一种用于C8-C11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔的制作方法

本发明涉及一种隔板精馏塔结构，尤其是涉及一种用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔。

背景技术：

费托合成油中含有的混合馏分，大多包括c8-c20的正构烷烃。工业生产中主要采用蒸馏切馏分或多次减压精馏提取费托合成油中的正构烷烃，在分离馏段为c8-c11正构烷烃的混合物时，需要多个常规精馏塔串联，才能实现制备高纯度的正构烷烃产品，不仅需要较高的设备投资费用，占地面积大，并且由于热效率低导致能耗较高，现在多用到隔板精馏塔进行分离。隔板精馏塔设计是一种重要的精馏热耦合方案，早在上世纪六十年代就已经提出。虽然从提出隔板精馏塔概念至今已有半个多世纪，但目前真正成熟应用到工业实际中的隔板精馏塔案例依然很少。研究发现当利用隔板精馏塔分离三组分混合物时，由于各组分分离过程中无返混现象发生，因此分离效率提高，热力学效率也大幅提高。所以与常规精馏过程相比，节能可以达到30%以上。除此之外，在制造成本上，隔板精馏塔比常规精馏塔低。在用隔板精馏塔分离馏段为c8-c11正构烷烃的混合物时，每次分离用原料c8-c11正构烷烃的混合物中各种正构烷烃占比不是保持不变的，所以每次都用同一隔板精馏塔进行馏分的切割容易造成塔顶、塔底和侧线得到的切割后产品的精度不能按照预定的值产出。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本发明公开一种用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，通过将隔板设置为可伸缩结构，使得本发明能够根据c8-c11正构烷烃混合物中各种正构烷烃占比的不同调节四个馏段空间的大小，并使浮动填料层a和浮动填料层b根据需要位于不同的馏段，达成了精细分馏的目的。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，包括塔体，在塔体内设有腔体，在腔体的中部设有竖直的隔板，将腔体分隔为四个部分，位于隔板上方的腔体形成公共精馏段，位于隔板下方的腔体形成公共提馏段，位于隔板一侧的腔体形成精馏进料段，位于隔板另一侧的腔体形成中间侧线采出段，隔板包括隔片a和隔片b，隔片a一面的下部和隔片b一面的上部相接触，在隔片a另一面的下部设有齿牙a，在塔体的外壁设有电机a，电机a设有的转轴a沿塔体侧壁设有的穿孔伸入到中间侧线采出段内，在转轴a上套接有齿轮a，齿轮a和齿牙a啮合，在隔片b另一面的上部设有齿牙b，在塔体的外壁设有电机b，电机b设有的转轴b沿塔体侧壁设有的另一穿孔伸入到精馏进料段内，在转轴b上套接有齿轮b，齿轮b和齿牙b啮合，在公共精馏段设有填料层a，在公共提馏段设有填料层b，在精馏进料段的顶部设有一部分位于精馏进料段的半圆块填料层e，在精馏进料段的上部间隔半圆块填料层e设有半圆块填料层f，在精馏进料段的底部设有一部分位于精馏进料段的半圆块填料层h，在精馏进料段的下部间隔半圆块填料层h设有半圆块填料层g，在中间侧线采出段的顶部设有一部分位于中间侧线采出段的半圆块填料层a，在中间侧线采出段的上部间隔半圆块填料层a设有半圆块填料层b，在中间侧线采出段的底部设有一部分位于中间侧线采出段的半圆块填料层d，在中间侧线采出段的下部间隔半圆块填料层d设有半圆块填料层c，半圆块填料层e和半圆块填料层a共同形成浮动填料层a,半圆块填料层e和半圆块填料层a之间形成缝隙a，半圆块填料层h和半圆块填料层d共同形成浮动填料层b，半圆块填料层h和半圆块填料层d之间形成缝隙b。

所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，塔体的顶部连接塔顶出气管的一端，塔顶出气管的另一端分别连接塔顶回流管和塔顶出料管的各一端，在塔顶出气管上设有冷凝器，塔顶回流管的另一端连接在位于填料层a上方的塔体上，在塔顶回流管和填料层a之间的公共精馏段上设有分布器a。

