一種用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔制造技術

本實用新型專利技術公開了一種用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔，屬于精餾技術領域，該精餾塔包括塔體、第一分隔壁和第二分隔壁，第一分隔壁的上部延伸至塔體頂部、下部未接于塔體底部，第二分隔壁的上部未接于塔體頂部、下部延伸至塔體底部；塔體上并相對于第一分隔壁與第二分隔壁異側的塔壁自上而下依次設有輕組分出口、輕組分回流口、進料口、重組分回流口和重組分出口；塔體上并相對于第一分隔壁與第二分隔壁同側的塔壁自上而下依次設有次輕組分出口、次輕組分回流口、次重組分回流口、次重組分出口；塔體內并高于第二分隔壁上方設有液體收集器。使用該精餾塔能夠從四組分體系或者含有共沸物的三組分體系中分別得到純度高、質量穩定的四個產品或三個產品，并有很好的節能效果。

【技術實現步驟摘要】
一種用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔
本技術屬于精餾
，具體涉及一種用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔。
技術介紹
分離過程在化工生產中占有相當重要的地位。在化工分離過程中，精餾是應用最廣的分離方法。高能耗是精餾過程一直以來都不可避免的問題，對于精餾過程節能方面的研究成為近年來的研究熱點，各種高效熱耦合精餾及新型精餾技術也不斷發展，其中，分隔壁精餾塔(DividingWallColumn，簡稱DWC)就是該領域的研究重點。DWC塔是在精餾塔中設置一垂直壁，也可將垂直壁延伸至塔頂或塔底，DWC塔被分隔壁分開的兩部分可以有共同的精餾段或提餾段，或同時有共同的精餾段和提餾段。按照分隔壁的位置不同，可分為完全熱耦合分隔壁塔(DWC-FC，如圖1(a))、側線精餾分隔壁塔(DWC-SR，如圖1(b))和側線提餾分隔壁精餾塔(DWC-SS,如圖1(c))。在傳統工藝中，要實現三組分的分離需要兩座精餾塔、兩臺再沸器與兩臺冷凝器才能完成，而使用DWC只需一個塔就可完成，且能減少至少一個冷凝器或一個再沸器。DWC塔是熱力學上較理想的系統結構，在分離三組分混合物時，用相同的理論板數，完成同樣的分離任務，采用DWC塔比傳統的兩塔流程需更少的再沸熱量和冷凝量。對于某些給定的物料，分隔壁精餾塔和常規精餾塔相比需更小的回流比，故操作容量增大，節能最高可達到60％以上，可能節省設備投資30％。DWC塔可廣泛應用于石油煉制、石油化工、化學品及氣體分離。如CN201820597333.0將隔壁塔技術應用于芳烴萃取精餾裝置，降低了裝置能耗，提高了裝置的經濟性及長期穩定可靠運行的能力；CN201210347586.X公開了一種制備間戊二烯和雙環戊二烯的系統方法，使用了兩座分隔壁精餾塔，流程簡單，提高了收率及純度，節省能耗30％以上，增加了裝置的經濟效益；CN201910343639.2公開了一種分離異丙醇二異丙醚水溶液的方法和裝置，集成了非均相共沸精餾和變壓精餾、隔壁塔和熱泵技術，解決了該多共沸物復雜體系的分離難題，具有高效節能、產品純度和回收率高的優點。單分隔壁的單座DWC塔可用來分離三組分混合物，得到三個產品。對于四組分體系，通常需要一座DWC塔加一座普通精餾塔進行分離以獲得四個產品。有專利通過增加側線出料流股的數量來獲得更多數量的產品，如CN201910024467.2；也有專利通過增加分隔壁數來獲得更多數量的產品，如CN200910234363.0、CN201810900872.1。但無論哪種方式，除了塔頂和塔底的出料，其他出料本質上都是側線出料。當對產品純度要求高時，側線出料得到的產品純度及質量的穩定性難以得到保證。而對于一些含有共沸物的三組分體系，使用單座DWC塔可采出三個產品，但由于共沸物的存在使得分離過程變得復雜，很難保證產品的純度，尤其是對產品純度要求較高的工藝，使用單座DWC塔難以滿足要求。
技術實現思路
