CN212662737U - 一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，该高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置包括隔壁精馏塔，隔壁精馏塔内的中部设有一块竖直的分隔板，使得隔壁精馏塔内部均划分为四个区域，该高效提纯污水乙醇的精馏装置工作时，原料进入粗分隔壁精馏塔，经过塔内气液接触分离提纯，塔顶轻组分出口采出气相轻组分，甲醇出口采出少量液相甲醇冷凝液，甲醇、酯类混合物出口采出甲醇和酯类混合物，粗乙醇出口采出粗乙醇进入乙醇萃取隔壁精馏塔，依次进行乙醇、甲醇和酯类的提纯，与传统八塔精馏分离工艺对比能耗可降低15%，并且本装置的优点在于有效降低装置投资，与传统八塔精馏分离工艺对比投资成本可降低20%。

Description

一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置

技术领域

本实用新型属于烃类混合物的分离技术领域，具体涉及一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置。

背景技术

隔壁精馏塔(divided wall column，DWC)是一种新型的节能精馏工艺，其结构是在传统精馏塔中沿着塔体轴向焊接一块隔壁，将塔体分为左右两侧，处理三元混合物时，可以替代传统的两塔系统，巧妙实现分离，同时实现过程内部换热节约精馏过程的总能耗，因此隔壁精馏塔在节约能耗和降低设备投资占地方面较传统精馏方法优势显著，日益收到化工分离领域的关注，萃取精馏工艺分为两步，一般需要两个精馏塔，首先是在萃取精馏塔中加入萃取剂改变分离组分的相对挥发度，分离其中的一种组分，然后在溶剂回收塔中将另一种组分从萃取剂中脱除，循环回收萃取剂，中国石油化工集团公司和中国石化集团金陵石油化工有限责任公司合作申请了一项实用新型专利，专利名称为一种隔壁精馏塔，申请号为CN201721321396.5的专利，对隔壁精馏塔的双塔分离操作进行撰写。

无水乙醇又称燃料乙醇，是指含水量很少的乙醇，一般乙醇体积分数大于99.2％，广泛用于化学试剂、医学、农药、颜料、化妆品等行业。作为一种优良燃料，更是优良的燃油品质改善剂，使汽油增加内氧燃烧充分，达到节能和环保目的。乙醇还有极好的抗爆性能，作为汽油的高辛烷值组分可以替代传统的MTBE(甲基叔丁基醚)，降低汽车尾气中有害物质的排放，减少环境污染,是当前世界上可再生能源的发展重点，燃料乙醇的推广使用可有效缓解我国石油对外的依存度和雾霾治理等环保压力，目前无水乙醇制备的方法有生物质(秸秆)发酵法，煤制合成气通过醋酸或醋酸甲酯制备法等，其过程均需要进行将乙醇进行提纯的分离单元，乙醇生产过程中，煤制乙醇或生物质制备乙醇反应过程的反应液中含有粗乙醇原料，如何对粗乙醇原料中的成分进行分离提纯，是本实用新型亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，该高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置包括隔壁精馏塔，隔壁精馏塔内的中部设有一块竖直的分隔板，使得隔壁精馏塔内部均划分为四个区域，位于隔板上方的区域为公共精馏段，位于隔板下方的区域为公共提馏段，位于隔壁精馏塔内部的分隔板的一侧为预分馏段，位于隔壁精馏塔内部的分隔板的另一侧为主塔段，隔壁精馏塔中间设置隔板，将全塔分为左右两个部分，隔板上方为公共精馏段，隔板下方为公共提馏段，隔板左侧由进料口分为进料侧精馏段和提馏段，其中侧精馏段和提馏段为预分馏段，隔板右侧由侧采口分为采出侧精馏段和提馏段，其中侧精馏段和提馏段为主塔段，每个隔壁塔可达到于两个传统精馏塔的分离效果；

隔壁精馏塔包括粗分隔壁精馏塔、乙醇萃取隔壁精馏塔、甲醇萃取隔壁精馏塔和酯类隔壁精馏塔，粗分隔壁精馏塔分别与乙醇萃取隔壁精馏塔和甲醇萃取隔壁精馏塔之间通过管线相连通，甲醇萃取隔壁精馏塔和酯类隔壁精馏塔之间通过管线相连通，粗分隔壁精馏塔内提取的少量甲醇可以直接收集，也可以通过粗分隔壁精馏塔内的少量甲醇出口和第三入口连通，继续萃取。

