专利名称：混合丁醛分离装置及填料塔的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及混合丁醛分离方法及装置，具体是采用规整填料、分布器和塔盘的精馏分离工艺及装置。
背景技术：
在丁辛醇生产中，丙烯、合成气为原料，经低压羰基合成生产粗丁醛反应后的混合物中含有异丁醛、正丁醛、水、正丁醇和极少量的丙烯、丙烷、二氧化碳、氢气和甲烷，其中异丁醛与正丁醛的精制涉及到稳定塔、丁醛异构物塔、正丁醛塔，特别是异丁醛和正丁醛沸点相差很小，所以此分离回收过程需要的理论板数很高，能耗也较高。目前，国内绝大部分混合丁醛回收工艺采用的是板式塔，主要存在异丁醛回收率低、产品质量不高、耗能耗水多、生产能力低以及分离过程复杂等问题。现在填料塔技术取得了丰硕的成果，研究开发出了多种规整填料及塔内件技术；开发了多种大型化精馏过程关键内件技术，如多级全连通槽式液体分布器、规整填料。这些技术目前还没有应用到混合丁醛回收工艺中，我们经过研究和实验，认为如果将填料塔技术应用到混合丁醛分离中，能够使原有工艺得到很大改进，主要是节能明显、分离效率高，塔压降低、操作弹性大等特点。混合丁醛分离工艺的改进对于提高正、异丁醛产品收率，降低能耗有重大意义，对于新型填料的推广利用起到了示范作用。
发明内容
本发明的目的是利用填料塔在混合丁醛分离方法的使用，使工艺得到了改善，提供了一种新型的混合丁醛分离装置及填料塔在混合丁醛分离装置的应用。本发明的技术方案如下本发明的填料塔在混合丁醛分离装置的应用，稳定塔和正丁醛塔全部采用填料塔；异构物塔采用塔盘和填料混合形式，顶部设置5层塔盘，其余全部采用填料形式。所述的填料为金属板波纹规整填料，比表面积为250 500m2/m3。所述的塔盘为浮阀塔盘，浮阀形式为Fl圆形浮阀或梯形导向浮阀。各填料段采用栅板式填料压圈及栅板式填料支承对填料进行限位和支承。塔内填料顶部采用槽式液体分布器，各段填料之间采用槽式气液再分布器。所述的槽式液体分布器全部采用多级全连通槽式液体分布器。所述的槽式气液再分布器收集式槽式气液再分布器。所述的异构物塔为塔盘和填料复合塔，顶部设置5层塔盘，异丁醛产品在第5层塔盘采出。具体说明如下混合丁醛分离装置，是由稳定塔Tl、异构物塔T2、正丁醛塔T3组成；其中反应生成的混合丁醛I经换热器El与稳定塔Tl塔釜液3换热后经管线2进入稳定塔Tl中部，Tl塔底采出混合丁醛液3，Tl塔顶气相物料4经管线进入塔顶冷凝器E2，放空气相14经回流罐 16进入燃料气总管，残液15返回界区，液相5经回流泵Pl返回稳定塔Tl塔顶作为塔顶回流。混合丁醛液3预热稳定塔Tl进料后经泵P2进入异构物塔T2中部，异构物塔T2塔顶气相经冷凝器E3冷凝后进入回流罐17，冷凝液相经回流泵P3返回异构物塔T2塔顶作为回流7，T2顶部侧线采出异丁醛产品8，塔底物料9经泵P4进入正丁醛塔T3中部，T3塔顶气相经冷凝器E4冷凝后，进入回流罐18，一部分经回流泵P5返回T3塔顶作为回流13，其余作为正丁醛产品11采出，T3塔釜为重组分12经泵P6排出界区。三塔塔顶均设置冷凝器， 三塔塔釜均设置再沸器。填料塔顶部液体分布器全部采用多级全连通槽式液体分布器；填料段之间全部采用收集式槽式气液再分布器。此分布器的特征是塔内空间占位低，液体分布均匀，操作弹性大，压降低，便于安装拆卸，且不存在漏液隐患。