸至蒸馏塔的中心的延长线与从另外两个开口延伸至蒸馏塔的中心的延长线形成的角度可以是例如85°至95°、优选地87°至93°以及更优选地89°至91°，而且可以通过将角度控制在所述范围内最大程度地阻止通道效应。
当将引入第一蒸馏塔100或从第一蒸馏塔100排出的流体物流在两个以上的方向供应或排出时，可以均匀地保持液体物流滴落至设置有第一蒸馏塔100的原料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132的较下部塔板区域上，从而提高纯化效率。也就是，当形成有两个以上开口的第一蒸馏塔100的原料流入部121、第一上部塔板流入部112、中部塔板流出部122、中部塔板流入部123和第一下部塔板流入部132满足上述条件时，可以在引入各个物流的同时有效地阻止通道效应发生，而且所述蒸馏装置的设计和操作便利性优异，使得原料(F1-1)可以被高效率分离。
如图9、11和13所示，本申请的第一蒸馏塔100可以使投射至第一蒸馏塔100的平行于地面的横截面上的流入速度的所有矢量分量(vector components)指向所述横截面的中心。具体地，通过两个以上开口引入的流速和流入速度的维度彼此相同，而且通过将流体物流的流速(F)与投射至横截面上的流入速度的矢量分量的乘积相加获得的值可以是0(零)。如上所示，当流体物流的流速与通过两个以上的开口投射至横截面上的流入速度的矢量分量的乘积的总和抵消至0(零)时，由此可以有效地阻止两个以上的流体物流的通道效应。上面所述的术语“流速(F)”是指通过各个流入部所引入的流速(单位时间的体积)，而且所述术语“流入速度的矢量分量”是指通过各个流入部的流入速度的矢量投射至蒸馏塔的与地面平行的横截面上的矢量分量。
在一个示例性实施方案中，在第一蒸馏塔100的原料流入部121中可以形成相互分离的两个以上的开口，而且所述两个以上的开口可以各自设置在将第一蒸馏塔100的与地面平行的横截面等量划分的两个以上的小区域上。在一个开口形成在原料流入部121上的蒸馏塔的情况下，滴落至蒸馏塔的供应塔板的较低区域上的液体物流不能均匀地滴落，并会发生通道效应，因此，原料(F1-1)的分离效率会下降。但是，当在第一蒸馏塔100的原料流入部121 中形成两个以上开口时，通过均匀地保持滴落至第一蒸馏塔100的原料供应塔板下部的液体物流可以抑制通道效应，使得原料(F1-1)可以被有效分离。在此情况下，两个以上的开口可以设置在第一蒸馏塔100内部的相同塔板上，优选地，在与地面平行的相同平面上。因此，各自引入两个以上的开口中的原料(F1-1)可以被引入从而获得水力光滑的物流，从而有效地阻止通道效应。例如，两个以上的原料流入部121可以设置在第一蒸馏塔100的相同塔板上，而且在理论塔板数为30至80、40至70或45至60的第一蒸馏塔100的情况下，形成有两个以上开口的原料流入部121可以设置在第一蒸馏塔100的第五至第三十塔板处，优选地第五至第二十五塔板处，以及更优选地第十至第二十塔板处。此外，当以同样的流速将原料(F1-1)各自引入在其中形成有两个以上开口的原料流入部121中时，容易阻止通道效应而且蒸馏塔的操作便利性优异，从而以高效率分离原料(F1-1)。
在一个示例性实施方案中，在第一蒸馏塔100的第一上部塔板流入部112中可以形成相互分离的两个以上开口，而且这两个以上的开口可以各自设置在将第一蒸馏塔100的水平横截面等量划分的两个以上的小区域上。在一个开口形成在第一上部塔板流入部112上的分隔壁型蒸馏塔100中，在第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)的回流物流以一个方向被引入第一蒸馏塔100中的同时可以发生通道效应。因此，原料(F1-1)的分离效率会降低，在此情况下，为了保持第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)中的低沸点物质的浓度需消耗额外的能量。但是，当在第一蒸馏塔100的第一上部塔板流入部112中形成两个以上的开口时，第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)的回流物流以两个以上的方向被引入第一蒸馏塔中，因此，抑制通道效应，从而有效地分离原料(F1-1)。在一个实施例中，两个以上的第一上部塔板流入部112可以设置在第一蒸馏塔100的上部塔板的相同塔板上，优选地，在与地面平行的相同平面上，而且在理论塔板数为30至80、40至70或45至60的第一蒸馏塔100的情况下，形成有两个以上的开口的第一上部塔板流入部112可以设置在第一蒸馏塔100的最上塔板上，例如第一塔板上。
此外，在第一蒸馏塔100的第一下部塔板流入部132中可以形成互相分离的两个以上的开口，而且这两个以上的开口可以各自设置在将第一蒸馏塔100的水平横截面等量划分的两个以上的小区域上。在此情况下，流经重沸器 102的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)可以以两个以上的方向回流，从而提高原料(F1-1)的分离效率。例如，形成有两个以上开口的第一下部塔板流入部132可以设置在第一蒸馏塔100的下部塔板的相同塔板上，优选地在与地面平行的相同的平面上，而且在理论塔板数为30至80、40至70或45至60的第一蒸馏塔100的情况下，形成有两个以上开口的第一下部塔板流入部132可以设置在第一蒸馏塔100的最下塔板上，例如第八十塔板、第七十塔板或第六十塔板上。
在一个示例性实施方案中，在第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122中形成相互分离的两个以上开口，而且这两个以上的开口可以各自设置在将第一蒸馏塔100的水平横截面等量划分的两个以上的小区域上。在此情况下，从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122中排出的中部塔板流出物流(F1-4)可以以两个以上的方向排出，从而顺利地保持水力物流。例如，形成有两个以上开口的中部塔板流出部122可以设置在第一蒸馏塔100的中部塔板的相同塔板上，优选地在与地面平行的相同的平面上，而且还可以设置在比原料流入部121低的一侧。例如，在理论塔板数为30至80、40至70或45至60的第一蒸馏塔100的情况下，中部塔板流出部122可以设置在第一蒸馏塔100的第二十至第七十八塔板、第二十二至第四十五塔板、第三十至第七十八塔板或第四十至第七十五塔板上。
在一个示例性实施方案中，在第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123中可以形成互相分离的两个以上开口，而且这两个以上的开口可以各自设置在将第一蒸馏塔100的水平横截面等量划分的两个以上的小区域上。在此情况下，从第二蒸馏塔200引入第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123中第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)可以以两个以上的方向引入，从而提高原料(F1-1)的分离效率。例如，形成有两个以上开口的中部塔板流入部123可以设置在第一蒸馏塔100的中部塔板的相同塔板上，优选地在与地面平行的相同平面上，而且还可以设置在设置有上述中部塔板流出部122的塔板上。此外，在此情况下，中部塔板流入部123可以设置在比中部塔板流出部122低的一侧。