有鑒于此，本技術的目的在于提供一種用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔，尤其是四組分體系或者含有共沸物的三組分體系，使用該精餾塔能夠得到純度高、質量穩定的多個產品，并有很好的節能效果。本技術是通過以下技術方案來實現的：本技術提供的一種用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔，包括塔體以及設于塔體內并沿其軸向布置的第一分隔壁和第二分隔壁，所述第一分隔壁上部延伸至塔體頂部、下部未接于塔體底部；所述第二分隔壁上部未接于塔體頂部、下部延伸至塔體底部；所述塔體上并相對于第一分隔壁與第二分隔壁異側的塔壁自上而下依次設有輕組分出口、輕組分回流口、進料口、重組分回流口和重組分出口；所述塔體上并相對于第一分隔壁與第二分隔壁同側的塔壁自上而下依次設有次輕組分出口、次輕組分回流口、次重組分回流口、次重組分出口；所述塔體內并高于第二分隔壁上方設有介于次重組分回流口與次輕組分回流口之間的液體收集器；所述塔體內被進料口、第一分隔壁、第二分隔壁、液體收集器分成輕組分精餾區、輕組分提餾區、公共提餾區、中間提餾區、公共精餾區和中間出料區。進一步，所述進料口設于輕組分精餾區與輕組分提餾區之間的塔體中上部，且進料口以上是輕組分精餾區，進料口以下是輕組分提餾區；所述輕組分出口、輕組分回流口分別設于輕組分精餾區上部區域的塔體頂部和上部；所述重組分回流口、重組分出口分別設于公共提餾區下部區域的塔體下部和底部；所述次輕組分出口、次輕組分回流口分別設于公共精餾區上部區域的塔體頂部和上部；所述次重組分回流口、次重組分出口分別設于中間出料區下部區域的塔體下部和底部。進一步，所述第一分隔壁與第二分隔壁的位置關系根據進料中輕組分、次輕組分、次重組分和重組分的相對含量設置為相交或不相交布置結構。進一步，所述液體收集器的下方還設有高于第二分隔壁上方的液體分配裝置，所述液體分配裝置的安裝形式為內置式或外置式結構。進一步，所述輕組分精餾區、輕組分提餾區、公共提餾區、中間提餾區、公共精餾區、中間出料區均設有氣液接觸介質，所述氣液接觸介質為填料和/或塔板，設置為一段或多段，每兩段之間設有液體再分布器。進一步，所述輕組分出口與輕組分回流口之間的回路上設有輕組分冷凝器；所述次輕組分出口與次輕組分回流口之間的回路上設有次輕組分冷凝器；所述次重組分回流口與次重組分出口之間的回路上設有中間再沸器；所述重組分回流口與重組分出口之間的回路上設有塔底再沸器。進一步，所述第二分隔壁下部延伸至塔體底部的結構由兜底于第二分隔壁下部的隔板代替，且所述次重組分回流口、次重組分出口設于中間出料區下部區域且在隔板上方的塔體中下部。進一步，所述第二分隔壁的高度根據進料中次重組分的含量及對次重組分的純度要求設置。本技術的優點在于：1、只需使用一個塔即可完成四組分體系的分離，得到四個產品，與現有技術相比產品質量穩定，純度高；減少了設備數量，節約了設備投資，減少了設備占地面積，提高了工藝的經濟性。2、對于含有共沸物的3組分體系分離效果好，得到的產品純度高、回收率高，能夠滿足嚴格的質量要求。3、該分隔壁精餾塔為完全熱耦合精餾塔，有效利用了塔內蒸汽的熱量，避免了使用普通精餾塔時塔頂蒸汽冷凝熱量的浪費，實現了塔內部的熱能循環利用，同時避免了中間組分的返混效應，減小進料與進料板上物流組成不同引起的混合問題，提高了熱力學效率，從而產生很好的節能效果。4、分隔壁精餾塔內分隔壁一側的空間內，溫度由上至下呈升高趨勢，其中塔底溫度最高。塔底再沸器的作用是提供上升蒸汽，并通過中間再沸器來避免由塔底再沸器提供全塔上升蒸汽；與塔底再沸器相比，中間再沸器的加熱可采用溫度低的熱源，減少高溫熱源的使用，從而降低能源費用，提高工藝的經濟性。本技術的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本技術的實踐中得到教導。本技術的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。附圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔，包括塔體(1)以及設于塔體內并沿其軸向布置的第一分隔壁(2)和第二分隔壁(3)，其特征在于，所述第一分隔壁上部延伸至塔體頂部、下部未接于塔體底部；所述第二分隔壁上部未接于塔體頂部、下部延伸至塔體底部；所述塔體上并相對于第一分隔壁與第二分隔壁異側的塔壁自上而下依次設有輕組分出口(5)、輕組分回流口(6)、進料口(4)、重組分回流口(11)和重組分出口(12)；所述塔體上并相對于第一分隔壁與第二分隔壁同側的塔壁自上而下依次設有次輕組分出口(7)、次輕組分回流口(8)、次重組分回流口(9)、次重組分出口(10)；所述塔體內并高于第二分隔壁上方設有介于次重組分回流口與次輕組分回流口之間的液體收集器(13)；所述塔體內被進料口、第一分隔壁、第二分隔壁、液體收集器分成輕組分精餾區(a)、輕組分提餾區(b)、公共提餾區(c)、中間提餾區(d)、公共精餾區(e)和中間出料區(f)。/n

