TWI719442B - 分隔壁塔中控制液體回流之分流的方法及設備 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於用於產生經純化酚及丙酮產物之分餾技術。更具體言之,本發明係關於一種用於產生粗丙酮及粗酚物流的分餾技術,該分餾技術使用旨在自該壁之產物側移除異丙苯、α-甲基苯乙烯及水之分隔壁塔。
Description
本發明係關於用於產生經純化酚產物之分餾技術。更具體言之,本發明係關於一種用於產生粗丙酮及粗酚物流的分餾技術,該分餾技術使用旨在自壁之產物側移除異丙苯、α-甲基苯乙烯及水之分隔壁塔。
經由將異丙苯空氣氧化為氫過氧化異丙苯(CHP),隨後將後者酸催化裂解為苯酚及丙酮且已知為CHP分解來製造酚。CHP分解為極放熱反應,其通常在商業規模上於連續攪拌或逆混反應器中進行。在此類反應器中,僅一小部分之CHP在任何給定時間下均未反應且反應介質基本上由CHP之分解產物組成,亦即,酚及丙酮,加與CHP一起添加至反應器中之任何溶劑(例如,異丙苯)及其他材料。在異丙苯氧化期間,亦形成少量二甲基苯基甲醇(DMPC)及苯乙酮。在酸催化劑存在下,DMPC脫水為α甲基苯乙烯(AMS),一種適用的副產物。此等組分與其他副產物一起包含大部分分餾饋料。
酚分餾流程方案之傳統設計包括兩個塔,其用於分離分餾饋料中之丙酮、異丙苯及AMS與酚。丙酮及一部分異丙苯及水首先蒸餾為粗丙酮塔(第一塔)之塔頂產物,該粗丙酮塔在略高於大氣壓下操作。塔頂物流中之酸將導致後續系統中之積垢。將含有異丙苯及水之剩餘部分及大部分甲酸及乙酸之底部殘留物與基本上所有AMS、酚及較高沸點副產物一起導引至異丙苯-AMS塔(第二塔),其在相當深真空下操作,其中剩餘水及異丙苯與大部分AMS及酸一起蒸餾為塔頂產物。水相與異丙苯-AMS塔塔頂接收器中之有機相分離以形成包含幾乎所有水之淨塔頂水性物流。大部分酸及一些酚分配至水相中。來自接收器之有機相物流主要包含異丙苯及AMS。然而,歸因於由酚及AMS形成之低沸點共沸物,有機流亦含有大量酚,且歸因於與水相分配而含有一些有機酸。來自異丙苯-AMS塔之淨底部物流包含痕量AMS、大部分酚、與酚蒸餾之雜質及較高沸點之雜質及殘餘物。淨底部物流進入下游系統,其中經由化學反應及蒸餾移除雜質以產生高純度酚產物以及殘餘物流。
使用此類用於初始酚分餾之多塔系統產生高資本設備成本及操作成本。先前技術中已知之單一蒸餾塔之習知設計並不向塔頂物流提供丙酮之高回收率。淨側取口水性物流及淨側取口有機物流中之過量丙酮需要額外加工以移除過量丙酮及/或丙酮損失及/或用於棄置或進一步加工含有過量丙酮之物流的增加之成本。需要一種在資本及操作成本顯著降低之情況下有效操作酚單元之新穎方法及設備。此外,需要用於酚分餾之經改良且較經濟的方法及經簡化設備設計,其可提高酚與丙酮之產率。
本發明描述對美國專利9,815,756「Methods and apparatuses for phenol fractionation in a single dividing wall column」中所描述之蒸餾塔系統及其他蒸餾塔系統之改良,對於該等系統,兩個液相緊接在液體中在分隔壁上方形成,或可在彼位置處形成。彼液體形成用於藉由分隔壁分離之塔之兩側的回流物流。分離壁塔之設計及操作需要將回流物流分配至分隔壁之兩側。當液體回流形成兩個液相時,可產生於將包含兩個液相之單一總液體回流物流自分隔壁上方分流成兩個液體物流以將回流分配至分隔壁之各側的潛在問題包括以下:
在其不用於回流中之水相之情況下,在分隔壁之饋料側上將不存在水相液體:模擬顯示來自回流之水相消失,使得僅在那裏出現有機相液體。在包含兩個液相之回流的實際操作中,歸因於實際塔盤或填料之低於100%效率,一些水相當然將存在於至饋料側之頂部的液體回流入口處,且可能持續超過彼點。在進入饋料側之短距離內,將自液相蒸餾出足夠的水,使得大部分水相將消失,使得液體將由幾乎所有有機相與一些水溶液組成。然而,水相回流含有化合物之顯著濃度,其比在諸如甲酸之有機相中顯著可溶於水相中。隨著水相之量減少,甲酸之濃度將增加,從而產生較腐蝕性之環境。可溶於水相中但不可溶於有機相中之化合物(諸如甲酸之鹽)將傾向於在水相消失時形成固體沈澱物粒子,從而潛在地引起塔盤或填料積垢。