作为优化，粗分隔壁精馏塔侧部分别开设有第一入口和甲醇、酯类混合物出口，粗分隔壁精馏塔顶部开设有轻组分出口，粗分隔壁精馏塔顶部侧面开设有甲醇出口，粗分隔壁精馏塔底部开设有粗乙醇出口，第一入口位于预分馏段，甲醇、酯类混合物出口位于主塔段，轻组分出口和甲醇出口位于公共精馏段，粗乙醇出口位于公共提馏段，轻组分出口位于甲醇出口上部，第一入口和甲醇、酯类混合物出口分别位于甲醇出口和粗乙醇出口之间，第一入口通入粗乙醇原料，粗乙醇原料为煤制乙醇或生物质制备乙醇反应过程的反应液。

作为优化，乙醇萃取隔壁精馏塔侧部分别开设有第二入口、新鲜乙醇萃取剂入口和水、重醇高沸物出口，第二入口和新鲜乙醇萃取剂入口位于预分馏段，水、重醇高沸物出口位于主塔段，乙醇萃取隔壁精馏塔上部侧面开设有乙醇产品出口，乙醇产品出口位于公共精馏段，乙醇萃取隔壁精馏塔底部开设有循环乙醇萃取剂出口，循环乙醇萃取剂出口位于公共提馏段，第二入口和粗乙醇出口通过管线相连通，新鲜乙醇萃取剂例如选用乙二醇作为乙醇萃取剂。

作为优化，甲醇萃取隔壁精馏塔侧部分别开设有新鲜甲醇萃取剂入口、第三入口和甲醇产品出口，甲醇萃取隔壁精馏塔上部侧面开设有酯类混合物出口，甲醇萃取隔壁精馏塔底部开设有循环甲醇萃取剂出口，循环甲醇萃取剂出口位于公共提馏段，第三入口和新鲜甲醇萃取剂入口位于预分馏段，甲醇产品出口位于主塔段，酯类混合物出口位于公共精馏段，循环甲醇萃取剂出口位于公共提馏段，第三入口和甲醇、酯类混合物出口通过管线相连通，新鲜甲醇萃取剂例如选用二甲基亚砜作为甲醇萃取剂。

作为优化，酯类隔壁精馏塔侧部分别开设有第四入口和乙酸乙酯产品出口，酯类隔壁精馏塔底部开设有丙酯高沸物出口，酯类隔壁精馏塔上部侧面开设有乙酸甲酯产品出口，第四入口位于预分馏段，乙酸乙酯产品出口位于主塔段，丙酯高沸物出口位于公共提馏段，乙酸甲酯产品出口位于公共精馏段，第四入口和酯类混合物出口通过管线相连通。

作为优化，隔壁精馏塔中公共精馏段的理论板数为15～20块，公共提馏段的理论板数为20～25块，预分馏段的理论板数为25～35块，主塔段的理论板数为25～35块。

作为优化，粗分隔壁精馏塔的塔顶温度为40～50℃，乙醇萃取隔壁精馏塔的塔顶温度为70～80℃，甲醇萃取隔壁精馏塔塔顶温度为60～75℃，和酯类隔壁精馏塔的塔顶温度为45～65℃。

作为优化，粗分隔壁精馏塔的塔顶操作压力为0.1～0.15MPa，所述乙醇萃取隔壁精馏塔的塔顶操作压力为0.1～0.2MPa，所述甲醇萃取隔壁精馏塔的塔顶操作压力为0.05～0.15MPa，所述酯类隔壁精馏塔的塔顶操作压力为 0.1～0.5MPa。

作为优化，粗分隔壁精馏塔的回流比为5～10，所述乙醇萃取隔壁精馏塔的的回流比为5～10，所述甲醇萃取隔壁精馏塔的回流比为3～8，所述酯类隔壁精馏塔的回流比为3～8。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中，四套隔壁精馏塔均采用高效规整填料，全塔压降小，易操作控制，隔壁精馏塔，可以将原料不同成分的分离在同一个塔内进行，有效地降低了能耗和设备投资，本装置的优点在于有效节约过程能耗，与传统八塔精馏分离工艺对比能耗可降低15％，并且本装置的优点在于有效降低装置投资，与传统八塔精馏分离工艺对比投资成本可降低20％。

