本发明专利技术涉及一种用于制备高纯度正丁醇的分隔壁蒸馏塔和利用分馏制备高纯度正丁醇的方法。更具体而言，本发明专利技术涉及一种方法，该方法以粗正丁醇作为进料提供分隔壁蒸馏塔来进行正丁醇的分馏，以及本发明专利技术涉及上述方法的装置。本发明专利技术的分隔壁蒸馏塔由仅一个蒸馏塔表现出两蒸馏塔的效果，因此，与常规蒸馏系统相比，减少了能量和安装装置的费用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制备高纯度正丁醇的分隔壁蒸馏塔(dividing wall distillation column)和利用分馏制备高纯度正丁醇的方法。本申请要求于2009年1月20日提交的第10-2009-0004605号韩国专利申请和于 2010年1月14日提交的第10-2010-0003392号韩国专利申请的优先权，这两件韩国专利申请的全部公开内容以引用的方式纳入本说明书。
技术介绍
大多数原料(例如原油)通常是由许多化合物组成的混合物。这样的原料在不纯化的情况下很少用于工业领域中，且在大多数的情况下，它们在使用前被分离成各个化合物。蒸馏是一种将混合物分离成其相应组分的代表性化学方法。一般而言，蒸馏用于从彼此中分离出高沸点组分和低沸点组分。对于由η组分组成的进料混合物的分离，需要(η-1)级蒸馏塔，其中塔的数量比混合物组分的数量大1。 也就是说，在很多情况下，用于将三组分混合物分离成其各个组分的常规蒸馏法采用连续两-塔蒸馏系统。图1举例说明了一种用于将三组分混合物分离成各个组分的常规两-塔蒸馏系统。参考图1，所述蒸馏系统包括第一塔11，其中最低沸点组分D与中间沸点组分S 和最高沸点组分B分离；和第二塔21，其中组分S和组分B彼此被分离。第一塔中的组成分布示于图2中。如图2所示，中间沸点组分⑶的再混合通常在第一塔的低部位发生。常规蒸馏法在控制产物的组成方面是有利的，但是发生第一塔中的中间沸点组分的再混合。这种再混合导致低的蒸馏塔系统的热力学效率，带来不必要的额外的能量消耗。为了解决上述问题，关于新型蒸馏系统已进行大量的研究。作为有代表性的例子， Petlyuk蒸馏塔示于图4中，该Petlyuk蒸馏塔通过热耦结构提高进料混合物(其由低沸点组分、中间沸点组分和高沸点组分组成)的分离效率。所述Petlyuk蒸馏塔包括初分离器12 和主分离器22，该初分离器12和主分离器22以热耦结构排列。低沸点组分和高沸点组分首先在初分离器中彼此分离，然后顶部产物和底部产物被引入主分离器的相应进料板，在主分离器中低沸点组分、中间沸点组分和高沸点组分彼此分离。这种结构因为Petlyuk蒸馏塔中的蒸馏曲线变得类似于平衡蒸馏曲线，所以提高了 Petlyuk蒸馏塔的能量效率。然而，这种塔不易于设计和运行。特别是，难于使塔的内部压力平衡。为了克服Petlyuk蒸馏塔的上述局限性，已经提出分隔壁蒸馏塔(DWC)。分隔壁蒸馏塔从热力学的观点看类似于Petlyuk蒸馏塔，但是它们在结构上彼此不同。典型的分隔壁蒸馏塔具有安装分隔壁用于使Petlyuk蒸馏塔的初分离器和主分离器彼此成一体的结构。这种结构解决了 Petlyuk蒸馏塔的上述困难，即在使Petlyuk蒸馏塔的初分离器和主分离器的压力平衡方面的困难和在运行Petlyuk蒸馏塔方面的困难。另外，两个分离器成为一体大大地降低了 Petlyuk蒸馏塔的投资费用。一些用于制备正丁醇的蒸馏技术可以在2003年11月19日出版的第 10-2003-0088211A2号的韩国专利公布(‘专利公布1，)和在2008年11月12日出版的第 10-2008-0099034A1号的韩国专利公布(‘专利公布2，)中找到。专利公布1提出了一种仅采用两个蒸馏塔提纯正丁醇的方法。具体而言，该方法包括将碱性添加剂加入到作为原料的粗丁醇(slop butanol)中，该粗丁醇是在羰基合成醇生产过程中产生的副产物；在第一蒸馏塔1中从混合物中去除水和低沸点物质；和在第二蒸馏塔2中从余留的混合物中去除高沸点物质。根据上述方法，与通过运行常规三-塔蒸馏系统制得的正丁醇的量相比，由于上述两-塔蒸馏系统以相当的量制备正丁醇，所以与常规三-塔蒸馏系统相比较，工艺步骤数减少，以及运行两-塔蒸馏系统所需要的能量和成本大大降低。专利公布2提出了一种方法，该方法包括将由低沸点物质A、中间沸点物质B和高沸点物质C组成的混合物引入第一蒸馏塔中；在第一蒸馏塔中分离上述混合物，而提供第一蒸馏塔的顶部产物和底部产物，来防止在第一蒸馏塔低部位中间沸点物质的再混合； 和在第二蒸馏塔中分离上述底部产物，而提供第二蒸馏塔的顶部产物和底部产物，由此控制第二蒸馏塔的顶部产物中中间沸点物质B和低沸点物质A之间的浓度比。
