CN109663375A - 一种隔壁精馏塔及烃类混合物的分离方法 - Google Patents

一种隔壁精馏塔及烃类混合物的分离方法 Download PDF

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孙立军
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徐圆圆
舒稳强
唐杰
窦超
张昊
方静
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Abstract

本发明公开了一种隔壁精馏塔及烃类混合物的分离方法。隔壁精馏塔，包括精馏塔本体，还包括隔板，隔板安装在精馏塔本体内部，隔板将精馏塔本体内部分割为：预分馏段、公共精馏段、公共提馏段以及侧线采出段；其中，预分馏段有26～70块塔板；公共精馏段有12～45块塔板；公共提馏段有12～45块塔板；侧线采出段有26～70块塔板。本发明隔壁精馏塔及烃类混合物的分离方法，与现有技术相比，具有如下优点：降低运行能耗；单塔操作取代双塔操作，减少了设备投资及操作强度；工艺流程操作灵活，可根据市场需要及时变更目标产品；分离效率高、所得产品纯度高。

Description

一种隔壁精馏塔及烃类混合物的分离方法
技术领域
本发明涉及一种隔壁精馏塔及烃类混合物的分离方法，属于烃类混合物的分离领域。
背景技术
目前常见的从三种以上多组分混合烃类中提纯出其中某一种单一组分的工艺流程，大多采用双精馏塔分离操作。以nC10～nC13烃类混合物中提纯nC12烃类为例，如图1所示，nC10～nC13烃类混合物经过第一精馏塔分离，塔顶馏出物为nC10～nC12(含少量nC12)烃类混合物，塔底馏出物为nC12～nC13(含大量nC12)烃类混合物；nC12～nC13(含大量nC12)烃类混合物再经过第二精馏塔分离，塔顶馏出物为nC12烃类混合物，塔底馏出物为nC12～nC13(含少量nC12)烃类混合物。此种提纯nC12烃类的工艺过程采用双塔操作，设备投资较大，操作流程复杂，且由于流程中经过多次换热导致能耗较高。
发明内容
为了解决现有技术中烃类混合物分离存在的设备投资大、操作流程复杂、能耗高等缺陷，本发明提供一种隔壁精馏塔及烃类混合物的分离方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种隔壁精馏塔，包括精馏塔本体，还包括隔板，隔板安装在精馏塔本体内部，隔板将精馏塔本体内部分割为：预分馏段、公共精馏段、公共提馏段以及侧线采出段；其中，预分馏段有26～70块塔板；公共精馏段有12～45块塔板；公共提馏段有12～45块塔板；侧线采出段有26～70块塔板。
上述隔壁精馏塔实现混合物分离的同时得到高纯度的侧线产品。
隔板为平板结构，隔板的长度方向与精馏塔本体的轴线平行，隔板一侧(左侧)对应的区域为预分馏段；隔板另一侧(右侧)对应的区域为侧线采出段；隔板的上侧区域为公共精馏段，隔板正下方的区域为公共提馏段。此结构可实现在一塔中完成传统两塔生产nC12的目标，且本申请的隔壁精馏塔只需有一个冷凝器和一个再沸器，节约能耗和设备投资，冷凝器和再沸器的位置参照现有常用精馏塔。
本申请顶部、底部、上下、左右等方位词，均指装置正常使用时的相对位置。
根据进料组成不同，预分馏段的第14～52块塔板间设有进料口；侧线采出段的第16～50块塔板间设有侧线采出口。侧线采出口采出98.5％nC12产品。
为了进一步提高分离效率，各段中(包括：预分馏段、公共精馏段、公共提馏段以及侧线采出段)，塔板间距均为300mm～800mm。
为了进一步确保分离效率和产品纯度，隔板位于精馏塔本体内部的中间位置，隔板高度与预分馏段等高。
为了进一步提高分离效率和产品纯度，隔板高度为9.36m～67.2m。
为了进一步提供分离效率，共公共精馏段最后一块塔板处设有液体分配器；精馏塔本体内部的塔盘为F1型浮阀塔板、筛板塔、泡罩塔板或高效立体传质塔板(CTST塔板)。
共公共精馏段最后一块塔板，指正常使用时，位于共公共精馏段最低端的塔板。本申请涉及塔板位置，均为从上向下数的塔板数。
利用上述隔壁精馏塔分离烃类混合物的方法，烃类混合物为≥nC8的烃类混合物。
