CN202961933U

CN202961933U - 通过温控精馏塔实现甲醇、丁醇及水分离的装置

Info

Publication number: CN202961933U
Application number: CN 201220597040
Authority: CN
Inventors: 朱海如; 刘莉; 李后勇; 汤林; 周勇华
Original assignee: NANJING LANXING CHEMICAL NEW MATERIAL CO Ltd
Current assignee: NANJING LANXING CHEMICAL NEW MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-11-12

Abstract

本实用新型涉及一种通过温控精馏塔实现甲醇、丁醇及水分离的装置，包括内部设有塔盘及至少一个进料口的精馏塔及其控制系统，所述精馏塔塔顶设有排气口，该排气口依次连接冷凝器及回流罐；精馏塔顶部塔盘上设有甲醇采出口和甲醇补给口；精馏塔底部塔盘上设有丁醇与水的混合液采出口，该采出口连接溢流罐；塔釜底部设有再沸器及水采出口。本实用新型可以在仅适用一个精馏塔的前提下有效分离合格的甲醇、丁醇与水。所述的分离提纯装置结构简单，分离过程精确可控，且分离成本低，适宜推广应用。

Description

通过温控精馏塔实现甲醇、丁醇及水分离的装置

技术领域

本实用新型属于化工精馏技术领域，具体涉及一种通过温控精馏塔实现甲醇、丁醇及水三种物质的分离的装置。

背景技术

在从甲醇、丁醇和水混合物流中进行分离提纯时，一般情况下，需要两台精馏塔分别进行精馏提纯，以得到三种合格的产品。这样，不仅增加了硬件设备的投入，而且后期的生产消耗一直存在，其经济性较低。如要在一个有两股进料的精馏塔中实现三种物质的分离，则在塔精馏段和提溜段将各存在一块灵敏板，如采用通常的控制方法，只控制某一点温度，很难保证三种产品都同时满足要求。

因此，提出一种理想的用于处理1，4-丁二醇生产工艺中回收甲醇和脱除副产物丁醇和水具有很强的实用性。其中部分含有水的甲醇气相物流来自生产工艺的酯化工段，而另一部分的水、甲醇和丁醇混合液来自后续的精馏工段。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新的甲醇、丁醇及水混合液的分离装置，其通过控制精馏塔平均温度来实现甲醇、丁醇和水的分离提纯，实现了不增加精馏塔也能从甲醇、丁醇和水混合物流中同时提纯出合格的甲醇、丁醇和水产品的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种通过温控精馏塔实现甲醇、丁醇和水分离的装置，包括内部设有塔盘及至少一个进料口的精馏塔及其控制系统，所述精馏塔塔顶设有排气口，该排气口依次连接冷凝器及回流罐；精馏塔顶部塔盘上设有甲醇采出口和甲醇补给口；精馏塔底部塔盘上设有丁醇与水混合液采出口，该采出口连接溢流罐；塔釜底部设有再沸器及水采出口。

其中，所述的精馏塔塔身设有5个温度采集点、计算5个温度采集点平均温度的温度计算模块及平均温度控制器。本实用新型优选所述精馏塔总塔盘数为75块，所述的温度采集点为5个，分别安装在2#、12#、16#、28#、43#塔盘上。通过这些采集的温度来判断塔身物料组成分布情况。其中2#和43#温度为灵敏板温度，分别用于监控水和丁醇、丁醇和甲醇的分离情况。16#和28#分别为进料口上下位置，用于监控进料组成变化对塔提溜段和精馏段的组份影响。至于12#则是用来监控侧线丁醇采出的甲醇含量，因为该装置通过丁醇和水的倾晰系统来静置分层来达到丁醇和水分离的目的，所以如果丁醇和水的混合物中含有甲醇，将破坏丁醇和水的分层效果，因此12#塔板的温度采集点是至关重要的。

本实用新型所述的温度采集点设于特定的5块塔盘上，控制系统根据测量得到的5块塔盘的温度，通过平均温度的温度计算模块计算得到平均温度，继而通过平均温度控制器控制精馏塔顶部甲醇的补入及采出，维持塔中的甲醇藏量恒定，从而达到同时兼顾精馏段和提溜段的组份稳定的目的，并因此得到纯的回收甲醇和脱除丁醇和不含丁醇的水。