形成有两个以上开口的第一上部塔板流入部112、第一下部塔板流入部132、中部塔板流出部122以及中部塔板流入部123的具体内容与与上述两个以上的原料流入部121相同，将省略。
在本申请的另一个示例性实施方案中，第二蒸馏塔200可以包括将水平横截面等量划分的两个以上的小区域。此时，在第二蒸馏塔200的第二上部塔板流入部212、第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部221中的一个或多个中形成相互分离的两个以上开口，而且这两个以上的开口可以各自设置在将第二蒸馏塔200的水平横截面等量划分的两个以上的小区域上。
在一个示例性实施方案中，在第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222中形成相互分离的两个以上的开口，而且这两个以上的开口可以各自设置在将第二蒸馏塔200的水平横截面等量划分的两个以上的小区域上。在此情况下，从第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222中排出的第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)可以在两个以上的方向排出，因此，可以顺利地保持第二蒸馏塔200内部的水力物流。例如，形成有两个以上开口的第二下部塔板流出部222可以设置在第二蒸馏塔200的下部塔板的相同塔板上，优选地在第二蒸馏塔200的塔底上。
在第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221中形成相互分离的两个以上开口，而且这两个以上的开口可以各自设置在将第二蒸馏塔200的水平横截面等量划分的两个以上的小区域上。在此情况下，从第一蒸馏塔100引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221的中部塔板流出物流(F1-4)可以以两个以上的方向引入。因此，在将中部塔板流出物流(F1-4)引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221中的同时可以抑制通道效应的发生，从而提高分离效率。例如，形成有两个以上开口的第二下部塔板流入部221可以设置在第二蒸馏塔200的下部塔板的相同塔板上，优选地在第二蒸馏塔200的塔底上。
在第二蒸馏塔200的第二上部塔板流入部212中可以形成相互分离的两个以上的开口，而且这两个以上的开口可以各自设置在将第二蒸馏塔200的水平横截面等量划分的两个以上的小区域上。在此情况下，流经第二冷凝器201的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)可以以两个以上的方向回流，从而提高原料(F1-1)的分离效率。例如，形成有两个以上开口的第二上部塔板流入部212可以设置在第二蒸馏塔200的上部塔板的相同塔板上，优选地在与地面平行的相同平面上，而且在理论塔板数为5至40、10至30或优选地15至25的第二蒸馏塔200的情况下，形成有两个以上开口的上部塔板流入部 212可以设置在第二蒸馏塔200的最上塔板，例如第一塔板上。
形成有两个以上开口的第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222、第二下部塔板流入部221和第二上部塔板流入部212的具体内容与上述形成有两个以上的原料流入部121的那些相同，因此将省略。
图14是示例性地说明根据本申请的另一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。
如图14所示，所述蒸馏装置包括第一蒸馏装置和第二蒸馏装置，而且包括在第一蒸馏装置中的第一蒸馏塔400可以是在其中包括分隔壁401的分隔壁型蒸馏塔400。所述分隔壁型蒸馏塔400是为蒸馏包含具有低沸点、中沸点和高沸点的三组分的原料(F1-1)设计的装置，而且是从热力学角度与号称热耦合蒸馏塔(Petlyuk column)相似的装置。所述热耦合蒸馏塔设计为主要将低沸点和高沸点物质从初步分离器中分离，然后将低沸点、中沸点和高沸点物质从主分离器中各自分离。就此而言，所述分隔壁型蒸馏塔400是通过将分隔壁401设置在塔的内部将初步分离器与主分离器结合在一起的类型。在本申请的蒸馏装置中，低沸点、中沸点和高沸点物质主要从分隔壁型蒸馏塔的第一蒸馏塔400中分离，并且将包含中沸点物质的中部塔板流出物流(F1-4)引入第二蒸馏塔200中，然后可以纯化。
例如，第一蒸馏塔400的内部被分隔壁401分隔，而且如图中通过虚拟虚线所划分的，第一蒸馏塔400的内部可以被分成由分隔壁401分隔的中部区域以及未设置分隔壁的上部区域410和下部区域440。此外，所述中部区域可以分成由分隔壁401分隔的第一中部区域420和第二中部区域430，而且所述第二中部区域430可以被分成在纵向将第一蒸馏塔400等量划分成两个部分的第三中部区域431和第四中部区域432。具体地，所述第三中部区域431与上部区域410接触，而第四中部区域432与下部区域440接触。因此，第一蒸馏塔400的内部可以分成上部区域410、下部区域440和中部区域，且所述中部区域又分成第一中部区域420和第二中部区域430，而所述第二中部区域可以再分成第三中部区域431和第四中部区域432。在本申请的分隔壁型蒸馏塔中，第一蒸馏塔400中的第一中部区域420和第二中部区域430通过分隔壁401相互分离或分隔。因此，可以阻止第一中部区域420的内部物流和第二中部区域430的内部物流互相混合。本说明书中的术语“分离或分隔” 是指各个区域内的物流在分隔壁401分隔的区域独立地流动或存在。
在一个实施例中，设置在第一蒸馏塔400内部的分隔壁401可以设置在中部区域。具体地，当基于第一蒸馏塔400的理论塔板数计算时，所述分隔壁401的长度可以是对应于理论塔板数的总数的40％以上，优选地50％以上，以及更优选地60％的塔板数的长度。第一蒸馏塔400的分隔壁401可以以所述范围内的长度设置在第一蒸馏塔400的内部，从而有效地阻止第一中部区域420内部的物流与第二中部区域430内部的物流混合。此外，当从中部塔板流出部433排出的物流被引入至第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221中时，可以阻止从中部塔板流出部433排出的流体中的低沸点组分被混合和排出。
在一个实施例中，第一蒸馏塔400的原料流入部421可以设置在第一蒸馏塔400的第一中部区域420中。此外，第一上部塔板流出部411和第一上部塔板流入部412可以设置在第一蒸馏塔400的上部区域410中，而第一上部塔板流出部411可以优选地设置在第一蒸馏塔400的上部区域410内部的塔顶上。此外，第一下部塔板流出部441和第一下部塔板流入部442可以设置在第一蒸馏塔400的下部区域440中，而第一下部塔板流出部441可以优选地设置在第一蒸馏塔400的下部区域440内部的塔底上。此外，第一蒸馏塔400的中部塔板流出部433和中部塔板流入部434可以设置在第一蒸馏塔400的第二中部区域430中，且优选地设置在第二中部区域430中包括的第四中部区域432中。此时，中部塔板流出部433可以设置在第二中部区域430内部的相对较低侧的部位的第四中部区域432中，从而阻止低沸点组分包含在从第一蒸馏塔400的中部塔板流出部433排出的物流中。