利用上述隔壁精馏塔分离烃类混合物的方法，将≥nC8的烃类混合物由预分馏段第14～52块塔板处进料，在预分馏段完成nC9～nC11与nC13～nC14的清晰分割，同时根据各组分挥发度的不同对nC12进行非清晰分割，按比例分配到隔板顶部和底部；之后，在侧线采出段的侧线采出口以上及公共精馏段部分完成nC9～nC11和nC12的清晰分割，塔顶采出主要含nC9～nC11的塔顶产品，侧线采出段的第16～50块塔板的侧线采出口采出纯度为98.5％的nC12侧线产品；侧线采出口以下位置及公共提馏段完成nC13～nC14和nC12的清晰分割，塔底采出含nC13～nC14的产品，侧线采出口采出纯度为98.5％的nC12的产品。
优选，操作压力为0～1atm绝压；塔顶以质量计的回流比为2～20；这样可进一步提高超纯度。
当烃类混合物为nC9～nC14的烃类混合物：进料流量为6～16t/h，烃类混合物中各组分含量分别为nC9：0.01％～0.1％、nC10：1％～11％、nC11：20％～35％、nC12：35％～50％、nC13：20.9％、C14：0.1％～1％，所述的百分含量为质量百分含量。
当烃类混合物为nC10～nC13的烃类混合：烃类混合由预分馏段的第14～52块塔板间进入隔壁精馏塔，在预分馏段中实现nC11与nC13的清晰分割，nC12在预分馏段内进行非清晰分割，到达预分馏段的顶部和底部，经预分馏段后，nC10、nC11以及部分nC12由预分馏段顶部进入侧线采出段，同时，nC13和部分nC12经预分馏段底部进入侧线采出段，侧线采出段侧线采出口以上塔段及公共精馏段对nC10～nC12混合物进行分离，公共精馏段顶部采出含nC10、nC11的塔顶产品，侧线采口采出质量纯度达98.5％的nC12产品；侧线采出段侧线采出口以下塔段及公共提馏段nC12～nC13进行分离，公共提馏段底部采出塔底产品为高纯度的nC13，nC12同样由侧线采出段侧线采口处采出。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明隔壁精馏塔及烃类混合物的分离方法，与现有技术相比，具有如下优点：降低运行能耗；单塔操作取代双塔操作，减少了设备投资及操作强度；工艺流程操作灵活，可根据市场需要及时变更目标产品；分离效率高、所得产品纯度高。
附图说明
图1为现有技术中双精馏塔分离结构示意图；
图2为本发明隔壁精馏塔结构示意图；
图中，1第一精馏塔，2第一换热器，3第一回流罐，4第一储罐，5第三换热器，6第二精馏塔，7第二换热器，8第二回流罐，9第二储罐，10第四换热器，11第三储罐，12公共精馏段，13预分馏段，14侧线采出段，15公共提馏段，A：nC10～nC12(含少量nC12)烃类混合物，B：nC12烃类混合物，C：nC12～nC13(含少量nC12)烃类混合物。。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
一种隔壁精馏塔，包括精馏塔本体，还包括隔板，隔板安装在精馏塔本体内部，隔板将精馏塔本体内部分割为：预分馏段、公共精馏段、公共提馏段以及侧线采出段；其中，预分馏段有26～70块塔板；公共精馏段有12～45块塔板；公共提馏段有12～45块塔板；侧线采出段有26～70块塔板。
隔板为平板结构，隔板的长度方向与精馏塔本体的轴线平行，隔板一侧对应的区域为预分馏段；隔板另一侧对应的区域为侧线采出段；隔板的上侧区域为公共精馏段，隔板正下方的区域为公共提馏段。
预分馏段的第14～52块塔板间设有进料口；侧线采出段的第16～50块塔板间设有侧线采出口。
各段中，塔板间距均为300mm～800mm。
隔板位于精馏塔本体内部的中间位置，隔板高度与预分馏段等高，隔板高度为9.36m～67.2m。
共公共精馏段最后一块塔板处设有液体分配器；精馏塔本体内部的塔盘为F1型浮阀塔板、筛板塔、泡罩塔板或高效立体传质塔板。
利用上述隔壁精馏塔分离烃类混合物的方法，烃类混合物为≥nC8的烃类混合物。
