CN112209822B - 用于处理妥尔油的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于处理妥尔油的方法和设备。具体而言，用于处理包括妥尔油的原料(101)的方法包括将轻流(129)与原料(101)分离，然后从原料(101)中除去重馏分(108)，在轻流(129)与原料(101)分离的过程中使用分馏器(105)，并且从轻流(129)中收集至少一种产品。本发明还涉及用于在该方法中使用的设备以及分馏器(105)在包括妥尔油的原料(101)的脱水中的用途。

Description

用于处理妥尔油的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于处理包括妥尔油的原料的方法。具体地，本发明涉及用于处理妥尔油的方法，其中所述方法包括将轻流(轻质流，light stream)与妥尔油原料分离，然后从所述原料除去重馏分。
背景技术
粗妥尔油是作为副产物从木浆制浆过程获得的油性产品。粗妥尔油是多种有机组分的来源并且其中包括松香酸(或树脂酸)、脂肪酸、脂肪醇和沥青。已主要通过多种蒸馏和蒸发技术从粗妥尔油收集多种组分。对于生物材料来源的多种有机组分的需求不断增加，并且粗妥尔油是有用的生物材料。
对于可再生生物材料来源的多种化学品和有机组分的需求不断增加。粗妥尔油(CTO)或泛指为妥尔油是特别是当使用针叶树时，来自硫酸盐制浆(Kraft pulping)过程的副产物。妥尔油是多种有机组分如松香酸、脂肪酸、固醇等组分以及通常称为沥青的非挥发性部分的混合物。因此，妥尔油是多种不同组分的优良来源并且可以在多种不同过程中用作原料。
其中妥尔油作为可再生生物材料原料使用的一个领域是可再生燃料和可再生燃料组分的生产。例如，使用产生多种烃的加氢处理方法或者通过脂肪酸甲酯(FAME)的生产，脂肪酸如粗脂肪酸(CFA)和妥尔油脂肪酸(TOFA)可以转化为可再生燃料组分。在CFA和/或TOFA的生产中，另一种高价值产品妥尔油松香(TOR)通常分离自CFA/TOFA产品，借此增加了CTO精炼法的额外价值。如其它两种商品化松香产品：树胶和木松香一样，TOR包括多种异构双萜酸的混合物。CTO精炼法的产品可以用作燃料、用于其它化学品的中间化学品、用于可再生燃料生产或生物化学制造的原料。尽管未处理的妥尔油可以在一些方法中用作直接原料，但是通常对CTO进行多种纯化和分馏步骤将是有用的。通过纯化和分馏步骤使妥尔油精炼和分馏成多种有价值的流体，其可以用作产品质量升级方法中的原料或者直接用作产品。妥尔油通常含有杂质如金属和盐，其可以导致在产品质量升级方法中使用的催化剂失活或者降低产品价值。
专利公开US 3,644,179通过公开用于妥尔油连续分馏的方法描述了使妥尔油分馏的实施例，其包括将妥尔油连续引入至第一薄膜蒸发区，随后将来自所述第一蒸发的重馏分引入至第二薄膜蒸发。在所述方法中，所述第一蒸发区排出轻馏分流(light endstream)，并且第二蒸发区致使重馏分与妥尔油分离。对剩余物进行分馏区处理，其中从妥尔油中分馏出至少含有松香酸的流和含有脂肪酸的流。
在专利公开US 9,181,494中提供了用于纯化妥尔油材料的方法的实施例，其中所述方法包括在第一蒸发步骤中蒸发所述妥尔油材料以产生包括轻质烃和水的第一馏分和包括脂肪酸、树脂酸、中性物质和残余物组分的第二馏分。对第二馏分进行包括两个蒸发步骤的第二蒸发以产生包括脂肪酸、树脂酸和轻中性物质的第三馏分和残余物馏分。在蒸发步骤期间，将杂质如金属和固体保留在浓缩物中，并且从蒸发中回收的冷凝液随时可进料至加氢处理反应器。
专利公开US 9,719,047描述了用于精炼粗妥尔油的方法，其中将从中已清洗并分离了杂质的精炼CTO、即预处理的CTO真空分馏成至少一个精炼妥尔柴油或妥尔油脂肪酸的流。在所述方法中，将精炼CTO加入第一分馏步骤以用于TOFA和树脂酸与妥尔油沥青的分离，随后是第二分馏步骤，其中富含精炼妥尔柴油或TOFA的流与富含树脂酸的流分离。富含精炼妥尔柴油或TOFA的流可以进一步脱氧以形成烃化合物。