歸因於兩個液相之不同物理特性,用於分流回流物流之設備將未必產生含有相同比例之各相的物流。彼可產生對塔之蒸餾效能之非所要效果。舉例而言,在分流含有液體有機相與液相水相之混合物之液體物流的流量時,若所用設備對按比例含有較多水相之饋料側產生液體回流物流,則因為塔操作需要水相淨產物經由產物側上之產物管線出口離開塔,同時維持回流至產物側之總速率以便達成產物側之所需蒸餾、質量及能量平衡需求,流動速率及組成必須改變,以使得至產物側之回流速率及組成基本上與其將在回流相均勻分流至分隔壁之各側的情況下相同。然而,在再沸器加熱輸入保持恆定且分流至饋料側之水相的較高比例流量以滿足內部蒸餾質量及能量平衡之情況下,分隔壁上方之總水相回流之速率必須增加,因此分隔壁上方之總有機回流之速率必須降低,且至饋料側之有機相回流之速率亦必須降低。如上文所描述,在其不用於水相回流之情況下,在饋料側上之液體中將不存在水相。如此,水相回流對饋料側上之蒸餾不太有效,且以有機回流為代價而增加水回流導致饋料側上之較不良蒸餾分離,或需要增加至饋料側之回流速率,由此增加總回流速率,由此增加再沸器熱輸入,以便達成相同蒸餾分離。
本發明藉由自分隔壁上方分離回流之兩個液相且控制至分隔壁之兩側中之各者的各相之流量來極大地緩解此等問題。、
第一實施例為一種包含具有饋料側及產物側之分隔壁塔的方法,其中饋料側包含饋料管線入口且其中產物側包含產物管線出口;其中緊接在分隔壁上方之液體回流形成或可形成兩個液相,其中回流物流之兩個液相藉由任何手段分離,其中主要包含液相中之一者的液相回流物流全部經引導至分隔壁之產物側,且主要包含其他液相之液相回流物流分流成兩個物流,其中作為回流之彼等物流中之一者經引導至產物側,且彼等物流中之另一者作為回流經引導至饋料側,其中對於經分流之相物流,控制分配至與饋料側相對之產物側之流量。
第二實施例為一種包含具有饋料側及產物側之分隔壁塔的設備,其中饋料側包含饋料管線入口且其中產物側包含產物管線出口;其中緊接在分隔壁上方之液體回流形成或可形成兩個液相;其中傾析器定位於分隔壁塔之分區上方以實現回流物流之兩個液相的分離,其中主要包含液相中之一者之來自傾析器的液相回流物流全部經引導至分隔壁之產物側,且主要包含其他液相之來自傾析器的液相回流物流分流成兩個物流,其中各者之一部分作為回流經引導至產物側且另一部分經引導至饋料側,其中對於經分流之相物流,控制分配至與饋料側相對之產物側之流量。
本發明之第三實施例為一種用於控制分隔壁塔中之回流流量的系統,其包含具有饋料側及產物側之分隔壁、傾析器、液體-液體相界面位準控制器、液位控制器、流量指示器、具有相關流量控制閥之第一流量控制器、具有相關流量控制閥之第二流量控制器及具有相關流量控制閥之第三流量控制器、比率控制器及控制信號求和裝置。
第四實施例為一種包含具有饋料側及產物側之分隔壁塔的方法,其中饋料側包含饋料管線入口且其中產物側包含產物管線出口;其中緊接在分隔壁上方之液體回流形成或可形成兩個液相,其中分離回流物流之兩個液相,其中各液相回流物流分流成兩個物流,其中各物流之一部分作為回流經引導至饋料側且另一部分經引導至產物側,其中對於各相而言,控制分配至與產物側相對之饋料側之流量;其中兩個液相之分配可相同或不同,且分配可在回流需求之約束條件內完全至饋料側或產物側。
第五實施例為一種包含具有饋料側及產物側之分隔壁塔的設備,其中饋料側包含饋料管線入口且其中產物側包含產物管線出口;其中緊接在分隔壁上方之液體回流形成或可形成兩個液相;其中傾析器定位於分隔壁塔之分區上方以實現回流物流之兩個液相的分離,其中來自傾析器之各液相流分流成兩個物流,其中各者之一部分作為回流經引導至饋料側且另一部分經引導至產物側,其中對於各相而言,控制分配至與產物側相對之饋料側之流量;其中兩個液相之分配可相同或不同,且分配可在回流需求之約束條件內完全至饋料側或產物側。
本發明之第六實施例為一種用於控制分隔壁塔中之回流流量的系統,其包含具有饋料側、產物側之分隔壁塔、傾析器、液體-液體相界面位準控制器、液位控制器、流量指示器、具有相關流量控制閥之第一流量控制器、具有相關流量控制閥之第二流量控制器、具有相關流量控制閥之第三流量控制器及具有相關流量控制閥之第四流量控制器、第一比率控制器、第二比率控制器及控制信號求和裝置。
除非另外指示,否則在前文中,所有溫度均以攝氏度闡述,且所有份數及百分比均以重量計。本發明之其他目的、優勢及應用將自以下實施方式及圖式而對熟習此項技術者變得顯而易見。實例之額外目標、優勢及新穎特徵將部分地闡述於以下說明書中,且在熟習此項技術者研究以下說明書及隨附圖式後,部分將變得顯而易見,或可藉由製備或操作實例習得。可藉助於在隨附申請專利範圍中特別指出之方法、工具及組合實現及達成概念之目的及優勢。
定義
如本文中所使用,術語「物流」、「饋料」、「產物」、「部分(part/portion)」可包括各種烴分子,諸如直鏈、分支鏈或環狀烷烴、烯烴、二烯烴及炔烴,及視情況選用之其他物質,諸如例如氫氣之氣體,或諸如重金屬之雜質,及硫及氮化合物。以上中之各者亦可包括芳族及非芳族烴。