所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，塔体的下端连接塔底出液管的一端，塔底出液管的另一端分别连接塔底采出管和塔底回流管的各一端，在塔底回流管上设有再沸器，塔底回流管的另一端连接在位于填料层b下方的塔体上。

所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，半圆块填料层e和半圆块填料层a等高，在缝隙a的顶部设有封口条a。

所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，半圆块填料层h和半圆块填料层d等高，在缝隙b的底部设有封口条b。

所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，在半圆块填料层f和半圆块填料层g之间的塔体上设有贯通精馏进料段的进料管，在进料管上设有预热器。

所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，在半圆块填料层b和半圆块填料层c之间的塔体上设有贯通中间侧线采出段的中间采出管。

所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，在填料层a和浮动填料层a之间的公共精馏段内设有分布器b，在浮动填料层b和填料层b之间的公共提馏段内设有分布器c。

所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，在隔片a的下端中部设有挡片a，在隔片b的上端中部设有挡片b，隔片a的两侧、隔片b的两侧分别限制在腔体侧壁上设有的卡槽内。

所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，转轴a的端部置于中间侧线采出段侧壁设有的盲孔内，转轴b的端部置于精馏进料段侧壁设有的另一盲孔内。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，通过将隔板设置为可伸缩结构，使得本发明能够根据c8-c11正构烷烃混合物中各种正构烷烃占比的不同调节四个馏段空间的大小，并使浮动填料层a和浮动填料层b根据需要位于不同的馏段，达成了精细分馏的目的；本发明具有创意独特、精细分馏、成品收率高、施工操作简便等特点，具有很好的推广价值，市场前景广阔。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明齿轮a和齿牙a配合的结构示意图；

图3为本发明使用时一种实施方式的结构示意图。

图中：1、塔顶出气管；2、冷凝器；3、塔顶回流管；4、塔顶出料管；5、公共精馏段；6、分布器a；7、填料层a；8、分布器b；9、缝隙a；10、半圆块填料层a；11、隔片a；12、半圆块填料层b；13、中间侧线采出段；14、中间采出管；15、齿牙a；16、齿轮a；17、转轴a；18、挡片a；19、卡槽；20、半圆块填料层c；21、半圆块填料层d；22、缝隙b；23、塔底回流管；24、再沸器；25、塔底出液管；26、塔底采出管；27、半圆块填料层e；28、半圆块填料层f；29、精馏进料段；30、挡片b；31、预热器；32、进料管；33、转轴b；34、齿轮b；35、齿牙b；36、半圆块填料层g；37、隔片b；38、半圆块填料层h；39、分布器c；40、填料层b；41、塔体；42、公共提馏段；43、盲孔；44、穿孔；45、电机a；46、电机b；47、封口条a；48、封口条b。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进；