附图说明

图1为本实用新型一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置整体结构示意图。

图中：T1-粗分隔壁精馏塔、T2-乙醇萃取隔壁精馏塔、T3-甲醇萃取隔壁精馏塔、T4-酯类隔壁精馏塔、T5-隔壁精馏塔、S1-第一入口、S2-轻组分出口、 S3-甲醇出口、S4-甲醇、酯类混合物出口、S5-粗乙醇出口、S6-乙醇产品出口、 S7-水、重醇高沸物出口、S8-循环乙醇萃取剂出口、S9-酯类混合物出口、S10- 甲醇产品出口、S11-循环甲醇萃取剂出口、S12-乙酸甲酯产品出口、S13-乙酸乙酯产品出口、S14-丙酯高沸物出口、S15-第二入口、S16-第三入口、S17-第四入口、F1-新鲜乙醇萃取剂入口和F2-新鲜甲醇萃取剂入口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

请参阅图1，一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，该高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置包括隔壁精馏塔T5，隔壁精馏塔T5内的中部设有一块竖直的分隔板，使得隔壁精馏塔T5内部均划分为四个区域，位于隔板上方的区域为公共精馏段，位于隔板下方的区域为公共提馏段，位于隔壁精馏塔T5内部的分隔板的一侧为预分馏段，位于隔壁精馏塔T5内部的分隔板的另一侧为主塔段；

隔壁精馏塔T5包括粗分隔壁精馏塔T1、乙醇萃取隔壁精馏塔T2、甲醇萃取隔壁精馏塔T3和酯类隔壁精馏塔T4，粗分隔壁精馏塔T1分别与乙醇萃取隔壁精馏塔T2和甲醇萃取隔壁精馏塔T3之间通过管线相连通，甲醇萃取隔壁精馏塔T3和酯类隔壁精馏塔T4之间通过管线相连通。

粗分隔壁精馏塔T1侧部分别开设有第一入口S1和甲醇、酯类混合物出口S4，粗分隔壁精馏塔T1顶部开设有轻组分出口S2，粗分隔壁精馏塔T1 顶部侧面开设有甲醇出口S3，粗分隔壁精馏塔T1底部开设有粗乙醇出口S5，第一入口S1位于预分馏段，甲醇、酯类混合物出口S4位于主塔段，轻组分出口S2和甲醇出口S3位于公共精馏段，粗乙醇出口S5位于公共提馏段，轻组分出口S2位于甲醇出口S3上部，第一入口S1和甲醇、酯类混合物出口 S4分别位于甲醇出口S3和粗乙醇出口S5之间，第一入口S1通入粗乙醇原料。

乙醇萃取隔壁精馏塔T2侧部分别开设有第二入口S15、新鲜乙醇萃取剂入口F1和水、重醇高沸物出口S7，第二入口S15和新鲜乙醇萃取剂入口F1 位于预分馏段，水、重醇高沸物出口S7位于主塔段，乙醇萃取隔壁精馏塔 T2上部侧面开设有乙醇产品出口S6，乙醇产品出口S6位于公共精馏段，乙醇萃取隔壁精馏塔T2底部开设有循环乙醇萃取剂出口S8，循环乙醇萃取剂出口S8位于公共提馏段，第二入口S15和粗乙醇出口S5通过管线相连通。

甲醇萃取隔壁精馏塔T3侧部分别开设有新鲜甲醇萃取剂入口F2、第三入口S16和甲醇产品出口S10，甲醇萃取隔壁精馏塔T3上部侧面开设有酯类混合物出口S9，甲醇萃取隔壁精馏塔T3底部开设有循环甲醇萃取剂出口S11，循环甲醇萃取剂出口S11位于公共提馏段，第三入口S16和新鲜甲醇萃取剂入口F2位于预分馏段，甲醇产品出口S10位于主塔段，酯类混合物出口S9 位于公共精馏段，循环甲醇萃取剂出口S11位于公共提馏段，第三入口S16和甲醇、酯类混合物出口S4通过管线相连通。

酯类隔壁精馏塔T4侧部分别开设有第四入口S17和乙酸乙酯产品出口 S13，酯类隔壁精馏塔T4底部开设有丙酯高沸物出口S14，酯类隔壁精馏塔 T4上部侧面开设有乙酸甲酯产品出口S12，第四入口S17位于预分馏段，乙酸乙酯产品出口S13位于主塔段，丙酯高沸物出口S14位于公共提馏段，乙酸甲酯产品出口S12位于公共精馏段，第四入口S17和酯类混合物出口S9通过管线相连通。