烴分子可縮寫為C1、C2、C3、Cn,其中「n」表示一或多個烴分子中之碳原子數,或縮寫可用作例如非芳族物或化合物之形容詞。類似地,芳族化合物可縮寫為A6、A7、A8、An,其中「n」表示一或多個芳族分子中之碳原子數。此外,上標「+」或「-」可與縮寫之一或多種烴符號一起使用,例如C3+或C3-,其包括縮寫之一或多種烴。舉例而言,縮寫「C3+」意謂一或多個具有三個或更多個碳原子之烴分子。
如本文中所使用,術語「區」可指包括一或多個設備項及/或一或多個子區之區域。設備項可包括但不限於一或多個反應器或反應容器、分離容器、蒸餾塔、加熱器、交換器、管道、泵、壓縮器及控制器。另外,設備項,諸如反應器、乾燥器或容器,可進一步包括一或多個區或子區。
如本文中所使用,術語「主要」意謂其所涉及之總物流之大於50%、或大於55%、或大於60%、或大於65%、或大於70%、或大於75%、或大於80%、或大於85%、或大於90%、或大於95%、或大於97%、或大於99%。
優先權陳述
本申請案主張2019年3月28日申請之美國申請案第16/368,310號之優先權,該申請案繼而主張2018年3月29日申請之美國臨時申請案第62/650,170號之優先權,該申請案以全文引用之方式併入本文中。
以下實施方式在本質上僅為例示性的且並不意欲限制所描述之實施例的應用及用途。另外,不欲受前述先前技術或以下實施方式中所呈現之任何理論束縛。
參考隨附圖式提供對本發明之設備的描述。圖1說明一種分隔壁塔系統,其意欲藉助於內部傾析器將回流之兩個液相與分隔壁上方分離、控制傾析器中之液體-液體界面位準與總體液位兩者、將具有較高密度之所有液相作為回流傳送至分隔壁之產物側,且調節作為回流之具有較低密度的相之流量與分隔壁之兩側中之各者的比率。
圖1為本發明之較佳實施例的簡化圖,且不意欲作為對本文中提供之實施方式及隨附申請專利範圍之一般廣泛範疇的過度限制。已省略某些硬體,諸如閥、泵、壓縮器、熱交換器、測試設備及控制器,因為其對本發明之清楚理解並非必需的。此硬體之使用及應用完全在此項技術之技能內。
本文中所描述之各種實施例係關於一種分隔壁塔,其意欲自壁之產物側移除包含兩個液相之混合物的產物物流。如圖1中所示,分隔壁塔10包含分離饋料側14與產物側16之分隔壁20。分隔壁塔亦通常包含底部區段11,其包含淨液體出口55、再沸器系統且視情況包含一或多個底部區段有效塔盤13或填料。分隔壁塔通常亦包含頂部區段24,其中來自分隔壁之饋料側及產物側之經組合蒸氣28向上流動至頂部區段中,且具有蒸氣出口22。來自頂部蒸氣出口22之頂部塔頂蒸氣的一部分可視情況轉至淨塔頂蒸氣產物15。剩餘頂部塔頂蒸氣轉至冷凝器17,其中蒸氣部分或完全冷凝。來自冷凝器之出口通常轉至塔頂接收器容器19。若進入冷凝器之塔頂蒸氣未完全冷凝,則剩餘蒸氣通常經由蒸氣通風口21離開塔頂接收器之頂部。來自接收器之液體的一部分可視情況轉至塔頂液體流23。塔頂液體之剩餘部分經由回流入口44作為回流返回至頂部區段24。頂部區段24通常包含一或多個上部區段有效蒸餾塔盤25或填料;然而,在此文件中之別處描述不具有此類上部區段有效蒸餾塔盤或填料之替代性組態。饋料流12進入饋料側14上之分隔壁塔10。塔藉由組成、條件及速率操作以使得來自分隔壁20上方之第一有效蒸餾塔盤26之液體回流物流27形成兩個液相。組成、條件及速率使得自產物側抽取之液體側取口產物流18形成兩個液相。在一典型組態中,液體側取口產物流18在冷卻或不冷卻之情況下流動至沈降器51,其中較高密度水性液體流52分離且與較低密度有機相淨產物流53分開抽取。壓力等化管線54允許氣體或蒸氣進入或離開沈降器51,因此沈降器51亦可充當電湧體積以有助於有機相淨產物流53之較均勻流動。
在一液體回流不形成兩個液相(未圖示)之典型分隔壁塔中,分配來自分隔壁上方之塔盤的回流以使得將回流之一部分引導至分隔壁之各側。當液體回流形成兩個液相時,可自將包含兩個液相之單一總液體回流物流自分隔壁上方分流成兩個液體流以將回流分配至分隔壁之各側所產生的潛在問題包括以下:
在其不用於回流中之水相之情況下,在分隔壁之饋料側上將不存在水相液體:模擬顯示來自回流之水相消失,使得僅在那裏出現有機相液體。在包含兩個液相之回流的實際操作中,歸因於實際塔盤或填料之低於100%效率,一些水相當然將存在於至饋料側之頂部的液體回流入口處,且可能持續超過彼點。在進入饋料側之短距離內,將自液相蒸餾出足夠的水,使得大部分水相將消失,使得液體將由幾乎所有有機相與一些水溶液組成。然而,水相回流含有化合物之顯著濃度,其比在諸如甲酸之有機相中顯著可溶於水相中。隨著水相之量減少,甲酸之濃度將增加,從而產生較腐蝕性之環境。可溶於水相中但不可溶於有機相中之化合物(諸如甲酸之鹽)將傾向於在水相消失時形成固體沈澱物粒子,從而潛在地引起塔盤或填料積垢。
