[发明专利]一种分壁精馏塔及分壁精馏方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工精馏领域，尤其涉及一种分壁精馏塔及精馏方法。

背景技术

多组分精馏分离是化工企业最为关键、应用最为广泛的单元操作，也是化工企业生产过程中能耗最大的单元操作。

图1示意了采用常规两塔正序分离工艺的传统精馏塔结构。在传统的精馏过程中，对于含有轻组分A、中间组分B和重组分C的混合原料，若需要通过精馏得到预期纯度的产品，通常采用常规两塔正序分离工艺，如图1所示，需要两台精馏塔，分别为精馏塔T1和精馏塔T2。精馏塔T1的塔顶馏出轻组分A，中间组分B和重组分C从精馏塔T1的塔釜流入精馏塔T2，在精馏塔T2中分离中间组分B和重组分C。这一分离过程可从精馏塔T1塔顶、精馏塔T2塔顶和塔釜获得预期纯度的产品。虽然产品可以达到纯度的要求，但分离所需的能耗很高。

通过精馏过程的强化技术可以大幅降低能耗。已广泛应用于工业生产中的精馏强化技术有以下几种：热耦精馏、热泵精馏和多效精馏等。热耦精馏技术一般是用在分离多元混合物，按照耦合的方式可以将其分为部分热耦精馏技术和完全热耦精馏技术。分壁精馏塔作为完全热耦精馏技术的一种应用，通常采用一个内部带有分隔壁的单一塔体，利用分隔壁将进料侧和侧线采出侧分开，避免了中间组分的返混现象，可以大幅节能。

图2示意了现有的一种分壁精馏塔的结构。采用分壁精馏塔方式可以大幅降低能耗。如图2所示，含有轻组分A、中间组分B和重组分C的混合物料先进入副塔T3，轻组分A和重组分C分别从副塔(无冷凝器和再沸器)T3塔顶和塔釜馏出，中间组分B在T3塔顶、塔釜都有。将T3塔顶、塔釜物料分别导入主塔(有冷凝器和再沸器)T4的合适位置，在T4顶部分离A和B，在T4下部分离B和C。T4塔顶馏出轻组分A，T4塔釜馏出重组分C，中间组分B由T4中部侧线采出。由于T3的塔顶回流液由T4的上部液相侧线提供，T3塔釜加热由T4下部气相侧线提供，只有T4有冷凝器和再沸器，因此减少了操作能耗和设备投资。

推翻原有装置、重新建造分壁精馏塔需要大量的资本投入，在短暂的生产检修过程中进行更换和调试的时间窗口太短，不利于分壁精馏塔的工程推广和实施。因此如何利用原有塔器设备，将其改造为分壁精馏塔的工艺流程对分壁精馏塔的工程实施和推广使用日益重要。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种分壁精馏塔，其可以基于传统的精馏塔改造获得，并且改造难度和成本低，改造时间短，从而克服分壁精馏塔工程应用投资高和改造难度大的缺点，有利于分壁精馏塔的工程推广和实施。

根据上述发明目的，本发明提出了一种分壁精馏塔，其包括：

至少一个第一精馏塔和至少一个第二精馏塔，所述第一精馏塔和第二精馏塔均包括塔顶、塔底以及塔体，所述精馏塔内部设有填料和/或塔板；

冷凝器和与其连接的上出料口，所述冷凝器和上出料口与所述第一精馏塔的塔顶连接；

再沸器和与其连接的下出料口，所述再沸器和下出料口与所述第二精馏塔的塔底连接；

气相管线和液相管线，其连接所述第一精馏塔和第二精馏塔；

至少一个分隔壁，其设于所述第一精馏塔和/或第二精馏塔的内部，以形成预分馏段、侧线段、提馏段以及精馏段；

进料口和侧线出料口，其分别对应与所述预分馏段和所述侧线段连通。

本发明所述的分壁精馏塔包括通过所述气相管线和液相管线连通的至少两个精馏塔，包括所述至少一个第一精馏塔和至少一个第二精馏塔。所述气相管线和液相管线将所述至少一个第一精馏塔和至少一个第二精馏塔的内部空间连通，再在所述第一精馏塔和/或第二精馏塔的内部设置至少一个分隔壁，以形成预分馏段、侧线段、提馏段以及精馏段，从而等效为一个整体的分壁精馏塔。

本发明所述的分壁精馏塔的精馏流程可以包括：将至少含有轻组分A、中间组分B以及重组分C的混合物原料从所述进料口进料；在所述预分馏段实现轻组分A与重组分C的分离；在所述侧线段降低轻组分A和重组分C的浓度，提高中间组分B的浓度，并从所述侧线出料口采出所述中间组分B；在所述提馏段进一步提纯，降低中间组分B的浓度，提高重组分C的浓度，并从所述下出料口采出所述重组分C；在所述精馏段进一步提纯，降低中间组分B的浓度，提高轻组分A的浓度，并从所述上出料口采出所述轻组分A。