专利公开US 2,894,880描述了分馏妥尔油以用于从中产生基本纯的脂肪酸的馏分和含有商业上所期望的脂肪酸和松香酸的混合物的其它馏分的方法。所述方法包括通过加热器将粗妥尔油引入塔中，其用作除臭塔以从原料中除去水分、低沸点有色体和不皂化物。此外，描述了降膜式再沸器的使用。
当可再生生物材料来源如妥尔油用作产品质量升级过程中的原料时，重要的是所有有用的组分可以与不太有价值的产品分离并且有价值的产品的得率尽可能高。用于精炼妥尔油的已知方法不能从妥尔油生物材料中分离所有有价值的产品并且最有价值的产品妥尔油脂肪酸(TOFA)、粗脂肪酸(CFA)和妥尔油松香(TOR)的得率仍可以较低。在可再生生物材料的精炼法中，同样重要的是所述方法稳健且耐受生物材料原料的变化。当所述原料是生物来源时，如妥尔油，生物材料的组成和质量始终有差异。所述生物材料精炼法应能够处理原料中的变化，而不会导致最终产品的变化。
发明内容
因此，本发明的目的是提供用于精炼包括妥尔油的可再生生物材料的方法和设备，在该精炼方法中，可以分离和收集多种有价值产品而不会损害其它有价值产品的得率，例如，TOFA、CFA、TOR，特别是，TOFA。本发明的目的是提供上述问题的解决方案。通过本发明的方法和设备实现了本发明的目的。在以下描述了本发明的优选实施方式。
因此，本发明提供了一种处理包括妥尔油的原料的方法，所述方法包括将轻流与原料分离，随后从原料中除去重馏分，在轻流与原料分离的过程中使用分馏器，并且从轻流收集至少一种产品。
本发明还提供了用于进行根据本发明的方法的设备，所述设备包括：
—用于将原料引入分馏器(分馏塔，fractionator)的组件(装置，构件，means)，
—用于将轻流与原料分离的分馏器，所述分馏器包括再沸器系统，
—用于从分离的轻流中收集作为馏出物的产品的构件(装置，部件，arrangement)，
—用于收集并对分馏器底流(底馏，bottom)进行重馏分与原料分离的组件。
本发明还提供了分馏器在用于使包括妥尔油的原料脱水的方法中的用途。
根据本发明的方法的优势在于：该方法提供了用于精炼妥尔油的稳健方法，在该方法中，可以分离并从妥尔油原料中收集多种有价值的产品。
附图说明
在下文中，将通过优选实施方式，参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1显示了本发明的实施方式；和
图2显示了用于处理包括妥尔油的原料的本发明的一般方法。
具体实施方式
本发明涉及处理包括妥尔油的原料的方法。术语“妥尔油”表示常规的妥尔油。如本文所使用的妥尔油的替代术语为“粗妥尔油”，即，未处理的妥尔油材料。妥尔油作为副产物来源于硫酸盐制浆过程。妥尔油通常包括具有酸性的馏分(其来源于羧基-COOH)和中性馏分(其有时也被称为不皂化馏分)。该中性馏分可以占总妥尔油材料的至多25重量％。妥尔油的酸性馏分可以分成两种主要亚类：脂肪酸馏分和松香酸馏分。妥尔油的这些馏分和组中的每一种含有很多种单独的化合物和组分。因此，显然妥尔油是有吸引力的原料并且它含有可以分离自生物材料的多种潜在有价值且有用的组分。
本发明方法的原料包括妥尔油，这表示所述原料还可以含有除妥尔油之外的其它流。在本发明的一个实施方式中，所述原料包括其它生物材料，如生物来源的脂肪和油。所述原料还可以包括其它生物来源的流或馏分。因此，所述原料还可以包括来自生物质液化(BTL)法的馏分或流，其中已使用了不同的量的生物材料。在本发明的一些实施方式中，所述原料还可以含有取自分馏器下游的再循环流，如来自真空系统的轻油，和/或取自化石类材料或可再生材料加工的流，如氢化轻馏分或中间馏分流体。
所述方法包括从原料中分离轻流，然后从原料中除去重馏分的步骤。所述轻流主要包括碳数至多C10的有机分子。所述重馏分主要包括碳数大于C10的有机分子。根据本发明，使用分馏器分离轻流，并且直接从分馏器或者在分馏器之后使用相分离器从轻流收集至少一种产品。