歸因於兩個液相之不同物理特性,用於分流回流物流之設備將未必產生含有相同比例之各相的物流。彼可產生對塔之蒸餾效能之非所要效果。舉例而言,在分流含有液體有機相與液體水相之混合物之液體回流物流的流量時,若所用設備產生至按比例含有更多水相之饋料側的液相回流物流,則因為塔操作需要水相淨產物物流經由產物側上之用於液體側取口物流的產物管線出口離開塔,同時維持回流物流與產物側之總速率以便實現所需蒸餾、質量及能量平衡要求,來自分隔壁上方之回流物流之流動速率及組成必須改變,以使得至產物側之回流物流速率及組成基本上與其將在回流相均勻分流至分隔壁之各側的情況下相同。然而,在再沸器加熱輸入保持恆定且分流至饋料側回流物流之水相的較高比例流量以滿足內部蒸餾質量及能量平衡之情況下,分隔壁上方之總水相回流之速率必須增加。因此,分隔壁上方之總有機回流之速率必須降低,且饋料側回流物流中之有機相回流之速率亦必須降低。如上文所描述,在其不用於水相回流之情況下,在饋料側上之液體中將不存在水相。如此,水相回流對饋料側上之蒸餾不太有效,且以有機回流為代價而增加水回流導致饋料側上之較不良蒸餾分離,或需要增加至饋料側之回流速率,由此增加總回流速率,由此增加再沸器熱輸入,以便達成相同蒸餾分離。
本發明藉由將回流物流27之兩個液相自分隔壁上方分離成兩個物流,主要含有有機相之回流物流32及主要含有水相之回流物流29,及控制彼等兩個物流中之各者分流至分隔壁之各側來極大地緩解此等問題。用於回流物流29之水性回流出口將通常略微位於分離器(諸如傾析器30)之底部上方,位於有機/水性界面45下方之水層中。用於回流物流32之有機回流出口將通常位於有機/水性界面45上方但位於液位控制器49下方。可存在延伸至液位控制器49上方之蒸氣煙囪。藉由術語「水性回流出口」、「有機回流出口」、「水性回流入口」及「有機回流入口」,吾等意謂水性回流及有機回流自各別出口流動或流動至各別入口。對分離器或傾析器之出口所描述之位置係指分離器或傾析器中相對於液體之位置,而無關於外部連接件之位置。出口可連接至分隔壁塔之外部上的相關入口,或可存在連接出口及入口之內部通道或管道。
第一實施例為一種方法,其包含具有饋料側14及產物側16之分隔壁塔10,其中饋料側包含用於饋入物流12之入口且其中產物側包含用於液體側取口物流18之產物管線出口;其中來自分隔壁20上方之第一有效蒸餾塔盤26的液體回流物流27形成或可形成兩個液相,其中回流物流之兩個液相藉由任何手段分離,其中主要包含水相之回流物流29全部經引導至分隔壁之產物側,且主要包含有機相之回流物流32分流成物流34及36,其中物流34作為回流經引導至產物側,且物流36作為回流經引導至饋料側,其中對於相物流而言,控制分配至與饋料側相對之產物側之物流。
第二實施例為一種設備,其包含具有饋料側14及產物側16之分隔壁塔10,其中饋料側包含用於饋入物流12之入口且其中產物側包含用於液體側取口物流18之產物管線出口;其中來自分隔壁20上方之第一有效蒸餾塔盤26的液體回流物流27形成或可形成兩個液相,其中具有視情況選用之收集器塔盤42之傾析器30定位於分隔壁塔之分隔壁20上方以實現回流物流27之兩個液相的分離,其中主要包含水相之回流物流29全部經引導至分隔壁之產物側16,且主要包含有機相之回流物流32分流成物流34及36,其中物流34作為回流經引導至產物側且物流36作為回流經引導至饋料側,其中對於經分流之相物流而言,控制分配至與饋料側相對之產物側之流量。不存在對來自內部傾析器30之回流出口具有相對於分隔壁之饋料側或產物側之任何具體定向的功能要求。
本發明之第三實施例為一種用於控制分隔壁塔10中之回流流量的系統,其包含具有饋料側14及產物側16之分隔壁20、具有視情況選用之收集器塔盤42之傾析器30、液體-液體相界面位準控制器45、液位控制器49、流量指示器48、具有相關流量控制閥之第一流量控制器46、具有相關流量控制閥之第二流量控制器47及具有相關流量控制閥之第三流量控制器50、比率控制器31及控制信號求和裝置33。不存在對來自內部傾析器30之回流出口具有相對於分隔壁之饋料側或產物側之任何具體定向的功能要求。
對於第四實施例、第五實施例及第六實施例,參考圖2。
第四實施例為一種方法,其包含具有饋料側14及產物側16之分隔壁塔10,其中饋料側包含用於饋入物流12之入口且其中產物側包含用於液體側取口物流18之產物管線出口;其中來自分隔壁20上方之第一有效蒸餾塔盤26的液體回流物流27形成或可形成兩個液相,其中藉由任何手段分離回流物流之兩個液相,其中主要包含水相之回流物流29分流成物流38及35,其中物流38作為回流經引導至產物側且物流35作為回流經引導至分隔壁20之饋料側,且主要包含有機相之回流物流32分流成物流34及36,其中物流34作為回流經引導至產物側且物流36作為回流經引導至饋料側,其中對於該等兩個相,控制分配至與饋料側相對之產物側之流量。
