一种精馏分离方法及精馏系统技术方案

本发明专利技术公开一种精馏分离方法及精馏系统。将待分离的混合物料通入精馏塔，分别从精馏塔的塔顶、侧线及塔釜采出物料；气相塔顶物料和气相侧线物料分别与液态的换热介质换热后，得到降温后的塔顶物料、降温后的侧线物料、以及汽化的换热介质；降温后的塔顶物料采出，和/或回流；降温后的侧线物料采出，和/或返回精馏塔；汽化的换热介质经增压后用于为塔釜供热；塔釜物料与增压后的气相换热介质换热后，得到升温的塔釜物料和降温冷凝的换热介质，所述升温的塔釜物料返回精馏塔塔釜。本发明专利技术将精馏塔的气相塔顶物料和气相侧线物料所带出的热能通过换热介质的循环传递回用作精馏塔釜热源，节约了精馏分离的能源消耗。

A distillation separation method and distillation system

【技术实现步骤摘要】
一种精馏分离方法及精馏系统
本专利技术属于精馏领域，具体涉及一种精馏分离方法及精馏系统。
技术介绍
精馏是化工过程中最重要且应用最广泛的分离操作。为了提高精馏过程能源利用的效率，人们提出了热耦合、热集成、热泵等节能措施。热泵精馏过程回收塔顶蒸汽的热量，通过压缩机压缩提高能源的品位，用于加热塔釜物料，从而节省了塔釜加热蒸汽的用量，达到提高能源利用效率的效果。随着石油化工、煤化工及有机化学工业的迅猛发展，丁辛醇产业快速扩张。羰基合成法生产丁辛醇工艺是利用丙烯、合成气和氢气为原料，以铑-三苯基膦配位化合物为催化剂进行羰基合成来生产正丁醛，由于羰基合成反应过程中伴随着异丁醛副产物，因此羰基合成的主要产物为正丁醛和异丁醛混合醛，经精馏分离后，正丁醛进入下游工艺缩合-加氢生产辛醇(异辛醇)，塔顶异丁醛或正丁醛混合物(正/异＝3.5:1)去加氢生产混合醇，进一步分离制备正丁醇和副产异丁醇。近年来国内正辛醇、正丁醇市场基本饱和，但是异丁醛市场缺口较大，对丁辛醇装置技改，增大异丁醛产出比例，加强异丁醛和正丁醛的分离，对原混合醛中的异丁醛进行深度分离成为改进的方向。丁辛醇生产装置中，丁醛异构物分离塔中正丁醛和异丁醛的分离是关键步骤。由于分离组分复杂，丁醛异构物分离塔工业上往往采用精馏塔塔顶采出异丁醛、侧线采出正丁醛、塔釜采出高沸物C12，塔釜再沸器由水蒸汽供热，塔顶馏分、侧线采出馏分及塔釜采出高沸物采用循环水冷凝。此种分离方式存在能耗大、分离成本高等缺陷。同样的问题也存在于丁烷(正丁烷和异丁烷)精馏分离过程中。<br>
技术实现思路
本专利技术提供一种精馏分离方法，所述方法包括以下步骤：将待分离的混合物料通入精馏塔，分别从精馏塔的塔顶、侧线及塔釜采出物料；采出的气相的塔顶物料和气相的侧线物料分别与液态的换热介质换热后，得到降温后的塔顶物料、降温后的侧线物料、以及汽化的换热介质；降温后的塔顶物料采出，和/或回流；降温后的侧线物料采出，和/或返回精馏塔；汽化的换热介质经增压后用于为塔釜供热；塔釜物料与增压后的气相换热介质换热后，得到升温的塔釜物料和降温冷凝的换热介质，所述升温的塔釜物料返回精馏塔塔釜。根据本专利技术的实施方案，所述降温冷凝的换热介质循环回用，作为从精馏塔内采出的气相塔顶物料和气相侧线物料的换热介质。具体的，对所述降温冷凝的换热介质先进行降温(所述降温包括闪蒸、或用其它低温介质或物料进行换热)，降温得到的液相物再分别作为从精馏塔内采出的气相塔顶物料和气相侧线物料的换热介质。优选地，对所述降温冷凝的换热介质先进行闪蒸，闪蒸后的气相物去压缩机进口，和来自塔顶换热器、侧线采出换热器的气体换热介质一并增压后用于为塔釜物料供热；闪蒸后的液相物再分别作为从精馏塔内采出的气相塔顶物料和气相侧线物料的换热介质。