隔壁精馏塔T5中公共精馏段的理论板数为15～20块，公共提馏段的理论板数为20～25块，预分馏段的理论板数为25～35块，主塔段的理论板数为25～35 块。

粗分隔壁精馏塔T1的塔顶温度为40～50℃，乙醇萃取隔壁精馏塔T2的塔顶温度为70～80℃，甲醇萃取隔壁精馏塔T3塔顶温度为60～75℃，和酯类隔壁精馏塔T4的塔顶温度为45～65℃。

粗分隔壁精馏塔T1的塔顶操作压力为0.1～0.15MPa，乙醇萃取隔壁精馏塔T2的塔顶操作压力为0.1～0.2MPa，甲醇萃取隔壁精馏塔T3的塔顶操作压力为0.05～0.15MPa，酯类隔壁精馏塔T4的塔顶操作压力为0.1～0.5MPa。

粗分隔壁精馏塔T1的回流比为5～10，乙醇萃取隔壁精馏塔T2的的回流比为5～10，甲醇萃取隔壁精馏塔T3的回流比为3～8，酯类隔壁精馏塔 T4的回流比为3～8。

工作原理：一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，该高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置包括隔壁精馏塔T5，隔壁精馏塔T5内的中部设有一块竖直的分隔板，使得隔壁精馏塔T5内部均划分为四个区域，该高效提纯污水乙醇的精馏装置工作时，原料S1进入粗分隔壁精馏塔T1，经过塔内气液接触分离提纯，塔顶轻组分出口S2采出气相轻组分，甲醇出口S3采出少量液相甲醇冷凝液，甲醇、酯类混合物出口S4采出甲醇和酯类混合物，粗乙醇出口S5采出粗乙醇进入乙醇萃取隔壁精馏塔T2，进料侧上段补充新鲜乙醇萃取剂入口F1，乙醇萃取隔壁精馏塔T2塔顶采出乙醇产品出口S6采出乙醇产品，隔板右侧水、重醇高沸物出口S7采出水、重醇等高沸，塔底为循环乙醇萃取剂返回隔板左侧进入乙醇萃取隔壁精馏塔T2循环使用，粗分隔壁精馏塔T1 侧采的甲醇、酯类混合物出口S4采出甲醇、酯类混合物，甲醇、酯类混合物进入甲醇萃取隔壁精馏塔，进料侧上段补充新鲜甲醇萃取剂，甲醇萃取隔壁精馏塔T3塔顶采出酯类混合物出口S9采出酯类混合物，隔板右侧甲醇产品出口S10采出甲醇产品，塔底为循环甲醇萃取剂返回隔板左侧进入甲醇萃取隔壁精馏塔循环使用，甲醇萃取隔壁精馏塔塔顶酯类混合物出口S9采出的酯类混合物进入酯类隔壁精馏塔T4，经过分离提纯，塔顶乙酸甲酯产品出口S12 采出乙酸甲酯产品，乙酸乙酯产品出口S13侧采出乙酸乙酯产品，塔底丙酯高沸物出口S14采出少量丙酯高沸物。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，其特征在于：该高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置包括隔壁精馏塔(T5)，所述隔壁精馏塔(T5)内的中部设有一块竖直的分隔板，使得所述隔壁精馏塔(T5)内部均划分为四个区域，位于所述隔板上方的区域为公共精馏段，位于所述隔板下方的区域为公共提馏段，位于所述隔壁精馏塔(T5)内部的分隔板的一侧为预分馏段，位于所述隔壁精馏塔(T5)内部的分隔板的另一侧为主塔段；

所述隔壁精馏塔(T5)包括粗分隔壁精馏塔(T1)、乙醇萃取隔壁精馏塔(T2)、甲醇萃取隔壁精馏塔(T3)和酯类隔壁精馏塔(T4)，所述粗分隔壁精馏塔(T1)分别与乙醇萃取隔壁精馏塔(T2)和甲醇萃取隔壁精馏塔(T3)之间通过管线相连通，所述甲醇萃取隔壁精馏塔(T3)和酯类隔壁精馏塔(T4)之间通过管线相连通。

2.根据权利要求1所述的一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，其特征在于：所述粗分隔壁精馏塔(T1)侧部分别开设有第一入口(S1)和甲醇、酯类混合物出口(S4)，所述粗分隔壁精馏塔(T1)顶部开设有轻组分出口(S2)，所述粗分隔壁精馏塔(T1)顶部侧面开设有甲醇出口(S3)，所述粗分隔壁精馏塔(T1)底部开设有粗乙醇出口(S5)，所述第一入口(S1)位于预分馏段，所述甲醇、酯类混合物出口(S4)位于主塔段，所述轻组分出口(S2)和甲醇出口(S3)位于公共精馏段，所述粗乙醇出口(S5)位于公共提馏段，所述轻组分出口(S2)位于甲醇出口(S3)上部，所述第一入口(S1)和甲醇、酯类混合物出口(S4)均位于甲醇出口(S3)和粗乙醇出口(S5)之间，所述第一入口(S1)通入粗乙醇原料。