在所述蒸馏装置中，中部塔板流出部433可以设置在比原料流入部421低的部位，而中部塔板流入部434可以设置在比中部塔板流出部433低的部位。如上所述，中部塔板流入部434可以设置在比中部塔板流出部433低的部位，而且可以使气体/液体顺利地彼此接触，从而保持分离性能。在一个实施例中，中部塔板流出部433和中部塔板流入部434可以设置在相同塔板上。例如，中部塔板流出部433和中部塔板流入部434可以设置在分隔壁型蒸馏塔400的第二中部区域430内部的相同塔板上，而且在此情况下，中部塔板流入部434可以设置在相同塔板内的比中部塔板流出部433低的一侧上。因此，从第一蒸馏塔400的中部塔板流出部433中排出的中部塔板流出物流(F1-4)和引入第一蒸馏塔400的中部塔板流入部434中的第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)可以从第一蒸馏塔400的相同塔板上排出或引入。当中部塔板流出部433和中部塔板流入部434设置在相同的塔板上时，引入和排出发生在相同塔板上，因此可以顺利地使气体/液体彼此接触，而且水力流体可以顺利地发生。
在一个实施例中，为了进行将具有低沸点、中沸点和高沸点的三组分从包含所述三组分的原料(F1-1)中分别分离的工艺，如图14所示，可以将原料(F1-1)引入第一蒸馏塔400的第一中部区域420中。在一个实施例中，将原料(F1-1)引入设置在第一蒸馏塔400的第一中部区域420中的原料流入部421中，将包含在原料(F1-1)中的组分中的具有相对较低沸点的低沸点物流引入上部区域410中，而将具有相对较高沸点的高沸点物流引入下部区域440中。此外，将引入至上部区域410中的物流排至第一上部塔板流出部411的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)中然后通过冷凝器402，其中一部分回流至第一蒸馏塔400的第一上部塔板流入部412中或作为产物被储存。此外，将引入至下部区域440中的物流排至第一下部塔板流出部441的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中，然后通过重沸器403，而且其中一部分回流至第一蒸馏塔400的第一下部塔板流入部442中或作为产物被储存。将引入至上部区域410中的物流中具有相对较高沸点的组分的物流和引入至下部区域440中的物流中具有相对较低沸点的组分的物流引入第二中部区域430中，并且可以从第四中部区域432的中部塔板流出部433中排出并引入第二蒸馏塔200中。
在此情况下，第一蒸馏塔400的上部区域410的温度可以是80℃至115℃、85℃至100℃或90℃至105℃，第一蒸馏塔400的下部区域440的温度可以是120℃至160℃、130℃至155℃或135℃至147℃，而第一蒸馏塔400的第二中部区域430的温度可以是100℃至150℃、110℃至140℃或120℃至135℃。此外，第一蒸馏塔400的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)中回流至第一蒸馏塔400的第一上部塔板流出部411中的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)从热力学角度的回流比可以是1至10，以及优选地可以是1.2至7.0或1.5至4.5。第一蒸馏塔400的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中回流至第一蒸馏塔400的第一下部塔板流入部442中的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)从热力学角度的回流比可以是1至30，以及优选地可以是5至25或10至20。此外，第二蒸馏塔的上部210的温度可以是100℃至130℃、104℃至125℃或108℃至120℃，而第二蒸馏塔的下部220的温度可以是120℃至150℃、120℃至140℃或123℃至133℃。此外，第二蒸馏塔200的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)中回流至第二蒸馏塔200的第二上部塔板流入部212中的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)从热力学角度的回流比可以是0.01至5.0，以及优选地可以是0.05至1.0或0.1至2.0。
在一个实施例中，包括第一蒸馏塔400的蒸馏装置可以包括预加热原料(F1-1)的加热器300或热交换器。此外，在第一蒸馏塔400的流入部和流出部中的一个或多个可以形成两个以上的开口，从而提高原料(F1-1)的分离效率。关于其的详细描述与上述蒸馏装置的描述相同，因此将省略。
图15是图示地说明根据本申请的另一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。
如图15所示，所述蒸馏装置包括第一蒸馏装置和第二蒸馏装置，而且包括在第一蒸馏装置中的第一蒸馏塔500可以是在其中包括分隔壁501的分隔壁型蒸馏塔。所述第一蒸馏塔500可以具有其中分隔壁501与第一蒸馏塔500的塔顶接触并且与其塔底分离的结构。因此，如图中的虚拟虚线所划分的，第一蒸馏塔500的内部可以被分隔壁501分成第一区域510和第三区域530以及在其中未设置分隔壁501并且设置在所述第一区域510和第三区域530的下部塔板的第二区域520。所述第一区域510可以分成在纵向将第一蒸馏塔500分成两部分的第一上部区域511和第一下部区域512，所述第一上部区域511可以不与第二区域520接触，而第一下部区域512可以与第二区域520接触。此外，所述第三区域可以分成在纵向将第一蒸馏塔500等量划分成两个部分第三上部区域531和第三下部区域532，所述第三上部区域531可以不与第二区域520接触，而第三下部区域532可以与第二区域520接触。因此，第一蒸馏塔500的内部可以分成第一区域510、第二区域520和第三区域530，而所述第一区域510可以分成第一上部区域511和第一下部区域512，所述第三区域530又可以分成第三上部区域531和第三下部区域532。例如，第一蒸馏塔500中的第一区域510和第三区域530可以通过分隔壁501相互分离或 分隔。因此，可以阻止从第一区域510中排出的物流和从第三区域530中排出的物流彼此混合。
在一个实施例中，当基于第一蒸馏塔500的理论塔板数计算时，所述分隔壁501的长度可以是对应于理论塔板总数的40％以上，优选地50％以上，以及更优选地60％以上的塔板数的长度。如上所述，第一蒸馏塔500的分隔壁501可以以所述范围内的长度设置在第一蒸馏塔500的内部，从而有效地阻止第一区域510内部的物流与第三区域530内部的物流混合。此外，分隔壁501与塔顶接触，当从中部塔板流出部533中排出的物流引入至第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221中时，可以在与从中部塔板流出部533中排出的物流混合的同时比具有图14的分隔壁401的蒸馏塔的情况更有效地阻止低沸点组分排出。