分离自原料的轻流是任何挥发性物质的流，其包括轻有机物和水。轻有机物主要可以是沸点至多200℃的任何有机化合物。所述轻有机物的一些有机化合物可以具有超过200℃的沸点。轻流从妥尔油原料的分离还被称为脱水步骤，即，水的除去。挥发性物质包括多种有机分子，包括松节油。
根据本发明，在轻流从包括妥尔油的原料中分离后，从所述轻流收集至少一种产品。所述轻流可以包括多种有机分子并且所述产品可以是可作为产品收集的任何适合的有机组分或化合物。在本发明的一个实施方式中，收集自所述轻流的产品是松节油。
松节油(也称为松脂)通常是C10H16单萜烃如α-蒎烯的混合物。松节油还含有单环萜、芳族化合物、氧化化合物和聚合物材料。在化学工业的多种应用中，主要作为溶剂大量使用松节油，如在涂料、清漆、橡胶和塑料制品中。
所述方法还包括重馏分从妥尔油原料的除去。重馏分或不可蒸馏馏分通常被称为沥青。通常通过分离妥尔油酸性馏分的任何适合的蒸馏或蒸发技术来除去重馏分或沥青。作为重馏分收集不可蒸馏的残余物。除去重馏分的步骤通常被称为脱沥青。通常，在多种产品质量升级过程中，进一步加工可蒸馏酸性馏分。
根据本发明，在轻流从原料的分离中使用分馏器。基于所述组分的不同沸点，使用能够从混合物(在此情况下，包括妥尔油的原料)分离组分的分馏器进行轻流的分离。
在一个实施方式中，所述分馏器包括一个或多个再沸器和用于使蒸气冷凝以获得馏出物和回流液的构件。
在一个实施方式中，用于使蒸气冷凝以获得馏出物的构件是回流冷凝器(directcondenser)或者在分馏器塔的外部的单独的换热器。
将分馏器的进料(原料)引入分馏器塔的中段或底段，其中该进料通常被部分气化。可替代地，单独的闪蒸罐可以用于产生蒸气和液体流，将其引入分馏器塔的中段或底段。在一个替代实施方式中，将进料直接引入分馏器的再沸器。可替代地，可以将分馏器进料预热以降低再沸器的负荷要求。
在一个实施方式中，用于使蒸气冷凝的构件包括一个或多个传质段(transfersection)。
无论何种进料的机制，气化的气体部分在分馏塔中朝一个或多个传质段向上流动。传质段可以包括塔板，散堆填料，规整填料，液体收集器，支承栅板，用于蒸气、液体或两相流体的进料分配器和再分配器，或它们的任意组合。传质段应提供液体和蒸气之间的充分接触。上述传质设备还用作冷凝段，从而通过向塔中进料冷却液体使向上流动的蒸气冷凝。传质段至少位于进料段的上方，并且在分馏器塔底段收集液体。在一些实施方式中，还可以在进料下方使用传质段以减少塔底流的轻馏分。
分馏器含有再沸器装置，在此收集在分馏器中向下流动的液体流并使之再次气化，在本文中向下流动的液体流称为回流液(或者回流)。在本发明的一个实施方式中，还将引入分馏器的液体进料导向再沸器。实际上，再沸器因此产生驱动分馏器塔所需的蒸气。可以使用一个或多个再沸器来进行再沸，所述再沸器使用热设施或热工艺流作为再沸媒介。再沸器装置包括收集器塔板或底部集液槽，从中由回流液和通过进料引入的液体所组成的收集液体通过重力流动或泵送至再沸器。液体部分在再沸器中气化。基于再沸器类型，蒸气和液体然后在共用两相流管中或者单独作为蒸气和液体返回。在本发明的一个实施方式中，从再沸器直接引出塔底产品。
分馏器塔底可以具有折流板(baffle)装置以能够将新鲜液体原料和回流液从分馏器直接引入再沸器。来自再沸器的过热蒸气或气液混合物返回至分馏器塔底。过热蒸气向上流动至传质段。分馏塔底可以分成各自具有单独的再沸器的两个或更多个段。新鲜原料可以直接引入至一个或多个再沸器，或者一个单独的再沸器可以用于新鲜进料，而其它再沸器仅用于使来自塔的回流再气化。
来自进料和再沸器的向上流动的蒸气与引入至传质段顶部的回流接触。传质段具有几个气液平衡级以浓缩包括水的轻流。包括脂肪酸、松香酸的酸性馏分以及可包括蒸气或气液混合物的较重中性物质浓缩成离开传质段的液体。