3.根据权利要求2所述的一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，其特征在于：所述乙醇萃取隔壁精馏塔(T2)侧部分别开设有第二入口(S15)、新鲜乙醇萃取剂入口(F1)和水、重醇高沸物出口(S7)，所述第二入口(S15)和新鲜乙醇萃取剂入口(F1)位于所述预分馏段，所述水、重醇高沸物出口(S7)位于所述主塔段，所述乙醇萃取隔壁精馏塔(T2)上部侧面开设有乙醇产品出口(S6)，所述乙醇产品出口(S6)位于公共精馏段，所述乙醇萃取隔壁精馏塔(T2)底部开设有循环乙醇萃取剂出口(S8)，所述循环乙醇萃取剂出口(S8)位于公共提馏段，所述第二入口(S15)和粗乙醇出口(S5)通过管线相连通。

4.根据权利要求3所述的一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，其特征在于：所述甲醇萃取隔壁精馏塔(T3)侧部分别开设有新鲜甲醇萃取剂入口(F2)、第三入口(S16)和甲醇产品出口(S10)，所述甲醇萃取隔壁精馏塔(T3)上部侧面开设有酯类混合物出口(S9)，所述甲醇萃取隔壁精馏塔(T3)底部开设有循环甲醇萃取剂出口(S11)，所述循环甲醇萃取剂出口(S11)位于公共提馏段，所述第三入口(S16)和新鲜甲醇萃取剂入口(F2)位于所述预分馏段，所述甲醇产品出口(S10)位于所述主塔段，所述酯类混合物出口(S9)位于所述公共精馏段，所述循环甲醇萃取剂出口(S11)位于所述公共提馏段，所述第三入口(S16)和甲醇、酯类混合物出口(S4)通过管线相连通。

5.根据权利要求4所述的一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，其特征在于：所述酯类隔壁精馏塔(T4)侧部分别开设有第四入口(S17)和乙酸乙酯产品出口(S13)，所述酯类隔壁精馏塔(T4)底部开设有丙酯高沸物出口(S14)，所述酯类隔壁精馏塔(T4)上部侧面开设有乙酸甲酯产品出口(S12)，所述第四入口(S17)位于所述预分馏段，所述乙酸乙酯产品出口(S13)位于所述主塔段，所述丙酯高沸物出口(S14)位于所述公共提馏段，所述乙酸甲酯产品出口(S12)位于所述公共精馏段，所述第四入口(S17)和酯类混合物出口(S9)通过管线相连通。

6.根据权利要求5所述的一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，其特征在于：所述隔壁精馏塔(T5)中公共精馏段的理论板数为15～20块，所述公共提馏段的理论板数为20～25块，所述预分馏段的理论板数为25～35块，所述主塔段的理论板数为25～35块。

7.根据权利要求6所述的一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，其特征在于：所述粗分隔壁精馏塔(T1)的塔顶温度为40～50℃，所述乙醇萃取隔壁精馏塔(T2)的塔顶温度为70～80℃，所述甲醇萃取隔壁精馏塔(T3)塔顶温度为60～75℃，所述酯类隔壁精馏塔(T4)的塔顶温度为45～65℃。

8.根据权利要求7所述的一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，其特征在于：所述粗分隔壁精馏塔(T1)的塔顶操作压力为0.1～0.15MPa，所述乙醇萃取隔壁精馏塔(T2)的塔顶操作压力为0.1～0.2MPa，所述甲醇萃取隔壁精馏塔(T3)的塔顶操作压力为0.05～0.15MPa，所述酯类隔壁精馏塔(T4)的塔顶操作压力为0.1～0.5MPa。

9.根据权利要求8所述的一种高效提纯无水乙醇的隔壁精馏装置，其特征在于：所述粗分隔壁精馏塔(T1)的回流比为5～10，所述乙醇萃取隔壁精馏塔(T2)的回流比为5～10，所述甲醇萃取隔壁精馏塔(T3)的回流比为3～8，所述酯类隔壁精馏塔(T4)的回流比为3～8。

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