蒸餾方法和多塔熱集成蒸餾系統技術方案

本發明專利技術涉及一種在蒸餾系統中分離多組分進料混合物的方法，該蒸餾系統包括具有第一燃燒再沸器的第一蒸餾塔，以及具有第二換熱再沸器的至少一個第二蒸餾塔，所述方法包括以下步驟：a)把進料混合物加入第一塔，并分離為至少第一塔頂和第一塔底產品；b)使用第一塔底產品的一部分作為通用流束為第二再沸器提供熱量；以及c)將換熱之后的所述通用流束的一部分作為主進料加入第二塔以進一步分離。該方法通過減小燃燒再沸器所需的外部加熱的數值并省略通常使用的換熱器而能夠顯著地節能。本發明專利技術還涉及適合于用本發明專利技術的方法分離多組分混合物的蒸餾系統。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種在蒸餾系統中分離多組分進料混合物的方法，該蒸餾系統包括至少兩個各自具有再沸器系統的蒸餾塔。更具體地說，本專利技術涉及一種在蒸餾系統中分離多組分進料混合物的方法，該蒸餾系統包括具有第一燃燒再沸器的第一蒸餾塔，以及具有第二換熱再沸器的至少一個第二蒸餾塔。本專利技術還涉及一種包括具有第一燃燒再沸器的第一蒸餾塔，以及具有第二換熱再沸器的至少一個第二蒸餾塔的蒸餾系統，該系統適于用本專利技術的方法分離多組分混合物。
技術介紹
蒸餾是化學工業中使用最廣泛的分離技術之一。標準蒸餾法典型地將多組分進料(它是具有不同沸點的兩種或更多種可混合組分的混合物)加入蒸餾塔，在塔底加熱并在塔頂冷卻。進料中的不同組分將按照其各自相應的沸點而在塔頂和塔底之間分離。由此獲得塔頂和塔底產品，以及選擇性地其它中間產品。除了塔內部設計和尺寸外，被分離產品的特性可以通過操作參數(例如壓力，溫度和流率)而控制。塔進料溫度總是低于塔底溫度，并可以通過換熱器控制。特別感興趣的是給塔底和進料供熱，特別是當組分混合物具有較高的沸點時，例如高級烴和芳香烴。基本上，蒸餾僅需要呈外部輸入熱量形式的能量。熱量典型地利用換熱器形式的再沸器單元提供給循環塔底產品，其中在一側-通常稱為通用(utility)側-施加蒸汽，在那里熱傳遞至換熱器的另一側-通常稱為工藝側-的塔底液體產品，之后，加熱的塔底產品回到塔中。當塔需要大量的熱輸入以加熱塔底液體至要求的溫度時，可以使用高壓蒸汽。然而這樣的蒸汽來源可能不能在裝置中獲得，其生產可能是高成本的，或可能沒有足夠的熱容量以加熱塔底循環產品至要求的溫度。或者，熱量可通過在燃燒加熱器而被加熱的熱油流而在通用側提供。這樣的燃燒加熱器可以向超過一個塔底通過它們的換熱再沸器提供熱油流。這樣的分離過程和蒸餾系統通過US5457277A和US5554264A是已知的。這些出版物公開了一種在蒸餾系統中分離多組分進料混合物的方法，蒸餾系統包括具有第一塔底出口和第一燃燒再沸器的第一蒸餾塔，以及至少一個具有第二塔底出口和第二換熱再沸器的第二蒸餾塔，所述方法包括以下步驟i)把進料混合物加入第一塔，并分離為至少第一塔頂和第一塔底產品；ii)使用部分來自第一塔底出口的第一塔底產品作為第二塔的主進料；ii)在第一再沸器中加熱第一塔底產品的其它部分并作為第一循環再沸器流束返回到第一塔；iv)使用部分第一循環再沸器流束作為通用流束提供熱量給第二再沸器，并在換熱后再結合所述通用流束和所述第一循環再沸器流束，并回到第一塔。選擇性地，給第二再沸器提供熱量的所述部分第一循環再沸器流束可部分地用作第二塔的額外的進料。由于第一循環再沸器流束的溫度高于第二蒸餾塔要求的進料溫度，這是可能的。該方法有利地使用唯一的一個燃燒循環再沸器，并利用部分經加熱的第一塔底產品作為通用流束以向下游塔的換熱型再沸器供熱，然后將它主要再循環至第一塔。現有技術的方法使用多個燃燒再沸器，或者分離的熱油系統，該熱油系統相比于使用所述的多塔熱集成蒸餾系統而言，是較低能效的和/或更貴的。然而，工業中總是需要對方法的能效加以進一步提高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供高能效的多塔蒸餾方法。