第五實施例為一種設備,其包含具有饋料側14及產物側16之分隔壁塔10,其中饋料側包含用於液體側取口物流12之入口且其中產物側包含用於液體側取口物流18之產物管線出口;其中來自分隔壁20上方之第一有效蒸餾塔盤26的液體回流物流27形成或可形成兩個液相,其中具有視情況選用之收集器塔盤42之傾析器30定位於分隔壁塔之分離壁20上方以實現回流物流27之兩個液相的分離,其中主要包含水相之回流物流29分流成物流38及35,其中物流38作為回流經引導至產物側且物流35作為回流經引導至分隔壁之饋料側,且主要包含有機相之回流物流32分流成物流34及36,其中物流34作為回流經引導至產物側且物流36作為回流經至饋料側,其中對於該等兩個相,控制分配至與饋料側相對之產物側之流量。不存在對來自內部傾析器30之回流出口具有相對於分隔壁之饋料側或產物側之任何具體定向的功能要求。
本發明之第六實施例為一種用於控制分隔壁塔10中之回流流量的系統,其包含具有饋料側14及產物側16之分隔壁20、具有視情況選用之收集器塔盤42之傾析器30、液體-液體相界面位準控制器45、液位控制器49、具有相關控制閥之第一流量控制器56、具有相關流量控制閥之第二流量控制器46、具有相關流量控制閥之第三流量控制器50、具有相關控制閥之第四流量控制器39、第一比率控制器31及第二比率控制器41。不存在對來自內部傾析器30之回流出口具有相對於分隔壁之饋料側或產物側之任何具體定向的功能要求。
對於饋料組合物及產物需求,使得來自分隔壁之饋料側及產物側之經組合蒸氣28的組成在無任何上部區段有效蒸餾塔盤25的情況下可滿足對淨塔頂蒸氣產物15及淨塔頂液體產物23的需求,接著可自設計刪除有效蒸餾塔盤25。在彼情況下,可藉由將接收器19之設計改變為類似於沈降器51之三相接收器來執行內部傾析器30之功能。
以上管線、管道、單元、裝置、容器、周圍環境、區或類似者中之任一者可配備有一或多個監測組件,包括感測器、量測裝置、資料擷取裝置或資料傳輸裝置。來自監測組件之信號、程序或狀態量測及資料可用於監測方法設備中、周圍及上之條件。藉由監測組件產生或記錄之信號、量測及/或資料可經由一或多個網路或連接件收集、加工及/或傳輸,該一或多個網路或連接件可為私用或公眾的、一般或特定的、直接或間接的、有線或無線的、經加密或未經加密的及/或其組合;本說明書在此方面不意欲為限制性的。
可將由監測組件產生或記錄之信號、量測及/或資料傳輸至一或多個計算裝置或系統。計算裝置或系統可包括至少一個處理器及記憶體儲存電腦可讀指令,該等電腦可讀指令在由至少一個處理器執行時使得一或多個計算裝置執行可包括一或多個步驟之程序。舉例而言,一或多個計算裝置可經組態以自一或多個監測組件接收與相關於程序之至少一件設備相關的資料。一或多個計算裝置或系統可經組態以分析資料。基於分析資料,一或多個計算裝置或系統可經組態以判定對本文中所描述之一或多個程序之一或多個參數的一或多個建議調整。一或多個計算裝置或系統可經組態以傳輸經加密或未經加密之資料,其包括對本文中所描述之一或多個程序之一或多個參數的一或多個建議調整。
儘管已用目前認為係較佳實施例之內容描述本發明,但應理解,本發明不限於所揭示之實施例,而係意欲涵蓋包括於隨附申請專利範圍之範疇內的各種修改與等效配置。特定實施例
儘管結合特定實施例描述以下內容,但應理解,本說明書意欲說明且不限制前述實施方式及隨附申請專利範圍之範疇。
本發明之第一實施例為一種方法,其包含將粗酚饋入分隔壁塔,該分隔壁塔具有形成饋料側及產物側之分隔壁,該粗酚在低於該分隔壁之頂部且高於該分隔壁之底部的位置處饋入該饋料側;自該分隔壁上方之該塔收集液體回流,該液體回流形成水相及有機相;在該分隔壁上方將該液體回流分離成兩個物流:主要包含該水相的第一物流及主要包含該有機相的第二物流;在低於該分隔壁之該頂部且高於該分隔壁之底部的位置處將該第一物流之至少一部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側;將該第二物流分成第一部分及第二部分;在低於該分隔壁之該頂部且高於其中饋入該粗苯酚之位置處將該第二物流之該第一部分傳遞至該分隔壁塔之該饋料側;在低於該分隔壁之該頂部且高於該分隔壁之該底部的位置處將該第二物流之該第二部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側;及在低於其中引入該第一物流及該第二物流之該第二部分且高於該分隔壁之底部的位置處自該分隔壁塔之該產物側上的出口移除液體測流物流,該液體測流物流形成兩個相。