本实用新型中，精馏塔上至少设有一个甲醇、丁醇与水混合液的进料口，此外，还可以在精馏塔塔身加设一个甲醇与水混合气的进料口，以更充分地分离1，4-丁二醇生产工艺中的副产物。本实用新型中，精馏塔底部塔盘上设有丁醇与水混合液采出口，所述丁醇与水混合液采出口连接溢流罐，所述的溢流罐顶部与丁醇储罐连接，底部经由回流管道与精馏塔连通。溢流罐上设有冷却系统，该冷却系统优选采用水作为冷却媒介。

丁醇与水的混合液从精馏塔进入溢流罐后，经溢流罐冷却、静置后分层，轻相的丁醇从溢流罐溢流至丁醇储罐，重相的水则经由回流管道排至精馏塔再次精馏。

本实用新型中，精馏塔塔顶的排气口依次连接冷凝器及回流罐；所述回流罐再通过管道串联回流泵后与精馏塔连通，管道上设有回流液流量控制器。

分离过程中，气相甲醇从顶部排气口排出，经塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，控制系统根据温控信息进一步通过回流液流量控制器控制回流比。

本实用新型中，精馏塔顶部塔盘上设有采出甲醇流量控制器及补充甲醇流量控制器。控制系统串级控制补充甲醇流量控制器或采出甲醇流量控制器，使精馏塔中甲醇藏量在合适范围，防止甲醇向塔釜迁移，影响丁醇和水产品纯度，并同时保证N3口采出的产品甲醇品质合格。

本实用新型公开的装置中，精馏塔塔釜上设有控制再沸器蒸汽量的蒸汽流量控制器。待分离混合物经再沸器的低压蒸汽加热后气化分离。其中，蒸汽流量控制器经由控制系统控制低压蒸汽的流量，使分离过程更精确可控。

精馏塔塔釜的底部设有采出水流量控制器，可以及时将分离过程产生的水从塔釜底部的水采集口分离出去。所述水采出口可经由塔底泵连接水储罐。

对甲醇、丁醇和水混合液进行分离提纯时，待分离混合物（即甲醇、丁醇和水的混合物）从进料口进入精馏塔，在精馏塔中被再沸器的低压蒸汽加热后汽化，甲醇向塔顶迁移，丁醇和水向塔釜迁移。平均温度控制器通过温度计算模块计算五个温度采集点的平均温度，并串级控制补充甲醇流量控制器或采出甲醇流量控制器，使精馏塔中甲醇藏量在合适范围，防止甲醇向塔釜迁移，影响丁醇和水产品纯度，并同时保证口采出的产品甲醇品质合格。丁醇和水的混合液排入溢流罐，在溢流罐内经冷却、静置后分层，轻相的丁醇排入丁醇储罐，重相的水则经由回流管道排至精馏塔再次分离提纯，最终分离得到的产品水从塔釜底部的水采出口排出。

采用上述技术方案，本实用新型可以在仅适用一个精馏塔的前提下有效分离合格的甲醇、丁醇与水。所述的分离提纯装置结构简单，分离过程精确可控，且分离成本低，适宜推广应用。

附图说明

图1是实施例1中甲醇、丁醇和水的分离装置结构示意图；

图中：1、精馏塔；2、再沸器；3、溢流罐；4、冷凝器；5、回流罐；6、回流泵；7、塔底泵；

N1、进料口；N2、进料口；N3、甲醇采出口；N4、丁醇与水混合液采出口；N5、水采出口；N6、甲醇补给口；

FC001、补充甲醇流量控制器；FC002、甲醇流量控制器；FC003、回流液流量控制器；FC004、蒸汽流量控制器；FC005、采出水流量控制器；TY006、温度计算模块；TC007、平均温度控制器。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的通过温控精馏塔实现甲醇、丁醇和水分离的装置，该装置包括内部设有塔盘及进料口N1和进料口N2的精馏塔1及其控制系统。其中进料口N1的进料包括甲醇、乙醇和水的液体混合物，进料口N2的进料包括甲醇和水的混合气。所述精馏塔1塔顶设有排气口，该排气口依次连接冷凝器4及回流罐5；精馏塔1顶部塔盘上设有甲醇采出口N3和甲醇补给口N6；精馏塔1底部塔盘上设有丁醇与水混合液采出口N4，该采出口N4连接溢流罐3；塔釜底部设有再沸器2及水采出口N5。

精馏塔1塔身设有5个温度采集点（TI001、TI002、TI003、TI004、TI005）、计算5个温度采集点平均温度的温度计算模块TY006及平均温度控制器TC007。此外精馏塔1塔身还设有75块塔盘。5个温度采集点（TI001、TI002、TI003、TI004、TI005）分别安装在2#、12#、16#、28#、43#塔盘上。控制系统根据测量得到的5块塔盘的温度，通过温度计算模块TY006计算得到平均温度，继而通过平均温度控制器TC007根据此平均温度控制精馏塔顶部甲醇的补入及采出，得到合格的甲醇、丁醇和水。