填料塔全部采用栅板式的填料压圈和栅板式的填料支撑对填料进行支撑和限位。 此结构的特点是压降低、空间占位低、其特征为所有结构板材均垂直布置，结构件占据最小塔截面积。这种结构有效地避免了气体在进入填料层时产生涡流造成的端效应和来自填料层中的粘性固体颗粒在填料层底部积存并堵塞填料。具体操作方法如下经过稳定塔分离后的塔底液相物料(3)在压差推动下进入异构物塔中部；异构物塔侧线(8)为异丁醛产品；异构物塔塔底出来的液相(9)进入正丁醛塔，塔顶一部分作为回流，其余作为正丁醛产品采出，塔釜为重组分。稳定塔设置两段金属板波纹规整填料，以提高精馏效率，降低压降，并且有效地节省塔的空间高度；异构物塔顶部设置5层塔盘以利于侧线产品的采出，下部设置5段金属板波纹规整填料，以提高精馏效率，降低压降，并且有效地节省塔的空间高度；正丁醛塔设置两段金属板波纹规整填料，以提高精馏效率，降低压降，并且有效地节省塔的空间高度。本发明的优点是(I)采用规整填料塔，与散堆填料塔以及板式塔相比能够大大降低能耗。(2)采用规整填料塔，可以有效地降低塔高，节省金属耗材。(3)填料是金属板波纹规整填料，具有通量大、压降低、分离效率高的特点。(4)塔顶采用槽式液体分布器，具有塔内空间占用低，液体分布均匀，压降小，便于安装，现场焊接工作量较小，且不存在漏液隐患等特点。各段填料之间采用槽式气液再分布器，能够对液体进行收集再分布，同时对气相进行分布，该结构空间占位低，具有良好的分布效果、抗夹带且压降较低。(5)采用的塔盘为Fl圆形浮阀、梯形导向浮阀，具有分离效率高、压降低、雾沫夹带小的特点。
图I:本发明混合丁醛分离装置流程示意图。
图2:原混合丁醛分离装置流程示意图。
图3:稳定塔Tl对比图。
图4:异构物塔T2对比图。
图5:正丁醛塔T3对比图。
图6:液体分布器与塔盘对比图。
具体实施方式
I
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述实施例I :混合丁醛分离装置，由稳定塔Tl、异构物塔T2、正丁醛塔T3组成。其中反应生成的混合丁醛I经管线进入稳定塔Tl中部，塔底采出混合丁醛液3，塔顶物料4经管线进入塔顶冷凝器E2，放空气相13进入燃料气总管，液相5经回流泵Pl返回稳定塔Tl顶。混合丁醛液3经换热器El预热稳定塔Tl进料后经管线进入异构物塔T2中部，异构物塔T2塔顶侧线采出异丁醛产品8，塔底物料9经泵P4进入正丁醛塔T3中部，塔顶气相经冷凝器E4 冷凝后，一部分液相经回流泵P5打到T3塔顶作为回流10，其余液相作为正丁醛产品11采出，塔釜为重组分12。三塔顶均设置冷凝器。混合丁醛分离工艺中稳定塔Tl和正丁醛T3塔为全填料塔，异构物塔T2为塔盘与填料复合塔，采用的金属板波纹规整填料型号为M250Y，比表面积为250m2/m3，稳定塔Tl填料分为两段；异构物塔T2顶部设置5层浮阀塔盘，浮阀形式为Fl圆形浮阀，下部填料分为五段；正丁醛塔T3填料分为两段，第I段规整填料顶部采用多级全连通槽式液体分布器，能够保证液相均匀分布且具有较低的压降；其余各段填料之间均采用槽式气液再分布器，能够对液体进行收集再分布，同时对气相进行分布，该结构空间占位低，具有良好的分布效果且压降较低；各填料段均采用栅板式填料压圈及栅板式填料支承对填料进行限位和支承。