在一个示例性实施方案中，所述第一区域510包括原料流入部513、第一上部塔板流出部514和第一上部塔板流入部515，所述第二区域520包括第一下部塔板流出部521、第一下部塔板流入部522，而且所述第三区域530包括第三上部塔板流入部536、第三上部塔板流出部535、中部塔板流出部533和中部塔板流入部534。例如，原料流入部513、第一上部塔板流出部514和第一上部塔板流入部515设置在第一蒸馏塔500的第一区域510中，第三上部塔板流入部536、第三上部塔板流出部535、中部塔板流出部533和中部塔板流入部534设置在第三区域530中，而且第一下部塔板流出部521、第一下部塔板流入部522可以设置在第二区域520中。具体地，原料流入部513可以设置在第一下部区域512或在第一上部区域511与第一下部区域512彼此接触的点上。所述第一上部区域511与第一下部区域512彼此接触的点可以指在纵向将第一蒸馏塔500等量划分成两部分的点。此外，第一上部塔板流出部514和第一上部塔板流入部515可以设置在第一蒸馏塔500的第一区域510中包括的第一上部区域511中，而且第一上部塔板流出部514可以优选地设置在第一蒸馏塔500的第一上部区域511内部的塔顶上。此外，第一下部塔板流出部521、第一下部塔板流入部522可以设置在第一蒸馏塔500的第二区域520中，而且第一下部塔板流出部521可以优选地设置在第一蒸馏塔500的第二区域520内部的塔底上。此外，第三上部塔板流入部536、第三上部塔板流出部535、中部塔板流出部533和中部塔板流入部534设置在第一蒸馏塔500的第三区域530中。在一个实施例中，第三上部塔板流入部536和第三上部塔板流出部535可以设置在第三上部区域531中，第三上部塔板流入部536设置在第三区域530的最上部塔板，例如第一塔板，而且第三上部塔板流出部535可以设置在第三区域530的塔底。此外，中部塔板流出部533和中部塔板流入部534可以设置在第三下部区域532中。中部塔板流出部533和中部塔板流入部534可以设置在第三下部区域532中，从而阻止低沸点组分被包含在从第一蒸馏塔500的中部塔板流出部533中排出的物流中。在所述蒸馏装置中，中部塔板流出部533可以设置在比原料流入部513低的部位，而中部塔板流入部534可以设置在比中部塔板流出部533更低的部位，关于此的描述与上述相同，因此将省略。
在一个实施例中，为了进行将具有低沸点、中沸点和高沸点的三组分从包含所述三组分的原料(F1-1)中分别分离的工艺，如图15所示，可以将原料(F1-1)引入第一蒸馏塔500的第一区域510中。在一个实施例中，将原料(F1-1)引入设置在第一蒸馏塔500的第一区域510中的原料流入部513中，包含在原料(F1-1)中的组分中具有相对较低沸点的低沸点物流被引入第一上部区域511中，而具有相对较高沸点的高沸点物流通过第一下部区域512，并且可以引入第二区域520中。将引入第一上部区域511中的物流排至第一上部塔板流出部514中的第一区域上部塔板流出物流(F1-2)中，然后通过第一冷凝器502，其中一部分被引入第一区域510的第一上部塔板流入部515中。将引入第二区域520中的物流中具有相对较高沸点的高沸点物流排至第一下部塔板流出部521的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中然后通过重沸器504，而且其中一部分可以引入第二区域520的第一下部塔板流入部522中。将引入第二区域520的物流中具有相对较低沸点的中沸点物流引入第三区域530中并将其分成在引入第三区域530的组分中具有相对较低沸点的组分和具有相对较高沸点的组分，而且其中一部分还可以引入第一区域510中。将引入第三区域530的组分中具有相对较低沸点的组分排至第三上部区域531的第三上部塔板流出部535中的第三区域上部塔板流出物流(F1-5)中，并通过第三冷凝器503，其中一部分可以引入第三区域530的第三上部塔板流入部536中。此外，将引入第三区域530的组分中具有相对较高沸点的组分从第三下部区域532的中部塔板流出部533中排出并引入第二蒸馏塔200中或将其 再次引入第二区域520中。
在此情况下，第一蒸馏塔500的第一上部区域511的温度可以是80℃至115℃、85℃至100℃或90℃至105℃，第一蒸馏塔500的第二区域520的温度可以是120℃至160℃、130℃至155℃或135℃至147℃，而第一蒸馏塔500的第三上部区域531的温度可以是85℃至120℃、90℃至105℃或95℃至110℃。此外，从第一区域510中排出的第一区域上部塔板流出物流(F1-2)中回流至第一区域510的第一上部塔板流入部515中的第一区域上部塔板流出物流(F1-2)从热力学角度的回流比可以是1至10，以及优选地可以是1.2至7.0或1.5至4.5。从第三区域530中排出的第三区域上部塔板流出物流(F1-5)中回流至第三区域530的第三上部塔板流入部536中的第三区域上部塔板流出物流(F1-5)从热力学角度的回流比可以是0.01至3.0，以及优选地可以是0.03至2.0或0.1至1.0。第二区域520的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中回流至第二区域520的第一下部塔板流入部522中的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)从热力学角度的回流比可以是1至30，以及优选地可以是5至25或10至20。此外，第二蒸馏塔的上部210的温度可以是100℃至130℃、104℃至125℃或108℃至120℃，而第二蒸馏塔的下部220的温度可以是120℃至150℃、120℃至140℃或123℃至133℃。此外，第二蒸馏塔200的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)中回流至第二蒸馏塔200的第二上部塔板流入部212中的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)从热力学角度的回流比可以是0.01至5.0，以及优选地可以是0.05至1.0或0.1至2.0。
在一个实施例中，包括第一蒸馏塔500的蒸馏装置可以包括预加热原料(F1-1)的加热器300或热交换器。此外，在第一蒸馏塔500的流入部和流出部中的一个或多个中可以形成两个以上的开口，从而提高原料(F1-1)的分离效率。关于其的详细描述与上述蒸馏装置的描述相同，因此将省略。
本申请还涉及一种用于分离原料的方法，例如，可以是通过上述蒸馏装置进行的分离方法。
本申请的用于分离原料(F1-1)的方法可以包括：引入原料(F1-1)；对原料(F1-1)蒸馏和分类；以及分离和排出原料(F1-1)。具体地，所述方法可以包括：将原料(F1-1)引入第一蒸馏塔100的原料流入部121中；将引入第一蒸馏塔100中的原料(F1-1)分离和排至第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出 部111、中部塔板流出部122和第一下部塔板流出部131中；将从中部塔板流出部122中排出的物流引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221中；以及分离引入第二蒸馏塔200中的物流以在第二蒸馏塔200的第二上部塔板流出部211和第二下部塔板流出部222上各自将物流分离和排出。
[式1]
引入第一蒸馏塔100中的原料(F1-1)可以包含式1的化合物，而且可以是例如丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸、乙二醇、丙烯酸丁酯、甲醇或异丙醇，优选地丙烯酸2-乙基己酯。对于原料(F1-1)的描述与上述相同，因此将省略。
