GBL并流多效精馏装置制造方法及图纸

GBL并流多效精馏装置，属于化学工艺技术领域，包括负压脱水塔和两个精馏塔，两个精馏塔分别为精馏高压塔和精馏低压塔，精馏高压塔和精馏低压塔并联连接，精馏高压塔的塔顶冷凝器和精馏低压塔的塔底再沸器共用一台换热器，其中精馏高压塔的塔顶采出蒸汽进入换热器的管程，精馏低压塔的塔底采出液体经泵打入换热器的壳程，换热器既作为精馏高压塔的冷凝器，又作为精馏低压塔的再沸器，实现了热量耦合。本发明专利技术还公开了相应的GBL并流多效精馏工艺，本发明专利技术节能效果好，设备建造成本低，建造难度低，对人力物力消耗低，效果显著。

【技术实现步骤摘要】
GBL并流多效精馏装置
本专利技术属于化学工艺
，具体是一种GBL生产过程中的一种精馏设备及办法。
技术介绍
GBL（gamma-butyrolactone，γ-丁内酯）是一种应用广泛的有机中间体。作为一种高沸点溶剂和质子型强力溶剂，用作电池电解质，以取代强腐蚀性酸液。也可用于制备N-甲基吡硌烷酮（NMP）、丁酸、琥珀去漆药水等，在医药、香料等精细化学品合成方面应用很广。GBL的生产路线有1,4丁二醇（BDO）脱氢法、丁二酸酐加氢脱水等工艺，国内大都采用的是BDO气相脱氢法。1，4-丁二醇脱氢反应BDO气相脱氢法是在230-240℃，BDO在氢气氛中进行脱氢反应。采用装填圆柱形颗粒的铜催化剂的固定床列管反应器，1,4-丁二醇单程转化率≥97％，γ-丁内酯选择性≥96％，有不到1%的副反应生成四氢呋喃。粗品GBL经过负压脱水塔和精馏塔连续负压精馏制得纯品GBL。负压脱水塔除去轻沸，主要包括水（H2O）和四氢呋喃(THF)。脱除轻沸的产物进入精馏塔得到纯度为99.9%的GBL。GBL提纯工艺如图1所示，反应器后的粗品（C-GBL）进入负压脱水塔T1，将轻沸(L-IMP，含H2O和THF)从塔顶分离出去。塔底采出进入精馏塔T2，纯品P-GBL（纯度≥99.99%）从T2塔顶才出，重沸(H-IMP)由塔釜采出。GBL的回收率在95%以上。上述工艺的工艺流程图如图2所示：流程中采用的塔设备主要结构参数见表1。表1GBL装置塔设备主要结构参数表上述工艺流程及设备极大的提高了GBL的精馏回收效果，但精馏塔对能源的消耗非常高，因此，依然需要人们在不牺牲品质的前提下，对工艺和设备进行改进，使其更加满足人们提出的越来越高的对环保节能减排方面的要求。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提出一种GBL并流多效精馏装置。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：GBL并流多效精馏装置，包括负压脱水塔和两个精馏塔，两个精馏塔分别为精馏高压塔和精馏低压塔，精馏高压塔和精馏低压塔并联连接，精馏高压塔和精馏低压塔之间设置有换热器，精馏高压塔的塔顶冷凝器和精馏低压塔的塔底再沸器共用一台换热器，其中精馏高压塔的塔顶连接到换热器的热流管程，精馏低压塔的塔底连接到换热器的冷流壳程，冷流壳程上设置有回流泵。在本专利技术中，所述精馏高压塔的理论级为42个，塔径为650mm，精馏低压塔的理论级为40个，塔径为1000mm。利用上述设备进行的GBL并流多效精馏工艺，包括以下步骤：（1）反应后的GBL粗品经过预热器预热后，进入负压脱水塔中部，在负压脱水塔脱除轻沸，轻沸在负压脱水塔的塔顶馏出后，进入THF回收工序，重组分从负压脱水塔的塔底流出后，分成两股分别送入到精馏高压塔和精馏低压塔的塔中；（2）进入精馏低压塔的负压脱水塔塔釜采出料经过蒸馏，塔顶采出纯品，塔底的釜液部分进入换热器的冷流壳程进行蒸发，出口的气液混合物进入精馏低压塔的塔釜，剩余釜液作为重沸排出，此时，换热器作为精馏低压塔的再沸器，精馏低压塔通过换热器得到热量；（3）进入精馏高压塔的负压脱水塔塔釜采出料，塔顶采出进入换热器进行冷凝，从换热器热流管程出口离开，在回流泵的推送下，部分溶液作为纯品排出，部分溶液回流入精馏高压塔的塔顶，塔底排出的釜液作为重沸排出，此时换热器作为精馏高压塔的冷凝器，将热量传递给精馏低压塔的塔釜；（4）来自精馏高压塔塔顶，并经过换热器换热的纯品，与来自精馏低压塔塔顶的纯品汇合，作为最终产品排出设备。进一步地，所述精馏高压塔的塔顶压力为20kPa，精馏低压塔的塔顶压力为3kPa。进一步地，所述精馏高压塔的压降为5kPa，精馏低压塔压降为3kPa。进一步地，所述精馏高压塔的的进料位置为从塔顶算39级，精馏低压塔的的进料位置为塔釜。进一步地，所述精馏高压塔的回流比为0.48。进一步地，所述换热器的换热面积为9.675m2，换热器热流管程进口温度为147℃，冷流壳程入口温度为102℃。在本专利技术中，进料物流经过预热进入负压脱水塔脱除轻沸，塔釜物流分为两股物流分别进入精馏高压塔和精馏低压塔，进行并流双效蒸馏，经过冷凝循环和再沸循环后，精馏高压塔的产物随冷凝循环与精馏低压塔的塔顶产物合并，作为GBL精馏回收的最终产物。进一步的，所述换热器承担精馏高压塔的塔顶冷凝器，又承担精馏低压塔的塔釜再沸器，精馏高压塔的冷凝器负荷等于精馏低压塔的再沸器负荷。在本专利技术中，采用并联的两个精馏塔分担GBL的精馏工作，并通过高压精馏塔的塔顶与低压塔的塔釜进行冷热耦合，起到了很好的节能效果；连接冷凝循环和再沸循环的换热器有效的进行热量交换，降低了冷凝负荷和再沸负荷，在相同的技术指标下，冷凝器负荷在原基础上降低58.75%，再沸器负荷降低63.48%，具有良好的节能效果；且对换热器的换热要求低；采用的双塔的尺寸远小于现有精馏塔，塔径也远小于现有精馏塔，使得设备建造成本大幅度降低，对人力物力消耗低。附图说明图1为传统GBL提纯工艺流程；图2为原GBL精馏回收工艺流程图；图3为本专利技术的GBL并流多效精馏工艺流程图；图4为本专利技术的换热器热分析表；图5为本专利技术的换热器技术参数表；图6为本专利技术的GBL精馏高压塔T102NA塔板水力学参数表；图7为本专利技术的GBL精馏低压塔T102NB塔板水力学参数表。图中：负压脱水塔T1（传统工艺）、负压脱水塔T101（原工艺）、负压脱水塔T101N、精馏塔T2（传统工艺）、精馏塔T102（原工艺）、GBL精馏高压塔T102NA、GBL精馏低压塔T102NB、换热器B9、预热器B15N。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。GBL并流多效精馏装置，包括负压脱水塔T101N、精馏高压塔T102NA、精馏低压塔T102NB和换热器B9，精馏高压塔T102NA与精馏低压塔T102NB并联连接，两个精馏塔之间设置有换热器B9，其中精馏塔T102NA的塔顶连接到换热器B9的热流管路，作为冷凝循环，精馏塔T102NB的塔底连接到换热器B9的冷流管路进口，换热器B9的冷流管路出口连接到精馏塔T102NB的下部，作为再沸循环，冷流管路上设置有回流泵。GBL并流多效精馏工艺，包括以下步骤：1）反应后的GBL粗品（C-GBL）经过预热器B15N预热后，进入负压脱水塔T101N中部，在负压脱水塔T101N脱除轻沸（L-IMP），轻沸在负压脱水塔T101N的塔顶馏出后，进入轻沸中的THF（四氢呋喃）回收工序，重组分从负压脱水塔T101N的塔底流出后，分成两股分别送入到精馏高压塔T102NA和精馏低压塔T102NB的塔中；2）进入精馏低压塔T102NB的负压脱水塔T101N重组分经过蒸馏，塔顶采出纯品（G-GBL），塔底釜液从塔底部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.GBL并流多效精馏装置，其特征在于：包括负压脱水塔和两个精馏塔，两个精馏塔分别为精馏高压塔（T102NA）和精馏低压塔（T102NB），精馏高压塔（T102NA）和精馏低压塔（T102NB）并联连接，精馏高压塔（T102NA）和精馏低压塔（T102NB）之间设置有换热器（B9），其中精馏高压塔（T102NA）的塔顶连接到换热器（B9）的热流管程，精馏低压塔（T102NB）的塔底连接到换热器（B9）的冷流壳程，冷流壳程上设置有回流泵。/n