技术实现思路
技术问题现有技术的分隔壁蒸馏塔尽管其优点，仍不能实际应用于工业领域中。其主要原因在于，分隔壁蒸馏塔一旦设计好，该分隔壁蒸馏塔的结构不能适用来控制内部循环速率， 导致根据操作条件的变化缺乏适应性，这不同于Petlyuk蒸馏塔。即，在设计的最初阶段， 要求分隔壁蒸馏塔的精确模拟和结构确定。目前关于分隔壁蒸馏塔的结构和控制正进行大量的研究。然而，分隔壁蒸馏塔的设计结构和操作条件非常受限制。分隔壁蒸馏塔的设计结构的实例包括进料板的位置、分隔壁的安装区域、制备中间沸点物质的塔板的位置和塔板的总数目。分隔壁蒸馏塔的操作条件的实例包括蒸馏温度和压力条件。特别是，分隔壁蒸馏塔的设计结构(例如，塔板的数目和进料板的位置)和操作条件(例如，蒸馏温度和压力条件)应该取决于在分隔壁蒸馏塔中利用分馏要被分离的化合物的特性而具体改变。这种限制使得难于使用分隔壁蒸馏塔。鉴于现有技术的上述问题，已经进行了本专利技术。本专利技术的目的在于提供一种分隔壁蒸馏塔，该分隔壁蒸馏塔适宜地设计成以低安装成本在降低能量的情况提纯正丁醇。本专利技术的另一目的在于提供一种运行上述分隔壁蒸馏塔的方法。技术方案根据本专利技术的一方面，提供一种分隔壁蒸馏塔，包括冷凝器、再沸器和主塔，该主塔包括在主塔中安装的分隔壁，其中所述主塔分成顶部区域、上进料区域、上流出区域、下进料区域、下流出区域和底部区域，且其中所述主塔具有至少一个流入物和至少三个流出物，该流入物是作为进料F流入中间进料板NRl的粗正丁醇流，在中间进料板NRl处主塔的上进料区域和下进料区域彼此接触，且至少一个流出物基本上是正丁醇流。根据本专利技术的另一方面，提供一种分隔壁蒸馏塔，包括冷凝器、再沸器和主塔，该主塔包括在主塔中安装的分隔壁，其中所述主塔分成顶部区域、上进料区域、上流出区域、 下进料区域、下流出区域和底部区域，且其中粗正丁醇作为进料F流入中间进料板NR1，在中间进料板NRl处主塔的上进料区域和下进料区域彼此接触，低沸点组分D从顶部区域流出，高沸点组分B从底部区域流出，以及中间沸点组分S从中间流出板NR2流出，在中间流出板NR2处上流出区域和下流出区域彼此接触，且上述中间沸点组分S基本上是正丁醇。在一个实施方案中，上述进料F包含至少90重量％的正丁醇。在一个实施方案中，在主塔的顶部区域、上进料区域、上流出区域、下进料区域、下流出区域和底部区域中的每个区域中塔板数为根据蒸馏曲线计算的对应区域中的理论塔板数的80% 145%。在一个实施方案中，所述分隔壁的长度取决于上进料区域和下进料区域中的塔板数或者上流出区域和下流出区域中的塔板数而确定。在一个实施方案中，所述分隔壁的长度在根据蒸馏曲线计算的顶部区域、上进料区域、下流出区域和底部区域中的理论塔板总数的30% 85%的范围内。在一个实施方案中，顶部区域的温度在环境压力下为90 100°C。在一个实施方案中，底部区域的温度在环境压力下为140 160°C。在一个实施方案中，中间流出板本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种分隔壁蒸馏塔，包括冷凝器、再沸器和主塔，该主塔包括在主塔中安装的分隔壁，其中所述主塔分成顶部区域、上进料区域、上流出区域、下进料区域、下流出区域和底部区域，且其中所述主塔具有至少一个流入物和至少三个流出物，该流入物是作为进料Ｆ流入中间进料板ＮＲ１的粗正丁醇流，在中间进料板ＮＲ１处主塔的上进料区域和下进料区域彼此接触，且至少一个流出物基本上是正丁醇流。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成圭，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR
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