所述分离方法可以包括：通过第一蒸馏塔100分离；以及通过与所述第一蒸馏塔100相连接的第二蒸馏塔200分离。所述通过第一蒸馏塔100分离可以包括：引入原料(F1-1)；蒸馏所述原料(F1-1)；以及分离和排出所述原料(F1-1)。在引入原料(F1-1)中，可以将原料(F1-1)引入第一蒸馏塔100的原料流入部121中。此外，在蒸馏原料(F1-1)中，引入第一蒸馏塔100中的原料(F1-1)可以被分别分离至第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111、中部塔板流出部122和第一下部塔板流出部131中。此外，在分离和排出原料(F1-1)中，可以将原料(F1-1)中相对较低沸点的物流从第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111排至第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)中，可以将相对较高沸点的物流从第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131排至第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中，并且可以将相对中间沸点的物流从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排至中部塔板流出物流(F1-4)中。此外，通过第一蒸馏塔100分离包括：使从第一上部塔板流出部111排出的物流通过第一冷凝器101并且将所述通过第一冷凝器101的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)的一部分或全部引入第一上部塔板流入部112中，包括：使从第一下部塔板流出部131排出的物流通过重沸器102并且将通过重沸器102 的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)的一部分或全部引入第一下部塔板流入部132中，还可以包括：将从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排出的物流引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221中。
本申请的分离方法可以包括在通过第一蒸馏塔100分离之后通过第二蒸馏塔200分离。所述通过第二蒸馏塔200分离可以包括：引入从第一蒸馏塔100中排出的物流，蒸馏从第一蒸馏塔100中引入的物流，以及分离和排出物流。所述通过第二蒸馏塔200分离可以包括：将从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排出的物流引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221中。此外，在通过第二蒸馏塔200蒸馏中，可以将引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221中的物流各自分离至第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222和第二上部塔板流出部211中。此外，所述通过第二蒸馏塔200分离和排出可以包括：将引入第二蒸馏塔200中的物流中相对较高沸点的物流从第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222排至第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F2-1)中，并且将相对中间沸点的物流从第二蒸馏塔200的第二上部塔板流出部211排至第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)中。此外，所述通过第二蒸馏塔200分离和排出包括：将从第二下部塔板流出部222中排出的部分或全部物流引入第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123中，还可以包括：使从第二上部塔板流出部211排出的物流通过第二冷凝器201，并且将所述通过第二冷凝器201的部分或全部物流引入第二上部塔板流入部212中。
在一个实施例中，所述通过第一蒸馏塔100分离包括：将从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122中排出的物流排至比从原料引入部121引入的物流低的塔板中，还可以包括：将引入第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123中的物流引入比从中部塔板流出部122中排出的物流低的塔板中。例如，可以将从第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123中排出的物流从比第一下部塔板流出部131和第一下部塔板流入部132高的塔板中排出。此外，所述将从第一蒸馏塔100中排出的物流引入第二蒸馏塔200中可以包括：将从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122中排出的物流引入第二蒸馏塔200的塔底，例如第二下部塔板流入部221中。同时，所述分离和排出引入第二蒸馏塔200中的物流可以包括：将包含第二蒸馏塔200的下部产物的物流从第二蒸馏塔200的塔底，例如第二下部塔板流出部222中排出，并且将从第二蒸馏塔200 的第二下部塔板流出部222中排出的部分或全部物流引入第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123中。在此情况下，对于第一蒸馏塔100的理论塔板数、设置第一蒸馏塔100的流入部和流出部的塔板以及各个物流的温度和回流比的具体描述与上述蒸馏装置相同，因此将省略。
通过紧密地联系各个步骤描述了分离方法，但所述分离方法的顺序并不限于如上所述的示例。此外，由于可以在各个步骤之前或之后额外地包括本申请所属领域通常进行的工艺步骤，所述分离方法并不仅限于所述步骤。
此外，本申请的分离方法可以额外地包括：在原料(F1-1)被引入第一蒸馏塔100中之前对其预加热。所使用的术语“预加热”或“预热”与下面所述的预加热的意义相同。由于所述预加热在引入上述原料(F1-1)之前进行，而且可以在将原料(F1-1)引入第一蒸馏塔100的原料流入部121中之前加热，因此可以将在原料(F1-1)的分离工艺中产生的能量损耗最小化。在所述预加热中，可以使用外部热源预加热待被引入第一蒸馏塔100中的原料(F1-1)。在示例性加热中，可以使用加热器300加热原料(F1-1)。因此，在被引入第一蒸馏塔100中之前，可以加热原料(F1-1)以减少重沸器102中待使用的消耗的热量，以加热第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)的部分物流使其回流至第一下部塔板流入部132中。关于加热器300的具体内容与上述相同，因此将省略。