具体方法为：将≥nC8的烃类混合物由预分馏段第14～52块塔板处进料，在预分馏段完成nC9～nC11与nC13～nC14的清晰分割，同时根据各组分挥发度的不同对nC12进行非清晰分割，按比例分配到隔板顶部和底部；之后，在侧线采出段的侧线采出口以上及公共精馏段部分完成nC9～nC11和nC12的清晰分割，塔顶采出主要含nC9～nC11的塔顶产品，侧线采出段的第16～50块塔板的侧线采出口采出纯度为98.5％的nC12侧线产品；侧线采出口以下位置及公共提馏段完成nC13～nC14和nC12的清晰分割，塔底采出含nC13～nC14的产品，侧线采出口采出纯度为98.5％的nC12的产品。
操作压力为0～1atm绝压；塔顶以质量计的回流比为2～20；
当烃类混合物为nC9～nC14的烃类混合物：进料流量为6～16t/h，烃类混合物中各组分含量分别为nC9：0.01％～0.1％、nC10：1％～11％、nC11：20％～35％、nC12：35％～50％、nC13：20.9％、C14：0.1％～1％，所述的百分含量为质量百分含量；
当烃类混合物为nC10～nC13的烃类混合：烃类混合由预分馏段的第14～52块塔板间进入隔壁精馏塔，在预分馏段中实现nC11与nC13的清晰分割，nC12在预分馏段内进行非清晰分割，到达预分馏段的顶部和底部，经预分馏段后，nC10、nC11以及部分nC12由预分馏段顶部进入侧线采出段，同时，nC13和部分nC12经预分馏段底部进入侧线采出段，侧线采出段侧线采出口以上塔段及公共精馏段对nC10～nC12混合物进行分离，公共精馏段顶部采出含nC10、nC11的塔顶产品，侧线采口采出质量纯度达98.5％的nC12产品；侧线采出段侧线采出口以下塔段及公共提馏段nC12～nC13进行分离，公共提馏段底部采出塔底产品为高纯度的nC13，nC12同样由侧线采出段侧线采口处采出。
实施例1
采用图2所示的隔壁精馏塔，将烃类混合物原料(nC9 0.01％、nC10 7.9％、nC1131.7％、nC12 38.7％、nC13 20.9％、C14 0.1％)(均以质量含量计)以11t/h的进料量送到隔壁精馏塔中。隔壁塔预分馏段和主塔段(侧线采出段)各含有40块塔板；公共精馏段含有28块塔板和公共提馏段含有22块塔板。原料由预分馏段第18块塔板处进料，侧线采出位置位于主塔段第19块塔板处，其余两个产品采出位置分别为公共精馏段顶部(即塔顶)以及公共提馏段底部(即塔釜)。塔顶产品nC9～nC11采出量为4.41t/h；塔釜产品nC13～nC14采出量为2.37t/h；侧线nC12采出量为4.22t/h(nC12纯度≥98.5％)。隔壁精馏塔塔径为3.52m，塔板间距均为400mm，隔板高度为15m，塔顶质量回流比为8.5，操作压力为13kP(绝压)，进料温度为124℃。其能耗为3217.599kW。
实施例2
采用图2所示的隔壁精馏塔，将烃类混合物原料(nC9 0.1％、nC10 5.9％、nC1124.4％、nC12 41.9％、nC13 26.6％、nC14 0.1％)(均以质量含量计)以11t/h的进料量送到多元隔壁精馏塔中。隔壁塔预分馏段和主塔段各含有37块塔板；公共精馏段含有22块塔板和公共提馏段含有26块塔板。原料由预分馏段第18块塔板处进料，侧线采出位置位于主塔段第17块塔板处，其余两个产品采出位置分别为公共精馏段顶部(即塔顶)以及公共提馏段底部(即塔釜)。塔顶产品nC9～nC11采出量为3.41t/h；塔釜产品nC13～nC14采出量为2.96t/h；侧线nC12采出量为4.63t/h(nC12纯度≥98.5％)。隔壁塔塔径3.78m，塔板间距均为500mm，隔板高度为35m，塔顶质量回流比为6.7，操作压力为13kP，进料温度为126℃，其能耗为2900.995kW。
实施例3
采用图2所示的隔壁精馏塔，将烃类混合物原料(nC13 24.6％、nC14 47.1％、nC1522.7％、≥nC16 4.8％)(均以质量含量计)以11t/h的进料量送到多元隔壁精馏塔中。隔壁塔预分馏段和主塔段各含有40块塔板；公共精馏段含有25块塔板和公共提馏段含有20块塔板。原料由预分馏段第20块塔板处进料，侧线采出位置位于主塔段第22块塔板处，其余两个产品采出位置分别为公共精馏段顶部(即塔顶)以及公共提馏段底部(即塔釜)。塔顶产品nC13采出量为2.84t/h；塔釜产品≥nC15采出量为2.9t/h；侧线≥nC14采出量为5.26t/h。隔壁塔塔径3.05m，塔板间距均为700mm，隔板高度为65m，塔顶质量回流比为7.3，操作压力为13kP，进料温度为132℃。