【技術特征摘要】
1.一種用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔，包括塔體(1)以及設于塔體內并沿其軸向布置的第一分隔壁(2)和第二分隔壁(3)，其特征在于，所述第一分隔壁上部延伸至塔體頂部、下部未接于塔體底部；所述第二分隔壁上部未接于塔體頂部、下部延伸至塔體底部；所述塔體上并相對于第一分隔壁與第二分隔壁異側的塔壁自上而下依次設有輕組分出口(5)、輕組分回流口(6)、進料口(4)、重組分回流口(11)和重組分出口(12)；所述塔體上并相對于第一分隔壁與第二分隔壁同側的塔壁自上而下依次設有次輕組分出口(7)、次輕組分回流口(8)、次重組分回流口(9)、次重組分出口(10)；所述塔體內并高于第二分隔壁上方設有介于次重組分回流口與次輕組分回流口之間的液體收集器(13)；所述塔體內被進料口、第一分隔壁、第二分隔壁、液體收集器分成輕組分精餾區(a)、輕組分提餾區(b)、公共提餾區(c)、中間提餾區(d)、公共精餾區(e)和中間出料區(f)。


2.根據權利要求1所述的用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔，其特征在于，所述進料口設于輕組分精餾區與輕組分提餾區之間的塔體中上部，且進料口以上是輕組分精餾區，進料口以下是輕組分提餾區；所述輕組分出口、輕組分回流口分別設于輕組分精餾區上部區域的塔體頂部和上部；所述重組分回流口、重組分出口分別設于公共提餾區下部區域的塔體下部和底部；所述次輕組分出口、次輕組分回流口分別設于公共精餾區上部區域的塔體頂部和上部；所述次重組分回流口、次重組分出口分別設于中間出料區下部區域的塔體下部和底部。


3.根據權利要求1所述的用于復雜多組分體系分離的分隔壁精餾塔，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳嘉，林龍勇，鮑艷，張相端，
申請(專利權)人：吳嘉，
類型：新型
國別省市：浙江;33