此外，本申请的分离方法可以包括利用第一热交换器301使第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)与原料(F1-1)进行热交换。在此情况下，从第一蒸馏塔100中排出的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)在通过第一热交换器301的同时提供热量，而且可以利用第一热交换器301提高原料(F1-1)的温度。此外，在一个实施例中，本申请的分离方法可以包括利用第二热交换器302使从第二蒸馏塔200中排出的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)与原料(F1-1)进行热交换。在此情况下，从第二蒸馏塔200中排出的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)在通过第二热交换器302的同时提供热量，而且可以利用第二热交换器302提高原料(F1-1)的温度。因此，通过利用从原料(F1-1)的分离过程中排出的废热来加热引入至第一蒸馏塔100中的低温原料(F1-1)，而且可以将分离过程中产生的能量损耗最小化。此外，利用由高温蒸汽产生的潜热，仅通过比使用液体显热的情况较少的热能就可 以有效地提高原料的温度。
此外，第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔上部塔板流出物流(F1-2)为第一热交换器301提供热量，然后在相对较低的温度下回流至第一蒸馏塔100的第一上部塔板流入部112中，而且第二蒸馏塔200的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)为第二热交换器302提供热量，然后在相对较低的温度下回流至第二蒸馏塔200的第二上部塔板流入部212中。因此，可以通过减少在使用第一冷凝器101和第二冷凝器201的冷凝过程中冷却水的使用量来降低冷凝过程所需的成本。此外，可以减少重沸器102中待使用的消耗的热量来加热第一蒸馏塔100的第一蒸馏塔下部塔板流出物流(F1-3)中回流至第一下部塔板流入部132中的部分或全部物流。由此，可以减少用于提高待引入第一蒸馏塔100中的原料(F1-1)的温度的能耗量，而且还可以将用于纯化的蒸馏塔的尺寸最小化，从而提高所述工艺的经济效益。在此情况下，对于原料(F1-1)和各个物流的温度和回流比的详细描述与上述蒸馏装置相同，因此将省略。
根据本申请的蒸馏装置和使用该蒸馏装置的分离方法，可以减少能耗量，而且还可以将用于纯化原料的蒸馏塔的尺寸最小化，从而提高所述工艺的经济效益。
有益效果
根据本申请的蒸馏装置，可以在三种以上组分的混合物的分离过程中分离待分离的物质，例如高纯度的丙烯酸2-乙基己酯，以达到在丙烯酸2-乙基己酯的分离和纯化工艺中节约能源的目的。
附图说明
图1是示例性地说明根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。
图2和3是示例性地说明根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。
图4是示例性地说明根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。
图5和6是示例性地说明根据本申请的另一个示例性实施方案的蒸馏装 置的视图。
图7至13是示例性地说明根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏塔装置的与地面平行的横截面的视图。
图14是示例性地说明根据本申请的另一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。
图15是示例性地说明根据本申请的又一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。
图16是示例性地说明对比实施例中使用的普通分离装置的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照遵循本申请的实施例和未遵循本申请的对比实施例更详细地描述本申请，但本申请的范围并不局限于下列实施例。
实施例1
通过使用图1的蒸馏装置制备丙烯酸2-乙基己酯。具体地，将20℃至40℃的包含丙烯酸2-乙基己酯的原料引入理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第十五塔板上。
使第一蒸馏塔上部的操作压力为大约20托至30托，使操作温度为大约90℃至150℃，使第一蒸馏塔下部的操作压力为大约80托至90托，且使操作温度为140℃至147℃。使从第一蒸馏塔的第一塔板排出的物流的一部分通过第一冷凝器并回流至第一蒸馏塔，使从第一蒸馏塔的第六十塔板排出的物流的一部分通过重沸器并回流至第一蒸馏塔，而且此时，将第一蒸馏塔的第一蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比设定为1.5至4.5，并将第一蒸馏塔下部塔板流出物流的回流比设定为10至20。此外，将从设置在第一蒸馏塔的第五十五塔板上的中部塔板流出部中排出的物流引入第二蒸馏塔的塔底的第二下部塔板流入部中，将从第二蒸馏塔的塔底的第二下部塔板流出部中排出的物流引入设置在第一蒸馏塔的第五十五塔板并且在中部塔板流出部的下部的中部塔板流入部中。在此情况下，使第二蒸馏塔上部的操作压力为大约20托至30托，使操作温度为大约108℃和120℃，使第二蒸馏塔下部的操作压力为大约40托至60托，且使操作温度为120℃至150℃。使待排至第二蒸馏塔上部的包含丙烯酸2-乙基己酯的物流的一部分通过第二冷凝器，并回流至第二蒸馏 塔，而另一部分作为产物被分离。在此情况下，将第二蒸馏塔的第二蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比设定为0.01至5.0。
实施例2
如图4所示，除了通过加热器将原料加热至50℃至100℃，然后引入第一蒸馏塔中以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。
实施例3
如图5所示，除了将从第一蒸馏塔的第一上部塔板流出部排出的第一蒸馏塔上部塔板流出物流引入第一热交换器中，并在通过第一冷凝器前与待引入第一蒸馏塔的原料进行热交换以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。在热交换后待引入第一蒸馏塔的原料的温度被调节至50℃至100℃，并且待引入第一冷凝器的第一蒸馏塔上部塔板流出物流的温度被调节为50℃至90℃。此外，在此情况下，使第一蒸馏塔上部的操作压力为大约20托至30托，且使待引入第一热交换器的第一蒸馏塔的上部塔板流出物流的温度为大约80℃至115℃，且使第一蒸馏塔下部的操作压力为大约80托至90托，且使操作温度为140℃至147℃。此时，将第一蒸馏塔的第一蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比设定为1.5至4.5，并将第一蒸馏塔下部塔板流出物流的回流比设定为10至20。此外，使第二蒸馏塔上部的操作压力为大约20托至30托，使操作温度为大约108℃至120℃，使第二蒸馏塔下部的操作压力为大约40托至60托，使操作温度为120℃至150℃，并将第二蒸馏塔的第二蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比设定为0.1至2.0。
实施例4