【技术特征摘要】
1.GBL并流多效精馏装置，其特征在于：包括负压脱水塔和两个精馏塔，两个精馏塔分别为精馏高压塔（T102NA）和精馏低压塔（T102NB），精馏高压塔（T102NA）和精馏低压塔（T102NB）并联连接，精馏高压塔（T102NA）和精馏低压塔（T102NB）之间设置有换热器（B9），其中精馏高压塔（T102NA）的塔顶连接到换热器（B9）的热流管程，精馏低压塔（T102NB）的塔底连接到换热器（B9）的冷流壳程，冷流壳程上设置有回流泵。


2.根据权利要求1所述的GBL并流多效精馏装置，其特征在于：所述精馏高压塔（T102NA）的理论级为42个，塔径为650mm，精馏低压塔（T102NB）的理论级为40个，塔径为1000mm。


3.利用权利要求1或2所述的设备进行的GBL并流多效精馏工艺，其特征在于：包括以下步骤：
反应后的GBL粗品经过预热器（B15N）预热后，进入负压脱水塔（T101N）中部，在负压脱水塔（T101N）脱除轻沸，轻沸在负压脱水塔（T101N）的塔顶馏出后，进入轻沸中的THF回收工序，重组分从负压脱水塔（T101N）的塔底流出后，分成两股分别送入到精馏高压塔（T102NA）和精馏低压塔（T102NB）的塔中；
进入精馏低压塔（T102NB）的负压脱水塔（T101N）重组分经过蒸馏，塔顶采出纯品，塔底釜液从塔底部分进入换热器（B9）壳程，作为冷物料流股进行蒸发和采出，以气液混合态的形式回到精馏低压塔（T102NB）的塔釜上方，少量作为焦油采出；此时，换热器（B9）作为精馏低压塔（T102NB）的再沸器，从精馏高压塔（T102NA）将热量传递给精馏低压塔（T10...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋彦磊，郭晓俊，吴兴龙，肖长松，马树凤，
申请(专利权)人：滨州裕能化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37