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第一實施例中之一者、任一者或所有者,其進一步包含控制該第一物流之流動速率、該第二物流之該第一部分的流動速率及該第二物流之該第二部分的流動速率以維持至該分隔壁塔之該饋料側的所需流動速率及至該分隔壁塔之該產物側的所需流動速率。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第一實施例中之一者、任一者或所有者,其中將該第一物流傳遞至該分隔壁塔之該產物側包含將所有該第一物流傳遞至該分隔壁塔之該產物側。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第一實施例中之一者、任一者或所有者,其中將該第一物流之至少該部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側包含;將該第一物流分成第一部分及第二部分;其中將該第一物流之至少一部分傳遞至該產物側包含將該第一物流之該第一部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側;及在低於該分隔壁之該頂部且高於其中饋入該粗酚的位置處將該第一物流之該第二部分傳遞至該分隔壁塔之該饋料側。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第一實施例中之一者、任一者或所有者,其進一步包含控制該第一物流之該第一部分流動速率、該第一物流之該第二部分之流動速率、該第二物流之該第一部分之流動速率及該第二物流之該第二部分之流動速率以維持至該分隔壁塔之該饋料側的所需流量及至該分隔壁塔之該產物側的所需流動速率。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第一實施例中之一者、任一者或所有者,其進一步包含將液體測流物流分離成具有第一密度之較高密度物流及具有低於該第一密度之第二密度的較低密度物流。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第一實施例中之一者、任一者或所有者,其中將該液體測流物流分離成該較高密度物流及該較低密度物流包含在沈降器中將該液體測流物流分離成該較高密度物流及該較低密度物流。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第一實施例中之一者、任一者或所有者,其中將該液體回流分離成兩個物流包含使用內部傾析器將該液體回流分離成兩個物流。本發明之一實施例為貫穿此段中之第一實施例的此段中之一個、任何或全部先前實施例,其進一步包含冷卻該液體測流物流,隨後分離該液體測流物流。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第一實施例中之一者、任一者或所有者,其進一步包含以下中之至少一者:感測該方法之至少一個參數且自該感測產生信號或資料;產生且傳輸信號;或產生且傳輸資料。
本發明之第二實施例為一種設備,其包含具有形成饋料側及產物側之分隔壁的分隔壁塔,該分隔壁塔具有定位於該分隔壁塔之該分隔壁上方之分離器,在該分隔壁上方之水性回流出口及在該分隔壁上方之有機回流出口,該饋料側具有在該分隔壁之頂部下方且在該分隔壁之底部上方的饋料入口、在該分隔壁之頂部下方且在該饋料入口上方與該第二回流出口流體連通的饋料側回流入口,且該產物側具有在該分隔壁之該頂部下方且在該分隔壁之該底部上方的產物出口,及在該分隔壁之頂部下方且在該產物出口上方與該第一回流出口及該第二回流入口流體連通的產物側回流入口。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第二實施例中之一者、任一者或所有者,其中該分離器包含傾析器。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第二實施例中之一者、任一者或所有者,其中該饋料側回流入口與該第一回流出口流體連通。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第二實施例中之一者、任一者或所有者,其在該分隔壁塔之該產物側上進一步包含至少一個流量計以維持液體之所需比率。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第二實施例中之一者、任一者或所有者,其在該分隔壁塔之該饋料側上進一步包含至少一個流量計以維持液體之所需比率。
