[发明专利]用于具有多种产物的分隔壁塔和双分隔壁塔的先进过程控制方案

说明书

提供用于改进在单个塔内包括一个或多个分隔壁的分离系统的过程控制的系统和方法。已经发现，通过基于能量平衡而非质量平衡控制分隔壁塔，可实现改进的过程控制。能量平衡可部分基于控制塔的第一分隔部分内的进料侧上的多个位置的温度进行。使用基于进料侧上的多个位置的温度控制的能量平衡可促进分隔壁塔的运行保持在单一的相空间区域内，所述相空间可合适地近似为线性模型。这可允许常规过程控制器管理操纵变量和被控变量。除控制进料侧上的多个位置的温度外，还可使用多个其它特征作为操纵变量或被控变量。任选地，多变量控制器可用于提供塔的进一步改进的控制。

领域

提供了使用具有多个分隔壁的蒸馏塔进行分离的系统和方法。该系统和方法包括过程控制方案。

背景

蒸馏柱或塔是在炼油厂环境中常见的结构之一。蒸馏塔用于在炼油厂使用减少的或最小化的占地量从输入料流中分离多个产物料流。另外，蒸馏塔对具有相邻、相近和/或重叠沸程的产物的分离是有价值的。

分隔壁塔(DWC)是含有将进料区与一个或多个侧线产物采出区(side productdrawoff zones)隔开的垂直分隔壁的蒸馏塔。DWC技术能够减少实现一种或多种预期分离所需的设备量和/或所需的能量。分隔壁可用于将用于接收塔的输入进料的容积与用于取出产物料流的位置分开，从而减少产物污染。附加地或替代性地，分隔壁可用于创建独立隔室以取出具有高于99重量％的高纯度的多个产物料流。

尽管分隔壁塔(DWCs)可提供减少能耗和/或炼油厂占用空间的优点，但当多个分隔壁存在于单个塔结构中时，在分隔壁塔技术的实施中仍有困难。实际上，在炼油厂或化学工厂环境中运行DWCs需要使用过程控制技术主要控制该塔的运行的能力。过程控制技术通常涉及在其中被控变量对操纵变量移动的响应可合理近似为线性响应的运行相空间(operating phase space)的区域中运行该过程。对于许多类型的工艺，过程控制技术可以相对直接的方式实施。但是，使用过程控制技术将具有多个分隔壁的DWCs保持在稳定运行区仍然是一个挑战。尽管可增加操作员干预量，但优选找出能够改进使用过程控制技术的DWCs运行的系统和方法。

美国专利6,551,465描述了一种分隔壁塔控制系统。在该控制系统中，通过监测产物分隔壁段的顶部的温度设置塔顶液体返回塔的速率。通过监测产物分隔壁段的底部的温度设置侧取产物采出速率。

概述

在各种方面中，提供将进料分离成多种产物的方法。所述方法可包括将进料送入在蒸馏塔中由第一分隔壁和第二分隔壁界定的进料入口容积，所述进料包含i)1体积％或更多的一种或多种轻质组分、ii)1体积％或更多的一种或多种重质组分、或iii)i)和ii)的组合。进料入口容积可与顶部公共容积流体连通和与底部公共容积流体连通。在传送过程中，可以将进料入口容积内的底部进料入口温度保持在第一温度和第二温度之间。可以例如在进料蒸气分流上方至少两个理论级数的位置测量底部进料入口温度。第一温度和第二温度可大于所述一种或多种轻质组分的终沸点。附加地或替代性地，在传送过程中可以将进料入口容积内的顶部进料入口温度保持在第三温度和第四温度之间。可以例如在进料液体分流下方至少两个理论级数的位置测量顶部进料入口温度。第三温度和第四温度可小于所述一种或多种重质组分的初沸点。然后可从蒸馏塔内的各种分隔容积取出产物料流。在产物料流中，第一产物料流可包括所述一种或多种轻质组分的至少一部分，而来自分隔容积的另一产物料流可包括所述一种或多种重质组分的至少一部分。另外，可分别从底部公共容积和顶部公共容积取出底部产物料流和顶部产物料流。在传送过程中，在进料蒸气分流处的所述一种或多种轻质组分的浓度可小于0.1体积％和/或在进料液体分流处的所述一种或多种重质组分的浓度可小于0.1体积％。

在各种方面中，也可提供用于实施这种分离的系统。

附图简述