包括松节油和水的轻流在回流冷凝器中或者在分馏器塔外部的单独的换热器中冷凝。回流冷凝器可以是传质段，其提供与蒸气的接触区以通过将冷却液体进料至该段的顶部来冷凝成液体。还可以使用分馏器塔内的内部冷凝器。从传质段底部引出冷凝液并且可以将冷凝液由此排出以从轻流分离产品。在本发明的一个实施方式中，从传质段底部排出冷凝液并将其泵送至相分离器以从有机相除去水。所述有机相可以分成三个流，一个流可以用作传质段顶部的回流，另一个流可以用作泵循环冷却流，以及一个流可以分离出馏出物产品。在使用内部冷凝器的同时，冷凝液将在分馏器塔内向下流动。
在本发明的一个实施方式中，收集自轻流的产品是松节油，其可以使用分馏与轻流的水分离。另外，可以使用其它分离技术。如果使用液液相分离，则这可以使用分馏器壳体外部的相分离器来实现。将冷凝液从传质段底部泵送至相分离器。水相沉降至底部，从中可以作为废水排出水。分离自水相的有机相主要含有松节油并且可以收集自相分离器的顶部。可替代地，可以在分馏器塔内进行液液分离。与使用位于分馏器塔冷凝段下方的内部相分离装置的气液分离同时进行塔内分离。
可以照此收集含有松节油的有机相，或者如果需要，对其进行进一步加工。分离自分离床底部的冷凝液的有机相的松节油浓度可以大于75％，优选地大于85％，更优选地大于95％并且最优选地99％或更高。
使用冷设施或冷工艺流将泵循环冷却流冷却，并将泵循环冷却流直接或通过适当的进料分配器进料至传质段的顶部。
在本发明的一个实施方式中，将分馏器的再沸器作为分馏器的附属部(余部，rest)集成到同一壳体中。在本发明的另一个实施方式中，再沸器位于分馏器附属部的外部。如果再沸器位于分馏器外部，则分馏器可以具有从分馏器塔底至再沸器的单独管线。
在根据本发明的方法中，分馏器在100℃至250℃，优选地120℃至230℃的温度下运行。所述温度应足够高以使形成轻流的挥发性物质气化。除了实际操作温度外，不将原料长时间保持在过高的温度下也是重要的。如果原料在过高的温度下保持过长时间，则妥尔油组分将开始反应并且可以降解成不希望的副产物。分馏器在低压下运行以促使挥发性物质在较低的温度下气化，从而避免妥尔油不希望的降解。在根据本发明的方法中，分馏器在2kPa至20kPa，优选地4kPa至12kPa的压力下运行。
已出乎意料地发现，通过使用具有再沸器装置的分馏器，可以收集来自轻流的有价值的有机产品并且可以提高处于松香酸和脂肪酸形式的酸性馏分的得率。这是通过蒸发器系统不能实现的，其仅能将包括水的轻流与妥尔油原料分离。所收集的有机产品、优选地松节油产品是很有价值的，并且当使用蒸发器系统产生喷射油(喷油器油，ejector oil)时，这种有价值的产品损失。另外，通过使用分馏器代替蒸发器系统，最大程度降低了喷射油中酸性馏分的损失量，同时酸性馏分在传质段中汇集至来分馏器的馏出物中。
通过引入原料浓度波动的缓冲器(buffer)，分馏器系统的应用提供了益处，这是因为其具有几个气液平衡级以使得馏出物或塔底流的轻或重馏分的浓度尖峰变得平滑。这种缓冲器可以防止分馏器系统所连接的下游工艺中发生较大扰动。在分馏设施中常发生一些原料由于上游操作中的扰动而积累轻组分或重组分。
对分馏器塔底馏分进行除去来自原料的重馏分的处理。可以使用本领域中任何已知的方法进行重馏分的除去。重馏分从原料的除去包括在至少一个蒸发器或蒸馏塔中蒸发原料以产生脱沥青蒸气和/或液体酸性馏分和较重的沥青馏分，收集所述脱沥青馏分并将所述脱沥青馏分蒸馏以产生：
i)较轻的有机酸和中性有机组分馏分，粗脂肪酸馏分CFA(114)
ii)第一较重的有机酸和中性有机组分馏分，液体形式的含松香馏分(115、116)，和
iii)第二较重的有机酸和中性有机组分馏分，气体形式的含松香馏分(115)。
可以使用蒸发器如薄膜蒸发器、短程蒸发器或任何其它适合的蒸发技术进行重馏分的分离。对富含松香酸的馏分进行进一步纯化或分馏步骤(113)。富含松香酸的馏分的分馏获得了几乎不含脂肪酸或者至少含有小于5％的脂肪酸的松香酸流体。
根据本发明的一个实施方式，在以下方法中进行重馏分的除去，所述方法包括：