结合附图1或2所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，包括塔体41，在塔体41内设有腔体，在腔体的中部设有竖直的隔板，将腔体分隔为四个部分，位于隔板上方的腔体形成公共精馏段5，位于隔板下方的腔体形成公共提馏段42，位于隔板一侧的腔体形成精馏进料段29，位于隔板另一侧的腔体形成中间侧线采出段13，隔板包括隔片a11和隔片b37，隔片a11一面的下部和隔片b37一面的上部相接触，在隔片a11另一面的下部设有齿牙a15，在塔体41的外壁设有电机a45，电机a45设有的转轴a17沿塔体41侧壁设有的穿孔44伸入到中间侧线采出段13内，在转轴a17上套接有齿轮a16，齿轮a16和齿牙a15啮合，在隔片b37另一面的上部设有齿牙b35，在塔体41的外壁设有电机b46，电机b46设有的转轴b33沿塔体41侧壁设有的另一穿孔44伸入到精馏进料段29内，在转轴b33上套接有齿轮b34，齿轮b34和齿牙b35啮合，在隔片a11的下端中部设有挡片a18，在隔片b37的上端中部设有挡片b30，隔片a11的两侧、隔片b37的两侧分别限制在腔体侧壁上设有的卡槽19内，转轴a17的端部置于中间侧线采出段13侧壁设有的盲孔43内，转轴b33的端部置于精馏进料段29侧壁设有的另一盲孔43内，在公共精馏段5设有填料层a7，塔体41的顶部连接塔顶出气管1的一端，塔顶出气管1的另一端分别连接塔顶回流管3和塔顶出料管4的各一端，在塔顶出气管1上设有冷凝器2，塔顶回流管3的另一端连接在位于填料层a7上方的塔体41上，在塔顶回流管3和填料层a7之间的公共精馏段5上设有分布器a6，在公共提馏段42设有填料层b40，塔体41的下端连接塔底出液管25的一端，塔底出液管25的另一端分别连接塔底采出管26和塔底回流管23的各一端，在塔底回流管23上设有再沸器24，塔底回流管23的另一端连接在位于填料层b40下方的塔体41上，在精馏进料段29的顶部设有一部分位于精馏进料段29的半圆块填料层e27，在精馏进料段29的上部间隔半圆块填料层e27设有半圆块填料层f28，在精馏进料段29的底部设有一部分位于精馏进料段29的半圆块填料层h38，在精馏进料段29的下部间隔半圆块填料层h38设有半圆块填料层g36，在中间侧线采出段13的顶部设有一部分位于中间侧线采出段13的半圆块填料层a10，在中间侧线采出段13的上部间隔半圆块填料层a10设有半圆块填料层b12，在中间侧线采出段13的底部设有一部分位于中间侧线采出段13的半圆块填料层d21，在中间侧线采出段13的下部间隔半圆块填料层d21设有半圆块填料层c20，半圆块填料层e27和半圆块填料层a10共同形成浮动填料层a,半圆块填料层e27和半圆块填料层a10之间形成缝隙a9，半圆块填料层e27和半圆块填料层a10等高，在缝隙a9的顶部设有封口条a47，半圆块填料层h38和半圆块填料层d21共同形成浮动填料层b，半圆块填料层h38和半圆块填料层d21之间形成缝隙b22，半圆块填料层h38和半圆块填料层d21等高，在缝隙b22的底部设有封口条b48，在半圆块填料层f28和半圆块填料层g36之间的塔体41上设有贯通精馏进料段29的进料管32，在进料管32上设有预热器31，在半圆块填料层b12和半圆块填料层c20之间的塔体41上设有贯通中间侧线采出段13的中间采出管14，在填料层a7和浮动填料层a之间的公共精馏段5内设有分布器b8，在浮动填料层b和填料层b40之间的公共提馏段42内设有分布器c39。

实施本发明所述的用于c8-c11正构烷烃混合馏分分离的隔板精馏塔，结合附图3，使用时先将冷凝器2、再沸器24、预热器31、电机a45和电机b46分别连接开关及电源，开启冷凝器2、再沸器24和预热器31，c8-c11正构烷烃的混合原料从进料管32通过预热器31加温进行闪蒸分离后向精馏进料段29进料，分离出气态的c8和c9沿精馏进料段29上升，分离出液态的c10和c11沿精馏进料段29下降；上升的气态c8和c9在半圆块填料层f28、半圆块填料层e27内和经分布器b8分布均匀下降的液相接触分离后到达公共精馏段5，与从中间侧线采出段13内上升的气相汇合，在填料层a7内与塔顶回流并经分布器a6分布均匀的下降液相逆流接触分离后，气相由塔顶出气管1引出，经塔顶冷凝器2冷凝后，一部分c8作为塔顶产品经由塔顶出料管4采出，一部分c8作为塔顶回流由塔顶回流管3返回塔内，在填料层a7内和上升的气相接触分离后，由分布器b8按照一定的分配比例，分别流入隔板的两侧，流入中间侧线采出段13的液相在半圆块填料层a10、半圆块填料层b12内和上升的气相接触分离后部分从中间采出管14采出，采出物主要为c9；下降的液态c10和c11在半圆块填料层g36、半圆块填料层h38内和上升的气相接触分离后到达公共提馏段42，与从中间侧线采出段13内下降的液相汇合，经分布器c39分布均匀在填料层b40内与塔底上升气相逆流接触分离后，液相由塔底出液管25引出，一分部c11作为塔底产品经由塔底采出管26采出，一部分c11经塔底再沸器24加热变为气相，由塔底回流管23返回塔内，在填料层b40内和下降的液相接触分离后，沿隔板的两侧上升，升入中间侧线采出段13的气相在半圆块填料层d21、半圆块填料层c20内和下降的液相接触分离后从中间采出管14采出，采出物主要为c10；