根据本专利技术的实施方案，所述气相塔顶物料与换热介质的换热过程可以在换热器中进行；所述气相侧线物料与换热介质的换热过程可以在换热器中进行。根据本专利技术的实施方案，所述增压可以通过压缩机实现，例如压缩机的压缩比为2-5，例如为3、4、5。进一步地，所述压缩机出口的气相换热介质的压力为0.25-0.4MPa，例如为0.28-0.35MPa，示例性为0.27MPa、0.3MPa、0.31MPa、0.33MPa、0.35MPa、0.37MPa、0.4MPa。进一步地，所述压缩机出口的气相换热介质的温度为90-110℃，例如为95-105℃，示例性为90℃、93℃、95℃、98℃、101℃、105℃。根据本专利技术的实施方案，所述塔釜物料与增压后的气相换热介质换热的过程可以在再沸器中进行。根据本专利技术的实施方案，所述闪蒸过程在闪蒸罐中进行。示例性地，所述降温冷凝的换热介质进入闪蒸罐；由闪蒸罐排出的气相物进入压缩机，增压后用于为塔釜物料供热；由闪蒸罐排出的液相物进入分别与气相塔顶物料和气相侧线物料连接的换热器，作为从精馏塔内采出的气相塔顶物料和气相侧线物料的换热介质。本专利技术还提供一种精馏系统，所述系统包括：精馏塔、塔顶换热器、侧线采出换热器、再沸器和压缩机；所述精馏塔的塔顶与所述塔顶换热器连接，精馏塔的侧线采出口与所述侧线采出换热器连接；所述精馏塔的塔釜设置塔釜液采出口和塔釜液外排管路，塔釜液采出口与再沸器的塔釜液入料口连接，再沸器的塔釜液出料口与所述塔釜连接；所述塔顶换热器与侧线采出换热器的换热介质排出口均与压缩机的入口连接，所述压缩机的出口与所述再沸器的换热介质入口连接。根据本专利技术的实施方案，所述精馏系统还包括闪蒸罐，所述闪蒸罐的入口与所述再沸器的换热介质出口连接，所述闪蒸罐的气相物料出口与压缩机的入口连接，所述闪蒸罐的液相物料出口与塔顶换热器和侧线采出换热器分别连接。根据本专利技术的实施方案，所述精馏系统还包括回流罐，所述回流罐用于连接所述塔顶换热器和精馏塔塔顶，使换热后的塔顶物料能够回流至精馏塔。根据本专利技术的实施方案，所述回流罐的出口还可以与物料外排管路连接。根据本专利技术的实施方案，本专利技术中所述“连接”为本领域已知连接方式，例如管路连接。本领域技术人员能够理解，可根据需要在连接管路上设置阀门等控制流量的元件。根据本专利技术示例性的方案，所述精馏系统包括：精馏塔、塔顶换热器、侧线采出换热器、回流罐、再沸器、压缩机和闪蒸罐；所述精馏塔的塔顶与所述塔顶换热器连接，精馏塔的侧线采出口与所述侧线采出换热器连接；所述回流罐用于连接所述塔顶换热器和精馏塔塔顶；所述精馏塔的塔釜设置塔釜液采出口和塔釜液外排管路，塔釜液采出口与再沸器的塔釜液入料口连接，再沸器的塔釜液出料口与所述塔釜连接；所述塔顶换热器与侧线采出换热器的换热介质排出口与压缩机的入口连接，所述压缩机的出口与所述再沸器的换热介质入口连接；所述闪蒸罐的入口与所述再沸器的换热介质出口连接，所述闪蒸罐的气相物料出口与压缩机的入口连接，所述闪蒸罐的液相物料出口与塔顶换热器和侧线采出换热器分别连接。优选地，所述精馏分离方法由上述精馏系统实现。本专利技术还提供上述精馏分离方法和/或精馏系统在丁醛(正丁醛、异丁醛)分离、丁烷(正丁烷、异丁烷)分离中的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的精馏分离方法及精馏系统，利用液态换热介质与精馏塔的气相塔顶物料和气相侧线物料换热，汽化后的换热介质经压缩机增压，得到的增温增压气相换热介质进塔釜再沸器为塔釜物料供热，同时换热介质液化，液化后的换热介质去塔顶换热器和侧线采出换热器循环使用。将精馏塔的气相塔顶物料和气相侧线物料所带出的热能通过换热介质的循环传递回用作为精馏塔釜热源，降低了精馏分离的能源消耗。