在薄膜蒸发器(TFE)中蒸发原料以产生TFE塔顶蒸气馏分和TFE残余物馏分，
在短程蒸发器(SPE)中蒸发TFE残余物以产生脱沥青酸性馏分和较重的沥青馏分，
收集并合并TFE塔顶蒸气馏分和脱沥青酸性馏分，和
将合并的TFE塔顶蒸气馏分和脱沥青酸性馏分蒸馏以产生馏分i)、ii)和iii)。
在一个实施方式中，在重馏分从原料中除去之后，所述方法还包括以下步骤中的一个或多个：
回收重馏分(112)、CFA馏分(114)和含松香馏分(115、116)；
在再蒸馏塔(124)中，将液体形式的松香馏分(116)再蒸馏以产生进一步纯化的松香馏分(126)和塔底松香馏分(127)；
在头馏分塔(heads column)(119)中蒸馏至少一部分包括粗脂肪酸的CFA馏分(114)，以作为头馏分塔馏出物产生轻头馏分(118)和作为头馏分塔底馏分产生进一步的粗脂肪酸馏分(117)；
在脂肪酸塔(120)中蒸馏进一步的粗脂肪酸馏分(117)，以作为脂肪酸塔馏出物获得脂肪酸馏分(121)和作为脂肪酸塔底馏分获得塔底油(122)；
回收轻头馏分(118)、脂肪酸馏分(121)和塔底油(122)；和
使CFA馏分(114)、轻头馏分(118)和/或松香产品(125)氢化。
在富含松香酸的馏分的纯化或分馏之后，从所述方法中除去剩余物。这种剩余的重馏分通常被称为沥青(或重沥青馏分)。用于脂肪酸和富含松香酸的流分离的方法通常被称为脱沥青。除重馏分外，还回收CFA馏分和含松香馏分。可以对富含CFA和松香的流进行蒸馏以用于CFA馏分、松香馏分和轻头馏分的分离。可以在头馏分塔中蒸馏包括CFA的CFA馏分的至少一部分以作为头馏分塔馏出物产生轻头馏分和作为头馏分塔底馏分产生进一步的CFA馏分。还可以对CFA馏分进行脂肪酸蒸馏塔处理以用于分离作为脂肪酸塔产品获得的脂肪酸馏分和作为脂肪酸蒸馏塔底馏分获得的塔底油。作为侧流，还可以分离脂肪酸和松香酸馏分的组合。回收轻头馏分、脂肪酸馏分、脂肪酸和松香酸馏分的组合和塔底油。可以对分离自粗脂肪酸馏分的松香馏分进行进一步再蒸馏塔处理以用于液体形式的松香馏分的纯化，从而产生进一步纯化的松香馏分和塔底松香馏分。作为有价值的产品收集来自再蒸馏塔的富含松香的流。
可以收集所收集的粗脂肪酸馏分和/或妥尔油脂肪酸馏分并在可再生柴油或可再生柴油组分的生产中使用。可以对粗脂肪酸馏分和/或妥尔油脂肪酸馏分进行加氢过程，如加氢脱氧过程。在本文中，加氢过程应理解为表示用氢处理脂肪酸以产生烃的任何过程。脂肪酸材料的纯化可以在加氢过程之前。
根据本发明的方法涉及生物来源的材料的精炼和加工。基于生物材料的来源，生物材料总是含有不同量的杂质。因此，本文所述的方法、原料和多个流和馏分可以进行纯化从而除去杂质如固体、金属和盐。所述纯化方法包括(但不限于)多个清洗步骤，其添加或未添加帮助形成颗粒的组分，如酸或络合物形成组分，如草酸、柠檬酸、硫酸、磷酸和/或乙二胺四乙酸(EDTA)或其它有机弱酸。可以通过离心、过滤、沉降、沉积和/或倾析来除去固体。此外，可以在升高的温度下进行纯化以改善粘度和盐溶解度。可以在脱水或较晚的阶段之前进行纯化，例如，对于废水脱水流、重馏分和/或对于CFA或轻头馏分流体进行纯化。
本发明的目的还在于提供用于进行根据本发明的方法的设备，所述设备包括：
—用于将原料引入分馏器的组件，
—用于将轻流与原料分离的分馏器，所述分馏器包括再沸器系统，
—用于从分离的轻流中收集作为馏出物的产品的构件，
—用于收集并对分馏器底流进行重馏分与原料的分离的组件。
图1显示了本文所提供的方法的示例性工艺流程。
参考图1，将包括妥尔油的原料(101)引入分馏器(105)。可以使用换热器(136)对原料(101)进行预热，从而产生包括妥尔油的预热原料(102)。从分馏器(105)排出轻流(129)，并将其引入相分离器(130)以用于产品(松节油)与水相的分离。通过废水管线(128)从相分离器(130)除去水相。从相分离器引出有机产品管线(131)。有机产品管线(131)可以包括管线由其分成三个不同管线的连接器。通过产品管线(106)收集产品(松节油)以用于可能的进一步加工或纯化(未显示)。可以从有机产品管线(131)排出流(133)作为向传质段顶部的回流。另外，从有机产品管线(131)引出的单独管线(132)通过换热器(134)，用作泵循环冷却流(135)并再引入至分馏塔(105)。