由于不同批次的c8-c11正构烷烃混合原料的成分略有不同，所以用同一隔板塔进行分离容易造成分离不彻底的弊端，本发明的隔板塔塔体能够实现常规精馏、塔顶公共精馏段5扩容精馏、塔底公共提馏段42扩容精馏、塔顶公共精馏段5和塔底公共提馏段42分别扩容精馏四种状态：

当c8-c11正构烷烃混合原料中的四种成分为正常值时，隔片a11的上端伸入缝隙a9内，隔片b37的下端伸入缝隙b22内，形成半圆块填料层e27和半圆块填料层h38分别位于精馏进料段29内，半圆块填料层a10和半圆块填料层d21分别位于中间侧线采出段13内，按照正常的流程进行精馏；

当c8-c11正构烷烃混合原料中的c8的比例大于正常值时，启动电机a45，转轴a17开始转动，带动齿轮a16转动，和齿轮a16啮合的齿牙a15开始移动，直到隔片a11向下移动到和缝隙a9脱离并保持适当间距，此时半圆块填料层e27和半圆块填料层a10分别位于公共精馏段5内，这样就增加了公共精馏段5内填料层的数量，实现了大于正常值的c8精细分馏收率不降低的目的，挡片a18的设置起到了限位的作用，封口条a47的设置起到了半圆块填料层e27和半圆块填料层a10分别位于公共精馏段5内时缝隙a9不渗漏的作用；

当c8-c11正构烷烃混合原料中的c11的比例大于正常值时，启动电机b46，转轴b33开始转动，带动齿轮b34转动，和齿轮b34啮合的齿牙b35开始移动，直到隔片b37向上移动到和缝隙b22脱离并保持适当间距，此时半圆块填料层h38和半圆块填料层d21分别位于公共提馏段42内，这样就增加了公共提馏段42内填料层的数量，实现了大于正常值的c11精细分馏收率不降低的目的，挡片b30的设置起到了限位的作用，封口条b48的设置起到了半圆块填料层h38和半圆块填料层d21分别位于公共提馏段42内时缝隙b22不渗漏的作用；

当c8-c11正构烷烃混合原料中的c8和c11的比例都大于正常值时，分别启动电机a45和电机b46，转轴a17和转轴b33都开始转动，分别带动隔片a11向下移动到和缝隙a9脱离并保持适当间距，隔片b37向上移动到和缝隙b22脱离并保持适当间距，此时半圆块填料层e27和半圆块填料层a10分别位于公共精馏段5内，半圆块填料层h38和半圆块填料层d21分别位于公共提馏段42内，这样就分别增加了公共精馏段5内填料层和公共提馏段42内填料层的数量，实现了大于正常值的c8和大于正常值的c11分别精细分馏收率不降低的目的；

该工艺采用一座按照上述发明描述设计的隔板精馏塔，通过理论计算，在4500kg/h的进料量下，该发明仅需要53层理论板，在塔顶压力0.05kpa/塔底压力0.55kpa下，回流量1500kg/h，下对三元组分（c8：c9/c10：c11=15%-38%：25%-64%：18%-40%）的分离效果良好，各产品纯度达到99.95%以上。

本发明未详述部分为现有技术。