分離蒸氣混合物中所含的重組分和輕組分的方法和系統技術方案

本文公開了一種從蒸氣混合物分離重組分和輕組分的方法。所述方法包括：a.將蒸氣混合物蒸餾成第一蒸氣相和第一液相；以及b.將至少一部分第一蒸氣相冷凝成第二液相和第二蒸氣相；其中所述蒸餾利用所述蒸氣混合物的內能。在實施方案中，所述方法還包括c.利用至少一部分第一液相來吸收至少一部分所述第二蒸氣相。在某些情況下，所述方法還包括將所述至少一部分第一液相冷卻，然后利用它吸收所述至少一部分第二蒸氣相。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
總的來說，本專利技術涉及包含在蒸氣混合物中的重組分和輕組分的分離。更具體來說，本專利技術涉及利用蒸氣混合物的內能，根據包含在所述蒸氣混合物中的重組分和輕組分的沸點差異來分離這些組分。
技術介紹
在許多過程中產生含有輕組分和重組分的蒸氣產物流，所述組分需要被回收或分離/純化。例如，MixAlco 過程產生中間體羧酸鹽，其從碳數為C2直至C8及以上的羧酸形成。這些鹽包括例如鈣、鈉、鉀或其他離子物質的鹽。這些羧酸鹽被結晶并干燥或濃縮成漿料。然后將所述鹽輸入到酮反應器中，所述反應器在約300°C至約450°C的溫度和約15英寸汞柱真空直至約2psig下運行約5至約30分鐘的鹽停留時間。在反應器條件下，羧酸鹽分解成碳數為C3至C15的酮蒸氣以及包含在所述鹽類中的離子物質的副產物固體碳酸鹽。使用較長的固體停留時間和較短的蒸氣產物停留時間有利于生成酮類的過程產率。可以將惰性氣體(例如氫氣、水/水蒸汽或二氧化碳)引入反應器中，以將產物有機蒸氣吹掃出反應器，從而最小化蒸氣停留時間。在傳統方法中，回收方法由將產物蒸氣立即冷凝成液體所構成。這樣的操作使得冷凝熱被通用冷卻水帶走。此外，在使用吹掃氣來協助將蒸氣從反應區移除的情形中，一些輕質可冷凝產物被攜帶通過冷凝區并損失，除非在冷凝器中使用低溫溫度，而由于高成本這是不合需要的。此外，在常規方法中，需要帶有外部重沸器(作為額外的能量來源)的蒸餾塔來分離冷凝的高分子量(MW)和低MW有機化合物，因此增加了分離過程中需要的能量的量。為了減少低MW有機化合物的損失，通常需要額外的設備和能量來提供低溫或甚至冷凍的冷凝條件。例如，圖1A示意顯示了當前已知的用于分離蒸氣產物混合物中的酮類和其他有機物質的方法。蒸氣產物混合物通常被送往酮分離塔進行純化。來自于酮反應器的蒸氣料流S-1在淬火冷凝器Q-2中，在100至250°C的溫度下冷凝，并變成料流S-2。將料流S-2在冷凝器E-2中進一步冷卻至35°C，產生料流S-3,并且所有冷凝熱被冷卻水帶走。將料流S-3中的冷凝液體收集在容器D-2中，然后作為料流S-4泵送至下游過程，或者作為料流S-5再循環至淬火冷凝器Q-2作為淬火液體。在Q-2或E-2中沒有被冷凝的蒸氣作為料流S-12被送往排氣系統。(在圖1B中，在Q-2或E-2中沒有被冷凝的蒸氣作為料流S-6被送往排氣系統)。分離D-2中的水相并將其泵送至再循環部分(S-10)，并將產物送往下游轉化(S-11)。有時將惰性氣體引入到酮反應器中以最小化蒸氣停留時間，但是具有使得隨著非可凝性氣體一起離開到蒸氣回收系統(料流S-12)的未被冷凝的輕質有機蒸氣的量增加的不利效應。料流S-12中的任何有機蒸氣被送往火炬系統并因此損失。因此，這樣的已知方法具有低的過程效率和產率。結果，對于開發高效且有效地分離包含在蒸氣混合物中的輕組分和重組分的方法和系統，存在著持續的需求和興趣。
技術實現思路
本文公開了一種從蒸氣混合物分離重組分和輕組分的方法。所述方法包括a.將蒸氣混合物蒸餾成第一蒸氣相和第一液相；以及b.將至少一部分第一蒸氣相冷凝成第二液相和第二蒸氣相；其中所述蒸餾利用所述蒸氣混合物的內能。在實施方案中，所述方法還包括c.利用至少一部分第一液相來吸收至少一部分第二蒸氣相。在某些情況下，所述方法還包括將所述至少一部分第一液相冷卻，然后利用它吸收所述至少一部分第二蒸氣相。在某些實施方案中，所述方法還包括d.在吸收所述至少一部分第二蒸氣相之后，將所述至少一部分第一液相再循環到蒸餾步驟。在實施方案中，所述方法還包括將另一部分第一蒸氣相冷凝成將要再循環至蒸餾步驟的回流液體。在實施方案中，所述蒸氣混合物的蒸餾發生在蒸餾塔中。在實施方案中，所述方法還包括控制被冷凝成回流液體的第一蒸氣相的量，以控制所述蒸餾塔的下部的溫度。在實施方案中，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的酮。在實施方案中，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的熱解產生的氣體組分。在實施方案中，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的費托法產生的氣體組分。