塔底再沸器管线(103)从分馏器(105)的塔底引出至再沸器系统(137)。在再沸器系统(137)中，塔底产品再加热并通过回流管(104)返回至分馏器(105)。从分馏器(105)排出重塔底馏分(108)并对其进行进一步加工，如重馏分的除去、脱沥青(未显示)。可替代地，可以从再沸器系统(137)的底部排出来自分馏器(105)的塔底馏分，在附图中未显示这种替代方式。
分馏器(105)还包括用于在分馏器(105)中提供真空(减压)的管线(107)。
图2是妥尔油加工的总图。参考图2，将包括妥尔油的原料(101)引入分馏器(105)。从分馏器引出产品管线(106)以及废水管线(128)。对来自分馏器的塔底管线(108)进行脱沥青步骤，其中除去重沥青馏分(112)和可能的一些轻挥发性物质(109)。
对包括处于气相、液相或它们的组合中的脂肪酸和松香酸的至少一个或多个流(110、111)进行松香蒸馏塔(113)处理。作为生物材料馏分(123)从蒸馏塔(113)回收馏出物(即，较轻的有机酸和中性有机组分馏分—粗脂肪酸馏分CFA(114))，并将至少某部分进料至头馏分塔(119)以作为生物材料馏分(123)除去轻头馏分(118)。从头馏分塔(119)获得进一步蒸馏/纯化的粗脂肪酸馏分(117)并且随后可以进料至脂肪酸蒸馏塔(120)。在脂肪酸蒸馏塔(120)中蒸馏粗脂肪酸馏分(117)以获得妥尔油脂肪酸流(121)和塔底油馏分(122)。
可以作为侧流从松香蒸馏塔(113)排出松香产品(115)。作为松香产品管线(116)从松香蒸馏塔(113)排出塔底馏分，并且可以将其引入松香再蒸馏塔(124)。可以作为两个单独的松香产品管线(125、126)从塔(124)中排出再蒸馏松香产品。作为管线(127)排出松香蒸馏塔的塔底馏分。
实施例1：单级脱水对比分馏塔脱水
实施例1突出显示了常规单级脱水(如闪蒸器、降膜式蒸发器或薄膜蒸发器)与图1中所述的实施方式之间CTO脱水过程的差异。
对脱水替代方案进行模拟实验。待脱水的进料由具有以下各项的粗妥尔油组成：37wt％的游离松香酸、44wt％的游离脂肪酸、3wt％的萜烯、2wt％的水和14wt％的其它中性组分。
在脱水中仅使用单一分离级，在脱水过程的塔顶流中存在一些挥发性脂肪酸和松香酸。这些损失降低了松香和TOFA产品的得率。通过增加分离级和向该过程中引入回流流体(reflux stream)，有效地调整了塔顶流体中的脂肪酸和松香酸。
表1总结了单级脱水和使用分馏器塔脱水之间的产品得率差异。根据结果可以推断分馏器装置最大程度减少了脱水中游离脂肪酸和松香酸的损失，这致使松香和TOFA产品两者得率的改善。另外，获得了新的重要副产物—粗松节油。
表1.单级脱水和分馏塔脱水的比较。％值描述了使用分馏塔与单级脱水相比的产品得率差异。
Figure BDA0002571066060000151
对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术进步，可以通过多种方式实现本发明的构思。本发明及其实施方式不限于上述实施例，而是可以在权利要求的范围内改变。

Claims (14)