如图6所示，除了将从第二蒸馏塔的第二上部塔板流出部排出的第二蒸馏塔上部塔板流出物流引入第二热交换器中，并在通过第二冷凝器前与待引入第一蒸馏塔的原料进行热交换以外，以与实施例3相同的方式进行纯化。在热交换后，待引入第一蒸馏塔的原料的温度被调节至90℃至110℃，并且待引入第二冷凝器的第二蒸馏塔上部塔板流出物流的温度被调节至60℃至110℃。此外，在此情况下，使第二蒸馏塔上部的操作压力为大约20托至30 托，且使待引入第二热交换器的第二蒸馏塔的上部塔板流出物流的温度为大约100℃至130℃，且使第二蒸馏塔下部的操作压力为大约40托至60托，且使操作温度为120℃至150℃。此时，将第二蒸馏塔的第二蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比设定为0.01至5.0。
实施例5
除了使用如下形成的蒸馏塔，即在第一蒸馏塔的原料流入部中形成两个开口，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第十五塔板上设置两个原料流入部以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。
实施例6
除了使用如下形成的蒸馏塔，即在第一蒸馏塔的原料流入部和第一上部塔板流入部中分别形成两个开口，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第十五塔板上设置两个原料流入部以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。
实施例7
除了使用如下形成的蒸馏塔，即在第一蒸馏塔的原料流入部和第一下部塔板流入部中分别形成两个开口，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第十五塔板上设置两个原料流入部，以及在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第六十塔板上设置两个第一下部塔板流入部以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。
实施例8
除了使用如下形成的蒸馏塔，即在第一蒸馏塔的原料流入部、第一下部塔板流入部和第一上部塔板流入部中分别形成两个开口，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第十五塔板上设置两个原料流入部，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第六十塔板上设置两个第一下部塔板流入部，以及在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第一塔板上设置两个第一上部塔板流入部以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。
实施例9
除了使用如下形成的蒸馏塔，即在第一蒸馏塔的原料流入部、中部塔板流出部和中部塔板流入部中分别形成两个开口，在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第十五塔板上设置两个原料流入部，在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第五十五塔板上设置中部塔板流出部，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第五十五塔板上的中部塔板流出部较低的部位设置中部塔板流入部，并且使用如下形成的蒸馏塔，即在第二蒸馏塔的第二下部塔板流入部中形成两个开口，而且在第二蒸馏塔的塔底设置两个第二下部塔板流入部以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。
实施例10
除了使用如下形成的蒸馏塔，即在第一蒸馏塔的原料流入部、第一上部塔板流入部、第一下部塔板流入部中分别形成两个开口，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第十五塔板上设置两个原料流入部，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第一塔板上设置两个第一上部塔板流入部，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第六十塔板上设置两个第一下部塔板流入部，且在理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第五十五塔板上设置中部塔板流出部和中部塔板流入部各两个，并且使用如下形成的蒸馏塔，即在第二蒸馏塔的第二下部塔板流入部中形成两个开口，而且在第二蒸馏塔的塔底设置两个第二下部塔板流入部以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。
实施例11
除了如图14所示的使用具有分隔壁的分隔壁型蒸馏塔作为第一蒸馏塔以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。将含有丙烯酸2-乙基己酯的原料引入设置在第一蒸馏塔的第一中部区域的原料流入部，具体的，引入理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第十五塔板上。在此情况下，使第一蒸馏塔上部区域的操作压力为大约20托至30托，使操作温度为大约80℃至115℃，使第一蒸馏塔下部区域的操作压力为大约80托至90托，且使操作温度为120℃至160℃。使从第一蒸馏塔的上部区域排出的部分物流通过第一冷凝器然后回流至第一蒸馏塔，且使从第一蒸馏塔的下部区域排出的部分物流通过重沸器然 后回流至第一蒸馏塔。此时，将第一蒸馏塔的第一蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比设定为1至10，且将第一蒸馏塔下部塔板流出物流的回流比设定为1至30。此外，将从第一蒸馏塔的第四中部区域，具体的，第一蒸馏塔的第五十五塔板排出的物流引入第二蒸馏塔的塔底，且将从第二蒸馏塔塔底排出的物流引入第一蒸馏塔的第四中部区域，具体的，第一蒸馏塔的第五十五塔板上。在此情况下，使第二蒸馏塔上部的操作压力为大约20托至30托，使操作温度为大约100℃至130℃，使第二蒸馏塔下部的操作压力为大约40托至60托，且使操作温度为120℃至150℃。使待排至第二蒸馏塔的上部的含有丙烯酸2-乙基己酯的部分物流通过第二冷凝器，然后回流至第二蒸馏塔，而另一部分作为产物被分离。在此情况下，将第二蒸馏塔的第二蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比设定为0.01至5.0。
实施例12