在實施方案中，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的在生物質制油轉化過程中產生的氣體組分。在實施方案中，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的在煤制油轉化過程中產生的氣體組分。在實施方案中，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的在天然氣制油轉化過程中產生的氣體組分。在實施方案中，所述蒸氣混合物包含無反應性吹掃氣。在某些情況下，所述無反應性吹掃氣包含氮氣、氫氣、水蒸汽或二氧化碳。在實施方案中，所述方法還包括收集所述第一液相。在實施方案中，蒸餾不需要額外的熱量輸入。本文還公開了一種包含在具有不同沸點組分的蒸氣混合物中的組分的分離方法，所述方法包括a.將蒸氣混合物蒸餾成第一蒸氣相和第一液相；b.將至少一部分第一蒸氣相冷卻以產生第二液相和第二蒸氣相；以及c.使用至少一部分第一液相來吸收至少一部分第二蒸氣相；其中所述蒸餾利用所述蒸氣混合物的內能并且不需要額外的熱量輸入。在實施方案中，所述方法還包括將所述至少一部分第一液相冷卻，然后再使用它吸收所述至少一部分第二蒸氣相。在實施方案中，所述方法還包括d.在吸收所述至少一部分第二蒸氣相之后，將所述至少一部分第一液相再循環到蒸餾步驟。在實施方案中，所述方法還包括將另一部分第一蒸氣相冷凝成將要再循環至蒸餾步驟的回流液體。在某些情況下，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的酮。在某些情況下，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的熱解產生的氣體組分。在某些情況下，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的費托法產生的氣體組分。在某些情況下，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的在生物質制油轉化過程中產生的氣體組分。在某些情況下，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的在煤制油轉化過程中產生的氣體組分。在某些情況下，所述蒸氣混合物包含一種以上類型的在天然氣制油轉化過程中產生的氣體組分。在實施方案中，所述蒸氣混合物包含無反應性吹掃氣。在某些情況下，所述無反應性吹掃氣包含氮氣、氫氣、水蒸汽或二氧化碳。在實施方案中，所述方法還包括收集所述第一液相。在實施方案中，蒸餾不需要額外的熱量輸入。本文還公開了一種用于從蒸氣混合物分離重組分和輕組分的系統。所述系統包含:蒸餾塔，其中所述蒸餾塔被構造成利用所述蒸氣混合物的內能，從所述蒸氣混合物產生第一蒸氣相料流和第一液相料流；冷凝器，其中所述冷凝器被構造成從所述蒸餾塔接收至少一部分第一蒸氣相料流并產生第二蒸氣相料流和第二液相料流；以及容器，其中所述容器被構造成從所述蒸餾塔接收第一液相料流。在實施方案中，所述系統還包含部分冷凝器，其中所述部分冷凝器被構造成將另一部分第一蒸氣相料流冷凝成回流液體料流，并將所述回流液體料流再循環至所述蒸餾塔。在實施方案中，所述系統還包含吸收塔，其被構造成從所述冷凝器接收第二蒸氣相料流；從所述蒸餾塔接收第一液相料流；并允許第一液相料流與第二蒸氣相料流相互作用，以產生第三液相料流和第三蒸氣相料流。在某些情況下，所述吸收塔被進一步構造成將第三液相料流再循環至所述蒸餾塔。在實施方案中，所述系統還包含熱交換器，其被構造成接收并冷卻至少一部分第一液相料流；并將冷卻的第一液相料流送往所述吸收塔。在實施方案中，所述系統還包含另一個容器，其被構造成從所述冷凝器接收第二液相料流。在實施方案中，所述蒸餾塔不需要額本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.04 US 61/370,4841.一種從蒸氣混合物分離重組分和輕組分的方法，所述方法包括 a.將蒸氣混合物蒸餾成第一蒸氣相和第一液相；以及 b.將至少一部分第一蒸氣相冷凝成第二液相和第二蒸氣相； 其中所述蒸餾利用所述蒸氣混合物的內能。2.權利要求1的方法，其還包括 c.利用至少一部分第一液相來吸收至少一部分第二蒸氣相。3.權利要求2的方法，其還包括將所述至少一部分第一液相冷卻，然后利用其吸收所述至少一部分第二蒸氣相。4.權利要求1的方法，其還包括 d.在吸收所述至少一部分第二蒸氣相之后，將所述至少一部分第一液相再循環到蒸餾步驟。5.權利要求1的方法，其還包括將另一部分第一蒸氣相冷凝成將要再循環到蒸餾步驟的回流液體。6.權利要求1的方法，其中所述蒸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：加里·W·盧斯，雷·萊恩·斯潘塞，約翰·A·斯潘塞，
申請(專利權)人：EE特邦生物燃料有限責任公司，
類型：
國別省市：