該目的通過本專利技術的方法實現，該方法為一種在蒸餾系統中分離多組分進料混合物的方法，蒸餾系統包括具有第一燃燒再沸器的第一蒸餾塔，以及具有第二換熱再沸器的至少一個第二蒸餾塔，所述方法包括以下步驟a)把進料混合物加入第一塔，并分離為至少第一塔頂和第一塔底產品；b)使用第一塔底產品的一部分作為通用流束(utility stream)為第二再沸器提供熱量；c)將換熱之后的所述通用流束的一部分作為主進料加入第二塔以進一步分離。本專利技術的方法使用來自第一塔的塔底產品作為通用流束，通過其換熱再沸器間接地加熱第二塔，之后也被-優選唯一地-用作第二塔的進料流束；如此，顯著地減少了燃燒再沸器所需的外部熱量的數量，從而使得方法具有更高的能效。另外，在所述方法中，可以絕熱地調節去往第二塔的進料流束的壓力和溫度，省略了通常使用的換熱器并進一步防止了能量損失。該方法中實現的燃氣用量的減少，也將會減少裝置的總體CO2排放。相應地，換熱之后的所述通用流束的所述一部分的溫度和壓力二者都可以在供給到第二塔之前絕熱地調節。優選地，借助于使換熱之后的所述通用流束的所述一部分通過絕熱地調節壓力和溫度的設備，而絕熱地調節該流束的溫度和壓力，最優選地通過膨脹閥來調節。在本專利技術的方法中，用作通用流束的第一塔底產品的溫度通常高于第二塔要求的進料溫度。優選地，所述通用流束的溫度為比第二塔要求的進料溫度高大約60、70、80或甚至 90。。。在本專利技術的方法的步驟c)中，主進料是指塔的主要的進料。優選地，該流束構成要被分離的總進料混合物的至少70vol%,更優選構成至少80、90或95vol%的總進料。最優選地，在換熱之后的所述通用流束的所述一部分是去往第二塔的唯一進料流束。本專利技術的方法可以包括一個額外步驟將換熱之后的所述通用流束的其它部分加入第一再沸器，該其它部分在第一再沸器中被加熱并被重新用于工藝中。在本專利技術的方法中，對相聯合的通用流束/進料流束的壓力、溫度和/或流率加以調節，可以被用于進一步優化能效。例如，通過調節壓力和溫度，換熱之后的通用流束的較大部分可用作第二塔的進料，由此使得需要回到第一再沸器并加熱的余量被最小化。本領域技術人員知道如何控制或改變在方法中的工藝條件。流束的壓力優選通過變壓泵或減壓閥調節。流束的溫度可以通過與工藝中可獲得的不同溫度的流束間接換熱而改變，或通過混合不同溫度的流束而改變。優選地，可以借助于使流束通過絕熱地調節壓力和溫度的設備，而調節溫度和壓力，所述設備例如膨脹閥。在一種優選的操作方式中，本專利技術的方法包括以下步驟a)把進料混合物加入第一塔，并分離為至少第一塔頂和第一塔底產品；b)使用第一塔底產品的一部分作為通用流束為第二再沸器提供熱量；c)將換熱之后的所述通用流束的一部分作為主進料加入第二塔以進一步分離；d)將換熱之后的所述通用流束的其它部分與第一塔底產物的其它部分結合，在第一再沸器中加熱，并作為第一循環再沸器流束返回到第一塔。優選地，在本方法的步驟b)中，第一塔底產品在給第二再沸器提供熱量之前，其壓力被調節。本方法優選地還包括一個步驟，其中把來自第一再沸器的被加熱的流束的一部分加入步驟b)的通用流束中以調節所述流束的溫度。在本專利技術的方法中，換熱之后的所述通用流束的所述一部分的溫度和壓力二者可以在供給到第二塔之前絕熱地調節。優選地，借助于使換熱之后的所述通用流束的所述一部分通過絕熱地調節壓力和溫度的設備，來絕熱地調節該流束的溫度和壓力，最優選地通過膨脹閥來調節。在進一步優選的操作方式中，本專利技術的方法包括以下步驟a)把進料混合物加入第一塔，并分離為至少第一塔頂和第一塔底產品；b)在第一再沸器中加熱第一塔底產品，并將第一塔底產品的一部分作為第一循環再沸器流束返回到第一塔；c)使用來自第一再沸器的被加熱的流束的其它部分作為通用流束為第二再沸器提供熱量，d)將換熱之后的所述通用流束的一部分作為主進料加入第二塔以進一步分離；e)用步驟b)中的第一塔底產品加熱換熱之后的所述通用流束的其它部分。優選地，在本方法中步驟b)包括首先調節第一塔底產品的壓本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·S·阿布德爾格哈尼，
申請(專利權)人：沙特基礎工業公司，
類型：
國別省市：