附图说明图1为实施例1精馏系统的分离流程图。附图标记：A、精馏塔，B、回流罐，C、再沸器，D、压缩机，E、塔顶换热器，F、侧线采出换热器，G、闪蒸罐；1、待分离的混合物料，2、气相塔顶物料，3、塔顶凝液，4、塔顶凝液回流流股，5、塔顶凝液采出流股，6、气相侧线物料，7、降温后的侧线物料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精馏分离方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n将待分离的混合物料通入精馏塔，分别从精馏塔的塔顶、侧线及塔釜采出物料；/n采出的气相塔顶物料和气相侧线物料分别与液态换热介质换热后，得到降温后的塔顶物料、降温后的侧线物料、以及汽化的换热介质；降温后的塔顶物料采出，和/或回流；降温后的侧线物料采出，和/或返回精馏塔；汽化的换热介质经增压后用于为塔釜供热；/n塔釜物料与增压后的气相换热介质换热后，得到升温的塔釜物料和降温冷凝的换热介质，所述升温的塔釜物料返回精馏塔塔釜。/n

【技术特征摘要】
1.一种精馏分离方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将待分离的混合物料通入精馏塔，分别从精馏塔的塔顶、侧线及塔釜采出物料；
采出的气相塔顶物料和气相侧线物料分别与液态换热介质换热后，得到降温后的塔顶物料、降温后的侧线物料、以及汽化的换热介质；降温后的塔顶物料采出，和/或回流；降温后的侧线物料采出，和/或返回精馏塔；汽化的换热介质经增压后用于为塔釜供热；
塔釜物料与增压后的气相换热介质换热后，得到升温的塔釜物料和降温冷凝的换热介质，所述升温的塔釜物料返回精馏塔塔釜。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降温冷凝的换热介质循环回用，作为从精馏塔内采出的气相塔顶物料和气相侧线物料的换热介质；
优选地，对所述降温冷凝的换热介质先进行降温(所述降温包括闪蒸、或用其它低温介质或物料进行换热)，降温得到的液相物再分别作为从精馏塔内采出的气相塔顶物料和气相侧线物料的换热介质；
还优选地，对所述降温冷凝的换热介质先进行闪蒸，闪蒸后的气相物料去压缩机进口，和来自塔顶换热器、侧线采出换热器的气相换热介质一并增压后用于为塔釜物料供热；闪蒸后的液相物分别作为从精馏塔内采出的气相塔顶物料和气相侧线物料的换热介质。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述待分离的混合物料中至少含有3种组分：塔顶采出轻组分、塔釜采出重组分和侧线采出中间组分；
优选地，所述待分离的混合物料选自含高沸物的正丁醛和异丁醛混合物，或者含碳五及以上组分的正丁烷和异丁烷混合物；
优选地，当所述待分离的混合物料选自含高沸物的正丁醛和异丁醛混合物时，其对应的塔顶采出轻组分为异丁醛或异丁醛/正丁醛混合组分，侧线采出中间组分为正丁醛，塔釜采出重组分为正丁醛/高沸物混合组分或高沸物；
优选地，当所述待分离的混合物料选自含碳五及以上组分的正丁烷和异丁烷混合物时，其对应的塔顶采出轻组分为异丁烷，侧线采出中间组分为正丁烷，塔釜采出重组分为碳五及以上组分。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述换热介...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建春，
申请(专利权)人：北京诺维新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11