本实用新型公开的装置中，精馏塔1塔釜上设有控制再沸器2蒸汽量的蒸汽流量控制器FC004。待分离混合物经再沸器的低压蒸汽加热后气化分离。其中，蒸汽流量控制器FC004经由控制系统控制低压蒸汽的流量，使分离过程更精确可控。

精馏塔1侧部设有甲醇、丁醇与水混合液的进料口N2和甲醇与水混合液的进料口N1。精馏塔1底部塔盘上设有丁醇与水混合液采出口N4，该丁醇与水混合液采出口N4连接溢流罐3，溢流罐3顶部与丁醇储罐连接，底部经由回流管道与精馏塔1连通。溢流罐3上还设有冷却系统。

本实用新型中，精馏塔1塔顶的排气口依次连接冷凝器4及回流罐5；所述回流罐5再通过管道串联回流泵6后与精馏塔1连通，管道上设有回流液流量控制器FC003。

精馏塔1顶部塔盘上设有采出甲醇流量控制器及补充甲醇流量控制器。控制系统串级控制补充甲醇流量控制器FC-001或采出甲醇流量控制器FC-002，使精馏塔中甲醇藏量在合适范围，防止甲醇向塔釜迁移，影响丁醇和水产品纯度，并同时保证N3口采出的产品甲醇品质合格。

精馏塔1塔釜的底部设有采出水流量控制器FC005，可以及时将分离过程产生的水从塔釜底部的水采集口分离出去。所述水采出口可经由塔底泵7连接水储罐。

提纯分离时，甲醇（MeOH）、丁醇（BuOH）和水混合物从进料口N1、N2进入精馏塔，在精馏塔1中被再沸器2的低压蒸汽加热后汽化，甲醇（MeOH）向塔顶迁移，丁醇（BuOH）和水向塔釜迁移。平均温度控制器TC007通过温度计算模块TYOO6计算五个温度采集点（TI001、TI002、TI003、TI004、TI005）的平均温度得出，并串级控制补充甲醇流量控制器FC001或采出甲醇流量控制器FC002，使精馏塔1中甲醇藏量在合适范围，防止甲醇向塔釜迁移，影响丁醇和水产品纯度，并同时保证N3口采出的产品甲醇品质合格。

丁醇和水的混合液排入溢流罐3，在溢流罐3内经冷却、静置后分层，轻相的丁醇排入丁醇储罐，重相的水则经由回流管道排至精馏塔1再次分离提纯，最终分离得到的产品水从塔釜底部的水采出口N5排出。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims

1.一种通过温控精馏塔实现甲醇、丁醇及水分离的装置，包括内部设有塔盘及至少一个进料口的精馏塔（1）及其控制系统，其特征在于，所述精馏塔（1）塔顶设有排气口，该排气口依次连接冷凝器（4）及回流罐（5）；精馏塔（1）顶部塔盘上设有甲醇采出口（N3）和甲醇补给口（N6）；精馏塔（1）底部塔盘上设有丁醇与水的混合液采出口（N4），所述丁醇与水混合液采出口（N4）连接溢流罐（3）；塔釜底部设有再沸器（2）及水采出口（N5）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的精馏塔（1）塔身设有至少5个温度采集点、计算5个温度采集点平均温度的温度计算模块（TY006）及平均温度控制器（TC007）。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述精馏塔塔身设有75块塔盘，所述的温度采集点为5个，分别安装在2#、12#、16#、28#、43#塔盘上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述精馏塔侧部设有甲醇、丁醇与水混合液的进料口（N1）和甲醇与水混合液的进料口（N2）。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的溢流罐（3）顶部与丁醇储罐连接，底部经由回流管道与精馏塔（1）连通。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回流罐（5）通过管道串联回流泵（6）后与精馏塔（1）连通，所述管道上设有回流液流量控制器（FC003）。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的顶部塔盘上设有采出甲醇流量控制器（FC002）及补充甲醇流量控制器（FC001）。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述精馏塔（1）塔釜上设有控制再沸器（2）蒸汽量的蒸汽流量控制器（FC004）。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述塔釜的底部设有采出水流量控制器（FC005）。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水采出口（N5）经由塔底泵（7）连接水储罐。