单塔设计中的吸收/蒸馏的制作方法

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2014年1月24日提交的美国临时专利申请第61/931,440号的权益，该专利申请通过全文引用结合到本文中，如同在本文中全文阐述一样。发明领域当馏出物产物作为蒸气流移除时，部分冷凝器用于蒸馏塔中。当塔进料中存在非常轻(即挥发性)的组分而需要高塔压力和低冷凝器温度来完全冷凝这些挥发性很强的组分时，通常采用该方法。部分冷凝器的使用可以避免在冷凝器内使用高成本的冷冻。使用部分冷凝器的许多蒸馏方案兼有液体和蒸气产物。在这种情况下，在蒸气产物中有相当多的较重组分的溢出物，反之亦然。在常规部分冷凝方案中无法维持液体与蒸气产物之间的清晰分开。这种缺陷可以使用顶分隔壁式塔来克服，其在分隔壁的任一侧上使用吸收和蒸馏技术二者来提供蒸气与液体组分之间的清晰分开。发明背景对于芳族化合物的复合物，存在数种使用部分冷凝器来分离较轻组分的蒸馏方案。这种塔的典型例子包括C5稳定器或脱庚烷器塔。图1表示常规C5稳定器的现有技术系统。这种常规稳定器的目标在于分离作为塔顶蒸气产物的C1-C4组分、作为塔顶液体产物的C5组分以及作为塔底产物的C6+组分。所述塔在8.5kg/cm2g以及40℃的塔顶温度下操作。然而，现有技术系统具有数个缺点。不可能在8.5kg/cm2g下冷凝塔顶产物中的较轻组分，并且不可能使用冷却水作为塔顶冷却介质。塔顶系统具有部分冷凝器。较轻组分(用作废气)以蒸气产物的形式从部分冷凝器取出。C5产物为来自部分冷凝器的液体流。相当大量的C5组分损失在废气蒸气流中。可以通过降低塔顶温度(例如通过使用冷冻)或提高塔压力来防止C5组分的损失。然而，这会增加塔的操作成本。现有技术系统提供了蒸气中的C1至C4与液体产物中的C5之间的粗略分离，这些组分的回收也低，因为它们会损失在废气蒸气流中。图2表示常规脱庚烷器塔的现有技术系统。这种常规脱庚烷器的目标在于分离作为塔顶蒸气产物的较轻组分(C1至C5)、作为塔顶液体产物的C7以及作为塔底产物的C8+组分。所述塔在5.0kg/cm2g以及40℃的塔顶温度下操作。发明概述本发明的一个实施方案涉及一种方法，其中两个不同的单元操作(吸收和蒸馏)在顶分隔壁式塔的任一侧上发生。所述分隔壁式塔的一侧使用吸收将不可冷凝组分与进料分离；分隔壁的另一侧使用蒸馏来分离较重的液体组分。附图说明图1表示根据现有技术的常规C5稳定器；图2表示根据现有技术的常规脱庚烷器塔；图3表示根据本发明一个实施方案用于稳定器设计的工艺方案；并且图4表示根据本发明一个实施方案用于脱庚烷器设计的工艺方案。示例性实施方案的详细描述本发明的一个实施方案涉及一种方法，其中两个不同的单元操作(吸收和蒸馏)在顶分隔壁式塔的任一侧上发生。在图3中所示的本发明的一个实施方案中，所要求保护的本发明的工艺方案设计成在单个顶分隔式塔中分离轻组分(不可冷凝物)、C5(塔顶液体产物)和C6+(重组分)。首先将进料流送至顶分隔式塔的预分馏侧。垂直的分隔壁将塔的顶部成两半。壁的进料侧称为预分馏区段。不可冷凝物(用作废气)作为塔顶蒸气产物从排气冷凝器移除。在本发明的特定实施方案中，塔顶压力通过位于塔顶蒸气产物管线上的压力控制器设定在2.7kg/cm2g。进料上方的区段用作吸收区段，其主要用以使较重组分的损失最小化。预分馏侧具有来自两个来源的回流：由排气冷凝器冷凝的液体流；和来自塔底泵的重质流。在本发明的一个实施方案中，在空气冷却的换热器中并随后通过水冷却的冷凝器使来自主要区段的塔顶物流的蒸气冷凝并冷却至40℃。冷凝器出口物收集在塔顶接收器中。通过回流泵将C5液体从罐中泵送出来。轻质液体的一部分作为回流送回至塔，并且残留物作为C5产物取出。在本发明的一个实施方案中，主塔的顶部区段中的温度以与回流流量控制回路级联的方式来控制。通过抑制较重组分进入塔顶部的倾向，来控制C5产物的质量。在本发明的一个实施方案中，与主区段连接的再沸器为使用水蒸汽作为加热介质的热虹吸水蒸汽再沸器。通过控制与塔底部塔板温度控制器级联的水蒸汽流量来调整送至再沸器的热输入。通过与塔底产物流速级联的液位控制回路控制C5塔底产物。表1示出常规稳定器设计和要求保护的本发明的TDWC稳定器设计之间操作参数的对比。表1图4示出根据本发明的一个实施方案用于脱庚烷器设计的工艺方案。塔压力被减至1.8kg/cm2g。GT-低压脱庚烷器使能源消耗量降低19％。表2示出常规脱庚烷器设计和本发明的TDWC稳定器设计之间的对比。表2操作参数单位常规设计本发明的稳定器设计操作压力Kg/cm2g51.8塔顶温度℃4040能耗(duty)Mmkcal/hr23.318.9塔底温度℃227193本发明的总体方面涉及在蒸馏工艺中使用顶分隔式塔来提高能效或更佳产物纯度的方法。本领域技术人员根据由本发明所获得的知识将认识到，可以在不背离本发明范围的情况下，对在本文中公开的方法作出各种改变。用以解释理论或观察现象或结果的机理应该解释为仅为说明性的，并且不会以任何方式限定所附权利要求的范围。当前第1页1 2 3