混合丁醛分离工艺指标⑴稳定塔Tl :塔顶温度40°C，全回流。(2)异构物塔T2 侧线采出异丁醛纯度> 99. 7 %，塔釜馏出液异丁醛含量O. 14%。(3)正丁醛塔T3 :塔顶馏出液正丁醛彡99. 7%，以上均为摩尔分数。实施例2 混合丁醛分离装置，由稳定塔Tl、异构物塔T2、正丁醛塔T3组成。其中反应生成的混合丁醛I经管线进入稳定塔Tl中部，塔底采出混合丁醛液3，塔顶物料4经管线进入塔顶冷凝器E2，放空气相13进入燃料气总管，液相5经回流泵Pl返回稳定塔Tl顶。混合丁醛液3经换热器El预热稳定塔Tl进料后经管线进入异构物塔T2中部，异构物塔T2塔顶侧线采出异丁醛产品8，塔底物料9经泵P4进入正丁醛塔T3中部，塔顶气相经冷凝器E4 冷凝后，一部分液相经回流泵P5打到T3塔顶作为回流10，其余液相作为正丁醛产品11采出，塔釜为重组分12。三塔顶均设置冷凝器。混合丁醛分离工艺中稳定塔Tl和正丁醛T3塔为全填料塔，异构物塔T2为塔盘与填料复合塔，采用的金属板波纹规整填料型号为M500Y，比表面积为500m2/m3，稳定塔Tl填料分为两段；异构物塔T2顶部设置5层浮阀塔盘，浮阀形式为梯形导向浮阀，下部填料分为五段；正丁醛塔T3填料分为两段，第I段规整填料顶部采用多级全连通槽式液体分布器，能够保证液相均匀分布且具有较低的压降；其余各段填料之间均采用槽式气液再分布器，能够对液体进行收集再分布，同时对气相进行分布，该结构空间占位低，具有良好的分布效果且压降较低；各填料段均采用栅板式填料压圈及栅板式填料支承对填料进行限位和支承。
权利要求
1.填料塔在混合丁醛分离装置的应用，混合丁醛分离装置包括有稳定塔、异构物塔和正丁醛塔，其特征是稳定塔和正丁醛塔全部采用填料塔；异构物塔T2采用塔盘和填料混合形式，顶部设置5层塔盘，其余全部采用填料形式。
2.如权利要求I所述的应用，其特征是所述的填料为金属板波纹填料，比表面积为 250 500m2/m3，各填料段采用栅板式填料压圈及栅板式填料支承对填料进行限位和支承。
3.权利要求I的应用填料塔的混合丁醛分离装置，其特征是塔内填料顶部采用槽式液体分布器，各段填料之间采用槽式气液再分布器。
4.如权利要求3所述的装置，其特征是所述的槽式液体分布器全部采用多级全连通槽式液体分布器。
5.如权利要求3所述的装置，其特征是所述的槽式气液再分布器采用收集式槽式气液再分布器。
6.如权利要求3所述的装置，其特征是所述的异构物塔为塔盘和填料复合塔，顶部设置5层塔盘，异丁醛产品在第5层塔盘采出。
全文摘要
本发明提供一种混合丁醛分离装置及填料塔的应用；稳定塔和正丁醛塔全部采用填料塔；异构物塔采用塔盘和填料混合形式，顶部设置5层塔盘，其余全部采用填料形式。填料为金属板波纹规整填料，比表面积为250～500m2/m3。所述的塔盘为浮阀塔盘，浮阀形式为F1圆形浮阀或梯形导向浮阀。各填料段采用栅板式填料压圈及栅板式填料支承对填料进行限位和支承。本发明能够大大降低能耗。有效地降低塔高，节省金属耗材。填料是金属板波纹规整填料，具有通量大、压降低、分离效率高的特点。
文档编号C07C45/82GK102580337SQ20121001749
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者姜斌, 张志恒, 李楠楠, 李鑫钢, 肖红 申请人:天津大学