1.一种用于处理包括妥尔油的原料(101)的方法，所述方法包括：从所述原料(101)中分离轻流(129)，随后从所述原料(101)中除去重馏分(108)，其特征在于，在所述轻流(129)从所述原料中分离时使用分馏器(105)，并且所述分馏器包括一个或多个再沸器(137)以及用于使蒸气冷凝以获得馏出物和回流液的构件，并且所述馏出物包括松节油和水，并且所述方法还包括从所述馏出物中分离松节油以获得松节油产品(106)，且所述松节油产品含有浓度大于75％的松节油。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于使蒸气冷凝以获得馏出物的构件是回流冷凝器或者位于所述分馏器(105)塔外部的单独的换热器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用于使蒸气冷凝的构件包括一个或多个传质段。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一个或多个传质段包括以下各项中的至少一种：塔板，散堆填料，规整填料，液体收集器，支承栅板，用于蒸气、液体或两相流体的进料分配器和再分配器，或者它们的任何组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述分馏器(105)的再沸器(137)作为所述分馏器(105)的附属部集成到同一壳体中。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，从所述轻流收集的产物是松节油，并且所述产物的收集包括在液液相分离器中将松节油产物与水分离。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，从所述轻流(129)收集的产物含有浓度大于85％的松节油。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，将来自所述分馏器(105)的残余物引导至一个或多个蒸发器或蒸馏塔，用于从所述原料中除去重馏分以获得包括松香酸和脂肪酸的流，以及收集包括妥尔油沥青的重馏分。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述分馏器(105)在100℃至250℃的温度下运行。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述分馏器(105)在2kPa至20kPa的压力下运行。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，从所述原料中除去重馏分，包括：
在至少一个蒸发器或蒸馏塔中蒸发所述原料以产生脱沥青蒸气和/或液体酸性馏分和较重的沥青馏分，
收集脱沥青馏分，以及
蒸馏所述脱沥青馏分以产生：i)较轻的有机酸和中性有机组分馏分，粗脂肪酸馏分CFA，ii)第一较重的有机酸和中性有机组分馏分，液体形式的含松香馏分，和iii)第二较重的有机酸和中性有机组分馏分，气体形式的含松香馏分。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在重馏分从所述原料中除去之后，所述方法还包括以下步骤中的一个或多个：
回收所述重馏分、CFA馏分和含松香馏分；
在再蒸馏塔中将液体形式的松香馏分再蒸馏，以产生进一步纯化的松香馏分和塔底松香馏分；
在头馏分塔中蒸馏至少一部分包括粗脂肪酸的CFA馏分，以作为头馏分塔馏出物产生轻头馏分和作为头馏分塔底馏分产生进一步的粗脂肪酸馏分；
在脂肪酸塔中蒸馏所述进一步的粗脂肪酸馏分，以产生作为脂肪酸塔馏出物获得的脂肪酸馏分和作为脂肪酸塔底馏分获得的塔底油；
回收所述轻头馏分、脂肪酸馏分和塔底油；以及
使所述CFA馏分、所述轻头馏分和/或松香产物氢化。
13.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述分馏器(105)在120℃至230℃的温度下运行。
14.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述分馏器(105)在4kPa至12kPa的压力下运行。
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