Claims (10)

1.一种隔壁精馏塔，包括精馏塔本体，其特征在于：还包括隔板，隔板安装在精馏塔本体内部，隔板将精馏塔本体内部分割为：预分馏段、公共精馏段、公共提馏段以及侧线采出段；其中，预分馏段有26～70块塔板；公共精馏段有12～45块塔板；公共提馏段有12～45块塔板；侧线采出段有26～70块塔板。
2.如权利要求1所述的隔壁精馏塔，其特征在于：隔板为平板结构，隔板的长度方向与精馏塔本体的轴线平行，隔板一侧对应的区域为预分馏段；隔板另一侧对应的区域为侧线采出段；隔板的上侧区域为公共精馏段，隔板正下方的区域为公共提馏段。
3.如权利要求1所述的隔壁精馏塔，其特征在于：预分馏段的第14～52块塔板间设有进料口；侧线采出段的第16～50块塔板间设有侧线采出口。
4.如权利要求1所述的隔壁精馏塔，其特征在于：各段中，塔板间距均为300mm～800mm。
5.如权利要求1所述的隔壁精馏塔，其特征在于：隔板位于精馏塔本体内部的中间位置，隔板高度与预分馏段等高。
6.如权利要求5所述的隔壁精馏塔，其特征在于：隔板高度为9.36m～67.2m。
7.如权利要求1所述的隔壁精馏塔，其特征在于：共公共精馏段最后一块塔板处设有液体分配器；精馏塔本体内部的塔盘为F1型浮阀塔板、筛板塔、泡罩塔板或高效立体传质塔板。
8.利用权利要求1-7任意一项所述的隔壁精馏塔分离烃类混合物的方法，其特征在于：烃类混合物为≥nC8的烃类混合物。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：将≥nC8的烃类混合物由预分馏段第14～52块塔板处进料，在预分馏段完成nC9～nC11与nC13～nC14的清晰分割，同时根据各组分挥发度的不同对nC12进行非清晰分割，按比例分配到隔板顶部和底部；之后，在侧线采出段的侧线采出口以上及公共精馏段部分完成nC9～nC11和nC12的清晰分割，塔顶采出主要含nC9～nC11的塔顶产品，侧线采出段的第16～50块塔板的侧线采出口采出纯度为98.5％的nC12侧线产品；侧线采出口以下位置及公共提馏段完成nC13～nC14和nC12的清晰分割，塔底采出含nC13～nC14的产品，侧线采出口采出纯度为98.5％的nC12的产品。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：操作压力为0～1atm绝压；塔顶以质量计的回流比为2～20；
当烃类混合物为nC9～nC14的烃类混合物：进料流量为6～16t/h，烃类混合物中各组分含量分别为nC9：0.01％～0.1％、nC10：1％～11％、nC11：20％～35％、nC12：35％～50％、nC13：20.9％、C14：0.1％～1％，所述的百分含量为质量百分含量；
当烃类混合物为nC10～nC13的烃类混合：烃类混合由预分馏段的第14～52块塔板间进入隔壁精馏塔，在预分馏段中实现nC11与nC13的清晰分割，nC12在预分馏段内进行非清晰分割，到达预分馏段的顶部和底部，经预分馏段后，nC10、nC11以及部分nC12由预分馏段顶部进入侧线采出段，同时，nC13和部分nC12经预分馏段底部进入侧线采出段，侧线采出段侧线采出口以上塔段及公共精馏段对nC10～nC12混合物进行分离，公共精馏段顶部采出含nC10、nC11的塔顶产品，侧线采口采出质量纯度达98.5％的nC12产品；侧线采出段侧线采出口以下塔段及公共提馏段nC12～nC13进行分离，公共提馏段底部采出塔底产品为高纯度的nC13，nC12同样由侧线采出段侧线采口处采出。
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