本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第二實施例中之一者、任一者或所有者,其中該水性回流出口定位於該分離器處或上方。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第二實施例中之一者、任一者或所有者,其中該有機回流出口定位於該水性回流出口處或上方。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第二實施例中之一者、任一者或所有者,其進一步包含與該產物出口流體連通之沈降器,該沈降器具有入口及至少兩個出口。
本發明之第三實施例為一種方法,其包含將粗酚饋入分隔壁塔,該分隔壁塔具有形成饋料側及產物側之分隔壁,該粗酚在低於該分隔壁之頂部及高於該分隔壁之底部的位置處饋入該饋料側;自該分隔壁上方之該塔收集液體回流,該液體回流形成水相及有機相;在該分隔壁上方將該液體回流分離成兩個物流,第一物流主要包含該水相且第二物流主要包含該有機相;在低於該分隔壁之該頂部且高於該分隔壁之底部的位置處將該第一物流之至少一部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側;將該第二物流分成第一部分及第二部分;在低於該分隔壁之該頂部且高於其中饋入該粗苯酚之位置處將該第二物流之該第一部分傳遞至該分隔壁塔之該饋料側;在低於該分隔壁之該頂部且高於該分隔壁之該底部的位置處將該第二物流之該第二部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側;控制該第一物流之流動速率、該第二物流該第一部分之流動速率及該第二物流之該第二部分之流動速率以維持至該分隔壁塔之該饋料側的所需流量及至該分隔壁塔之該產物側的所需流動速率;在低於其中引入該第一物流及該第二物流之該第二部分且高於該分隔壁之底部的位置處自該分隔壁塔之該產物側上的出口移除液體測流物流,該液體測流物流形成兩個相;及將該液體測流物流分離成具有第一密度之較高密度物流及具有低於該第一密度之第二密度的較低密度物流。本發明之一實施例為此段中之先前實施例上至此段中之第三實施例中之一者、任一者或所有者,其中將該第一物流之至少該部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側包含;將該第一物流分成第一部分及第二部分;其中將該第一物流之至少一部分傳遞至該產物側包含將該第一物流之該第一部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側;在低於該分隔壁之該頂部且高於其中饋入該粗酚的位置處將該第一物流之該第二部分傳遞至該分隔壁塔之該饋料側;及控制該第一物流之該第一部分之流動速率及該第一物流之該第二部分之流動速率以維持至該分隔壁塔之該饋料側的所需流量及至該分隔壁塔之該產物側的所需流動速率。
無需進一步詳細描述,咸信使用前述描述,熟習此項技術者可最大程度地利用本發明且在不背離本發明之精神及範疇之情況下易於確定本發明之基本特性,以對本發明進行各種變化及修改以使其適合於各種用途及條件。因此,前述較佳具體實施例應僅視為說明性的,而不以任何方式限制本發明之其餘部分,且意欲涵蓋隨附申請專利範圍之範疇內所包括的各種修改及等效配置。
除非另外指示,否則在前文中,所有溫度均以攝氏度闡述,且所有份數及百分比均以重量計。
10:分隔壁塔
11:底部區段
12:饋料流
13:底部區段有效塔盤
14:饋料側
15:淨塔頂蒸氣產物
16:產物側
17:冷凝器
18:液體側取口產物流
19:塔頂接收器容器
20:分隔壁
21:蒸氣通風口
22:頂部蒸氣出口
23:塔頂液體流
24:頂部區段
25:上部區段有效蒸餾塔盤
26:第一有效蒸餾塔盤
27:液體回流物流
28:經組合蒸氣
29:主要含有水相之回流物流
30:傾析器
31:比率控制器
32:主要含有有機相之回流物流
33:控制信號求和裝置
34:物流
35:物流
36:物流
37:物流35及物流36之組合
38:物流
39:流量控制器
40:回流物流29及物流34之組合;物流38及物流34之組合
41:比率控制器
42:收集器塔盤
44:回流入口
45:液體-液體相界面位準控制器
46:流量控制器
47:流量控制器
48:流量指示器
49:液位控制器
50:流量控制器
51:沈降器
52:水性液體流
53:有機相淨產物流
54:壓力等化管線
55:淨液體出口
圖1說明本發明之分隔壁塔系統之一個實施例。
