一种用于C12-C15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔的制作方法

本发明涉及一种套筒精馏塔结构，尤其是涉及一种用于c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔。

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c12-c15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。在分离馏段为c12-c15正构烷烃的混合物时，传统的隔板精馏塔塔板一般都为填料设计，虽然分离效果较好，但是分离速度较慢，为了精细高速分隔这几个混合产品，使分离更迅速彻底，特需要研发出带有内筒的精馏塔。

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c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，通过将隔板精馏塔的隔板替换为筒状结构，在设置为侧线采出段的内筒中设置多个塔板，在内筒和塔体之间的区域设置多个环形填料层，实现了进料时填料层能更精确分离，侧线采出时能够更快速采出的目的。

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c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，包括塔体，在塔体内设有腔体，在腔体中部设有竖直设置的筒体，筒体将腔体分隔为四个部分，位于筒体上方的腔体形成公共精馏段，位于筒体下方的腔体形成公共提馏段，筒体和塔体之间的腔体形成外筒精馏进料段，在筒体内设有上下端开口的内筒侧线采出段，在内筒侧线采出段内间隔设有多个塔板，在每一塔板上均设有豁口，相邻两塔板间的豁口为相对设置，在每一塔板的顶面均设有螺旋形凹槽，在每一螺旋形凹槽的槽底均间隔设有多个漏水孔，在公共精馏段内设有填料层a，在公共提馏段内设有填料层b，在塔体外壁的中部套有“c”形管，在“c”形管内设有管腔，在“c”形管外缘的中部设有贯通管腔的进料管，在进料管上设有预热器，在“c”形管内缘的中部及两端和塔体外壁之间均设有贯通管腔和外筒精馏进料段中部的连接管，三根连接管为环绕塔体等距设置，在位于连接管上方的外筒精馏进料段内设有环形填料层a，在位于连接管下方的外筒精馏进料段内设有环形填料层b，内筒采出管的一端沿塔体外壁穿过外筒精馏进料段后和内筒侧线采出段的中下部贯通。

所述的用于c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，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圆盘分布器a。

所述的用于c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，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c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，在位于每一豁口处的塔板边沿上均设有向上延伸的挡片。

所述的用于c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，在填料层b和筒体之间的公共提馏段内设有圆盘分布器b。

所述的用于c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，在环形填料层a和筒体上端之间的外筒精馏进料段内设有环形分布器a。

所述的用于c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，在环形填料层b和连接管之间的外筒精馏进料段内设有环形分布器b。

所述的用于c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，在筒体和塔体之间固接有多根连接杆。

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c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，通过将隔板精馏塔的隔板替换为筒状结构，在设置为侧线采出段的内筒中设置多个塔板，在内筒和塔体之间的区域设置多个环形填料层，圆形的内筒更有利于塔板的设置，由于中间侧线采出段采出的是c13和c14的混合物，采出量比较大，所以塔板的结构更适合大批量采出，而塔顶需要采出的是产品c12，塔底需要采出的是产品c15，需要高纯度的出产品，所以在内筒和塔体之间选用的是分离更彻底的填料层，实现了进料时填料层能更精确分离，侧线采出时能够更快速采出的目的；本发明具有分离效果好、收率高，较少分离时间等特点，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“c”形管和塔体配合的结构示意图；

图3为本发明塔板的结构示意图。

图中：1、塔顶出气管；2、冷凝器；3、公共精馏段；4、塔顶出料管；5、塔顶回流管；6、圆盘分布器a；7、填料层a；8、连接杆；9、环形分布器a；10、环形填料层a；11、塔体；12、挡片；13、内筒采出管；14、内筒侧线采出段；15、环形分布器b；16、圆盘分布器b；17、填料层b；18、公共提馏段；19、塔底回流管；20、再沸器；21、塔底采出管；22、塔底出液管；23、外筒精馏进料段；24、进料管；25、预热器；26、塔板；27、筒体；28、环形填料层b；29、豁口；30、“c”形管；31、连接管；32、螺旋形凹槽；33、漏水孔。