除了如图15所示的使用具有与蒸馏塔的塔顶接触并且与塔底分离的分隔壁的分隔壁型蒸馏塔作为第一蒸馏塔以外，以与实施例1相同的方式进行纯化。将包含丙烯酸2-乙基己酯的原料引入设置在第一蒸馏塔的第一下部区域的原料流入部，具体的，引入理论塔板数为60的第一蒸馏塔的第十五塔板上。使第一蒸馏塔的第一区域的操作压力为大约20托至30托，使操作温度为大约80℃至115℃，使第一蒸馏塔的第二区域的操作压力为大约80托至90托，且使操作温度为120℃至160℃。使从第一蒸馏塔的第一上部区域排出的部分物流通过第一冷凝器然后回流至第一蒸馏塔，且其另一部分作为产物被储存。此外，使从第一蒸馏塔的第三上部区域排出的一部分物流通过第三冷凝器然后回流至第三上部区域，且其另一部分作为产物被储存。使从第一蒸馏塔的第二区域排出的部分物流通过重沸器然后回流至第二区域，且其另一部分作为产物被储存。此时，将第一蒸馏塔的第一区域上部塔板流出物流的回流比设定为1至10，将第三区域上部塔板流出物流的回流比设定为0.01至3.0，且将第一蒸馏塔下部塔板流出物流的回流比设定为1至30。此外，将从第一蒸馏塔的第三下部区域，具体的，第一蒸馏塔的第五十五塔板的中部塔板流出部排出的物流引入第二蒸馏塔的塔底，且将从第二蒸馏塔的塔底排出的物流引入第一蒸馏塔的第三下部区域，具体的，设置在第一蒸馏塔的第五十五 塔板上，且设置在中部塔板流出部的下部的中部塔板流入部。在此情况下，使第二蒸馏塔上部的操作压力为大约20托至30托，使操作温度为大约100℃至130℃，使第二蒸馏塔下部的操作压力为大约40托至60托，且使操作温度为120℃至150℃。使待排至第二蒸馏塔上部的含有丙烯酸2-乙基己酯的部分物流通过第二冷凝器，然后回流至第二蒸馏塔，且其另一部分作为产物被分离。在此情况下，将第二蒸馏塔的第二蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比设定为0.01至5.0。
对比实施例
如图16所示，使用两个蒸馏塔相连的蒸馏装置纯化丙烯酸2-乙基己酯。从第一蒸馏塔的塔顶区域排出的低沸点物流和水通过冷凝器，使其一部分回流至第一蒸馏塔，而其另一部分作为产物生成，使从第一蒸馏塔的塔底区域排出的物流通过使用重沸器再回流至第一蒸馏塔的塔底区域，且将其另一部分引入第二蒸馏塔。将从第二蒸馏塔的上部排出的中沸点物流通过使用冷凝器冷凝，使其一部分再回流至第二蒸馏塔的塔顶区域，且其另一部分作为产物被分离，对于从第二蒸馏塔的下部排出的高沸点物流，使其一部分通过使用重沸器再回流至第二蒸馏塔的塔底区域。在此情况下，将第二蒸馏塔的塔顶物流的回流比设定为0.2至1.0。
根据实施例和对比实施例纯化丙烯酸2-乙基己酯，然后测定丙烯酸2-乙基己酯的纯度、产物中低沸点物质的含量和能耗量，且如下表1中所示。
[表1]
如表1所示，当根据实施例1至4、11和12对丙烯酸2-乙基己酯进行纯化时，与根据对比实施例进行纯化的情况相比，获得具有较高的纯度的丙烯酸2-乙基己酯。
此外，根据实施例1至4、11和12的纯化工艺中引入的总能量分别是0.91Gcal/hr、0.91Gcal/hr、0.84Gcal/hr、0.82Gcal/hr、0.91Gcal/hr和0.91Gcal/hr。并且可以确定与根据对比实施例的纯化工艺中引入的总能量相比，总能耗量显着降低。也就是，当通过根据本申请的实施例的蒸馏装置分离丙烯酸2-乙基己酯时，显示高达32％的能量节省效果。
根据实施例和对比实施例分离原料，且分离工艺中通道效应的发生程度如表2所示。
[表2]
*×:未发生通道效应
*○:发生通道效应
如表2所示，当根据对比实施例使用常规分隔壁型蒸馏塔分离原料时和当根据实施例1使用在原料流入部和回流流入部形成一个开口的蒸馏塔分离原料时，通道效应发生，但是可以确定在实施例5至10中在原料流入部和回流流入部中的一个以上中形成两个以上开口时，与对比实施例和实施例1相比，原料的分离过程中没有发生通道效应。因此，当原料通过本申请中形成 两个以上流入部和流出部的分隔壁型蒸馏塔进行纯化时，与根据对比实施例的蒸馏装置相比原料的分离效率得到提高。
[参考数字和符号的解释]
F1-1:原料
F1-2:第一蒸馏塔上部塔板流出物流，第一区域上部塔板流出物流
F1-3:第一蒸馏塔下部塔板流出物流
F1-4:中部塔板流出物流
F1-5:第二区域上部塔板流出物流
F2-1:第二蒸馏塔下部塔板流出物流
F2-2:第二蒸馏塔上部塔板流出物流
A1-1,A1-2,A1-3,A1-4:小区域
100,400,500:第一蒸馏塔
101,402,502:第一冷凝器
102,403,504:重沸器
100:第一蒸馏塔上部
111,411,514:第一上部塔板流出部
112,412,515:第一上部塔板流入部
120:第一蒸馏塔中部
121,421,513:原料流入部
122,433,533:中部塔板流出部
123,434,534:中部塔板流入部
130:第一蒸馏塔下部
131,441,521:第一下部塔板流出部
132,442,522:第一下部塔板流入部
200:第二蒸馏塔
210:第二蒸馏塔上部
220:第二蒸馏塔下部
211:第二上部塔板流出部
212:第二上部塔板流入部
221:第二下部塔板流入部
222:第二下部塔板流出部
201:第二冷凝器
300:加热器
301:第一热交换器
302:第二热交换器
410:上部区域
420:第一中部区域
440:下部区域
430:第二中部区域
431:第三中部区域
432:第四中部区域
401,501:分隔壁
503:第三冷凝器
510:第一区域
511:第一上部区域
512:第一下部区域
520:第二区域
530:第三区域
531:第三上部区域
532:第三下部区域
535:第三上部塔板流出部
536:第三上部塔板流入部

Claims (4)

1.一种分离方法，包括：
将原料引入第一蒸馏塔的原料流入部；
在第一蒸馏塔中蒸馏原料并且分离原料；
在原料分别分离到第一蒸馏塔的第一上部塔板流出部、中部塔板流出部和第一下部塔板流出部中时，将从第一蒸馏塔中分离的原料排出；
使从第一上部塔板流出部排出的物流通过第一冷凝器，并将通过第一冷凝器的部分物流引入第一上部塔板流入部；
使从第一下部塔板流出部排出的物流通过重沸器，并将通过重沸器的部分第一蒸馏塔下部塔板流出物流引入第一下部塔板流入部；
将从中部塔板流出部排出的物流引入第二蒸馏塔的第二下部塔板流入部；
蒸馏引入第二蒸馏塔的第二下部塔板流入部的物流并分离该物流；
从第二蒸馏塔的第二下部塔板流出部和第二上部塔板流出部分离和排出从第一蒸馏塔中分离的组分；
将从第二下部塔板流出部中排出的部分或全部的物流引入第一蒸馏塔的中部塔板流入部；以及
使从第二上部塔板流出部排出的物流通过第二冷凝器，并将通过第二冷凝器的部分物流引入第二上部塔板流入部，
其中，所述原料包含下面式1的化合物：
[式1]
在式1中，
R1表示氢或具有1至10个碳原子的烷基，
R2表示具有1至24个碳原子的直链或支链烷基，
其中，所述第一蒸馏塔的上部的温度是90℃至105℃，下部的温度是135℃至147℃；所述第二蒸馏塔的上部的温度是108℃至120℃，下部的温度是123℃至133℃，并且
第一蒸馏塔的第一蒸馏塔上部塔板流出物流中回流至第一蒸馏塔的第一上部塔板流入部的第一蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比是1.5至4.5，第一蒸馏塔的第一蒸馏塔下部塔板流出物流中回流至第一蒸馏塔的第一下部塔板流入部的第一蒸馏塔下部塔板流出物流的回流比 是10至20，第二蒸馏塔的第二蒸馏塔上部塔板流出物流中回流至第二蒸馏塔的第二上部塔板流入部的第二蒸馏塔上部塔板流出物流的回流比是0.1至2.0。
2.如权利要求1所述的分离方法，其中，从中部塔板流出部排出的物流在比从原料流入部引入的物流低的塔板上被排出。
3.如权利要求1所述的分离方法，其中，被引入中部塔板流入部的物流在比从中部塔板流出部排出的物流低的塔板上被引入。
4.如权利要求1所述的分离方法，其中，将从中部塔板流出部排出的物流引入第二蒸馏塔的塔底，将含有第二蒸馏塔的下部产物的物流从第二蒸馏塔的塔底排出，以及将从第二蒸馏塔的塔底排出的部分或全部物流引入第一蒸馏塔的中部塔板流入部。
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