圖2說明本發明之分隔壁塔系統之另一實施例。
10:分隔壁塔
11:底部區段
12:饋料流
13:底部區段有效塔盤
14:饋料側
15:淨塔頂蒸氣產物
16:產物側
17:冷凝器
18:液體側取口產物流
19:塔頂接收器容器
20:分隔壁
21:蒸氣通風口
22:頂部蒸氣出口
23:塔頂液體流
24:頂部區段
25:上部區段有效蒸餾塔盤
26:第一有效蒸餾塔盤
27:液體回流物流
28:經組合蒸氣
29:主要含有水相之回流物流
30:傾析器
31:比率控制器
32:主要含有有機相之回流物流
33:控制信號求和裝置
34:物流
36:物流
40:回流物流29及物流34之組合
42:收集器塔盤
44:回流入口
45:液體-液體相界面位準控制器
46:流量控制器
47:流量控制器
48:流量指示器
49:液位控制器
50:流量控制器
51:沈降器
52:水性液體流
53:有機相淨產物流
54:壓力等化管線
55:淨液體出口
Claims (10)
- 一種分餾方法,其包含:將粗酚饋入分隔壁塔,該分隔壁塔具有形成饋料側及產物側之分隔壁,該粗酚在低於該分隔壁之頂部及高於該分隔壁之底部的位置處饋入該饋料側;自在該分隔壁上方之塔盤收集液體回流,該液體回流形成水相及有機相,其中該液體回流係來自該塔之經冷凝蒸氣的至少一部分;將該液體回流在該分隔壁上方分離成兩個物流:主要包含該水相的第一物流及主要包含該有機相的第二物流;將該第一物流之至少一部分在低於該分隔壁之該頂部且高於該分隔壁之底部的位置處傳遞至該分隔壁塔之該產物側;將該第二物流分成第一部分及第二部分;將該第二物流之該第一部分在低於該分隔壁之該頂部且高於該粗酚饋入位置的位置處傳遞至該分隔壁塔之該饋料側;將該第二物流之該第二部分在低於該分隔壁之該頂部且高於該分隔壁之該底部的位置處傳遞至該分隔壁塔之該產物側;及自該分隔壁塔之該產物側上的出口移出液體測流物流,該出口的位置低於該第一物流及該第二物流之該第二部分引入之處且高於該分隔壁之底部,該液體測流物流形成兩個相。
- 如請求項1之方法,其進一步包含:控制該第一物流之流動速率、該第二物流之該第一部分之流動速率 及該第二物流之該第二部分之流動速率以維持至該分隔壁塔之該饋料側的所需流動速率及至該分隔壁塔之該產物側的所需流動速率。
- 如請求項1之方法,其中將該第一物流傳遞至該分隔壁塔之該產物側包含將該第一物流全部傳遞至該分隔壁塔之該產物側。
- 如請求項1之方法,其中將該第一物流之至少該部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側包含:將該第一物流分成第一部分及第二部分;其中將該第一物流之至少一部分傳遞至該產物側包含將該第一物流之該第一部分傳遞至該分隔壁塔之該產物側;及將該第一物流之該第二部分在低於該分隔壁之該頂部且高於該粗酚饋入位置的位置處傳遞至該分隔壁塔之該饋料側。
- 如請求項4之方法,其進一步包含:控制該第一物流之該第一部分之流動速率、該第一物流之該第二部分之流動速率、該第二物流之該第一部分之流動速率及該第二物流之該第二部分之流動速率以維持至該分隔壁塔之該饋料側的所需流動速率及至該分隔壁塔之該產物側的所需流動速率。
- 如請求項1之方法,其進一步包含以下中之至少一者:感測該方法之至少一個參數且自該感測產生信號或資料;產生且傳輸信號;或 產生且傳輸資料。
- 一種分餾設備,其包含:分隔壁塔,其具有分隔壁,該分隔壁形成饋料側、產物側及定位於該分隔壁上方的塔盤,該分隔壁塔具有定位於該分隔壁塔之該分隔壁上方的分離器、形成該分隔壁上方的水性回流出口中的水性回流之來自該塔盤的液體回流,以及該分隔壁上方的有機回流出口中的有機回流,該饋料側具有在該分隔壁之頂部下方且在該分隔壁之底部上方的饋料入口、在該分隔壁之頂部下方且在該饋料入口上方與該有機回流出口流體連通的饋料側回流入口,且該產物側具有在該分隔壁之頂部下方且在該分隔壁之底部上方的產物出口,及在該分隔壁之該頂部下方且在該產物出口上方與該水性回流出口及該有機回流出口流體連通的產物側回流入口。
- 如請求項7之設備,其中該饋料側回流入口與該水性回流出口流體連通。
- 如請求項7之設備,其進一步包含比率控制器、相關流動速率控制器、及控制閥,該控制閥控制與該分離器之該有機回流出口連通之回流流量以維持至該分隔壁塔之該產物側及該饋料側的所需流動速率。
- 如請求項7之設備,其進一步包含比率控制器、相關流動速率控制器、及控制閥,該控制閥控制與該分離器之該水性回流出口連通之回流流量以維持至該分隔壁塔之該饋料側及該產物側的所需流動速率。
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