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、2或3所述的用于c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，包括塔体11，在塔体11内设有腔体，在腔体中部设有竖直设置的筒体27，在筒体27和塔体11之间固接有多根连接杆8，筒体27将腔体分隔为四个部分，位于筒体27上方的腔体形成公共精馏段3，位于筒体27下方的腔体形成公共提馏段18，筒体27和塔体11之间的腔体形成外筒精馏进料段23，在筒体27内设有上下端开口的内筒侧线采出段14，在内筒侧线采出段14内间隔设有多个塔板26，在每一塔板26上均设有豁口29，在位于每一豁口29处的塔板26边沿上均设有向上延伸的挡片12，相邻两塔板26间的豁口29为相对设置，在每一塔板26的顶面均设有螺旋形凹槽32，在每一螺旋形凹槽32的槽底均间隔设有多个漏水孔33，在公共精馏段3内设有填料层a7，在公共提馏段18内设有填料层b17，在填料层b17和筒体27之间的公共提馏段18内设有圆盘分布器b16，在塔体11外壁的中部套有“c”形管30，在“c”形管30内设有管腔，在“c”形管30外缘的中部设有贯通管腔的进料管24，在进料管24上设有预热器25，在“c”形管30内缘的中部及两端和塔体11外壁之间均设有贯通管腔和外筒精馏进料段23中部的连接管31，三根连接管31为环绕塔体11等距设置，在位于连接管31上方的外筒精馏进料段23内设有环形填料层a10，在环形填料层a10和筒体27上端之间的外筒精馏进料段23内设有环形分布器a9，在位于连接管31下方的外筒精馏进料段23内设有环形填料层b28，在环形填料层b28和连接管31之间的外筒精馏进料段23内设有环形分布器b15，内筒采出管13的一端沿塔体11外壁穿过外筒精馏进料段23后和内筒侧线采出段14的中下部贯通，塔体11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5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5的另一端连接在位于填料层a7上方的塔体11上，在塔顶回流管5和填料层a7之间的公共精馏段3上设有圆盘分布器a6，塔体11的下端连接塔底出液管22的一端，塔底出液管22的另一端分别连接塔底采出管21和塔底回流管19的各一端，在塔底回流管19上设有再沸器20，塔底回流管19的另一端连接在位于填料层b17下方的塔体11上。

实施本发明所述的用于c12-c15正构烷烃混合馏分分离的带内筒精馏塔，使用时先将冷凝器2、再沸器20和预热器25连接开关及电源，开启冷凝器2、再沸器20和预热器25，c12-c15正构烷烃的混合原料从进料管24通过预热器25加温进行闪蒸分离后由“c”形管30沿三根连接管31同时向外筒精馏进料段23进料，实现了均匀进料，分离出气态的c12和c13沿外筒精馏进料段23上升，分离出液态的c14和c15沿外筒精馏进料段23下降；

上升的气态c12和c13在环形填料层a10内和经环形分布器a9分布均匀下降的液相接触分离后到达公共精馏段3，与从内筒侧线采出段14内上升的气相汇合，在填料层a7内与塔顶回流并经圆盘分布器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c12作为塔顶产品经由塔顶出料管4采出，一部分c12作为塔顶回流由塔顶回流管5返回塔内，在填料层a7内和上升的气相接触分离后，分别流入内筒侧线采出段14和外筒精馏进料段23，流入内筒侧线采出段14的液相在塔板26上快速的和上升的气相接触分离后部分从位于内筒侧线采出段14中下部设有的内筒采出管13采出，采出物主要为c13；

下降的液态c14和c15经环形分布器b15分布均匀后在环形填料层b28内和上升的气相接触分离后到达公共提馏段18，与从内筒侧线采出段14内下降的液相汇合，经圆盘分布器b16分布均匀在填料层b17内与塔底上升气相逆流接触分离后，液相由塔底出液管22引出，一分部c15作为塔底产品经由塔底采出管21采出，一部分c15经塔底再沸器20加热变为气相，由塔底回流管19返回塔内，在填料层b17和下降的液相接触分离后，分别升入内筒侧线采出段14和外筒精馏进料段23，升入内筒侧线采出段14的气相在塔板26上快速的和下降的液相接触分离后部分从位于内筒侧线采出段14中下部设有的内筒采出管13采出，采出物主要为c14；

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2500kg/h的进料量下，该发明仅需要57层理论板，在塔顶压力0.05kpa/塔底压力0.55kpa下，回流量900kg/h，下对三元组分（c12：c13/c14：c15=23%：45%：32%）的分离效果良好，c12和c15产品纯度达到99.95%以上。

本发明未详述部分为现有技术。