一种精馏装置及共沸物的分离方法与流程

本发明涉及一种精馏装置及共沸物的分离方法。

背景技术：

1、对于共沸体系，常规的精馏分离方法很难进行分离。而萃取精馏和共沸精馏虽然都可以对共沸体系进行分离，但是都额外引入了萃取剂或共沸剂，对二次使用会产生影响，且如果用量较大，还会造成二次污染。

2、对于压力敏感的共沸体系，可以采用变压精馏的方式进行分离。变压精馏的主要能耗在于塔底再沸器的蒸汽或者热油，特别是高压塔，由于温位高，同时又是产品塔，能源的品位和用量都较高，专利(cn 108704330a)公开了一种低能耗变压精馏系统，仅仅是常规余热利用，既没有对该精馏系统进行夹点优化，未最大化回收利用热量，并且现有技术的换热流程不合理，导致部分热量在传热过程中损失，最终造成公用工程能耗的增加。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中未考虑夹点的优化，并且换热流程不合理的缺陷，而提供一种精馏装置及共沸物的分离方法，结合换热网络优化，充分回收系统余热，实现换热网络无跨夹点现象，实现热量回收利用的最大化，而降低公用工程能耗及运行能耗，减少碳排放，同时满足精馏工艺生产要求。

2、本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、本发明提供了一种精馏装置，包括：原料进料口、第一重组分出口、低压塔、高压塔、第一预热器、第二预热器、第三预热器和第二重组分出口。

4、所述低压塔设有第一进料口、第一塔釜再沸器、第一回流口、第一塔顶出口和第一塔釜出口；

5、所述高压塔设有第二进料口、第二塔顶出口和第二塔釜出口；

6、所述原料进料口依次与所述第一预热器、所述第一进料口相连；所述第一塔顶出口依次与所述第二预热器、所述第三预热器、所述第二进料口相连；所述第一塔釜出口依次与所述第二预热器、所述第一预热器与所述第一重组分出口相连；

7、所述第二塔顶出口依次与所述第一塔釜再沸器和第一回流口相连；所述第二塔釜出口依次与所述第三预热器和所述第二重组分出口相连。

8、本发明中，优选地，所述低压塔还设有一个依次经所述第一塔釜出口、所述第一塔釜再沸器回流至所述低压塔的塔釜的第一回路；所述低压塔还设有一个依次经所述第一塔釜出口、一第二塔釜再沸器回流至所述低压塔的塔釜的第二回路。

9、其中，更优选地，所述原料进料口分别通过第四预热器和第五预热器、与所述第一预热器合并相连；所述第一塔顶出口与所述第二预热器之间还设有所述第四预热器、一塔顶冷凝器和一加压泵；所述第一预热器与所述第一重组分出口之间还设有所述第五预热器。

10、其中，进一步更优选地，所述低压塔还设有一个依次经所述第一塔顶出口、所述第四预热器、所述塔顶冷凝器回流至所述低压塔的塔顶的第三回路。

11、本发明中，优选地，所述高压塔还设有经所述第二塔顶出口、所述第一塔釜再沸器回流至所述高压塔的塔顶的第四回路；所述高压塔还设有经所述第二塔顶出口、所述第一塔釜再沸器回流至所述低压塔的第五回路。

12、本发明中，优选地，所述高压塔还设有经所述第二塔釜出口与一第三塔釜再沸器回流至所述高压塔的塔釜的第六回路。

13、本发明还提供了一种共沸物的分离方法，使用所述精馏装置进行分离，步骤如下：将所述共沸物从所述第一进料口进料，经所述低压塔、所述高压塔分离，分离后的产物分别从所述第二重组分出口、所述第一重组分出口采出。

14、在本发明一较佳的实施方式中，所述共沸物的分离方法，使用所述精馏装置进行分离，具体包括以下步骤：

15、s1：进料分为两股，一股进入所述第四预热器，另一股进入所述第五预热器，经过初步预热后，从所述第四预热器和所述第五预热器出来的两股物料进入所述第一预热器，预热后的物料进入所述低压塔；

16、s2：所述低压塔的塔釜液第一股进入所述第一再沸器进行回流，第二股经过所述第二再沸器进行回流，第三股依次经过所述第二预热器、所述第一预热器、所述第五预热器和所述第一重组分出口，得到第一重组分产品；所述低压塔的塔顶气依次经过所述第四预热器、所述塔顶冷凝器；冷凝后的物料一部分进入所述低压塔的塔顶，另一部分经所述加压泵依次通过所述第二预热器、所述第三预热器，再进入所述高压塔；

17、s3：所述高压塔的塔釜液一部分进入所述第三塔釜再沸器进行回流，另一部分经过所述第三预热器和所述第二重组分出口，得到第二重组分产品；所述高压塔的塔顶气进入所述第一再沸器，换热后的物料一部分进入所述低压塔，另一部分进入所述高压塔的塔顶。

18、s1中，所述第四预热器的热源为所述低压塔的塔顶气。

19、s1中，所述第五预热器的热源为二级换热后的低压塔的塔釜液。

20、s1中，所述第一预热器的热源为所述低压塔的塔釜液。

21、其中，较佳地，所述低压塔的理论板数为10-40块，塔顶操作回流比为0.1-2，操作压力为80-150kpa，塔釜温度为90-170℃，塔顶温度为60-120℃；更佳地，所述低压塔的理论板数为15块，塔顶操作回流比为1，操作压力为101kpa，塔釜温度为102℃，塔顶温度为63℃。

22、s2中，所述低压塔的塔顶气为共沸物ⅰ，塔釜液为第一重组分产品。

23、s2中，所述低压塔的塔釜液还进入所述第二塔釜再沸器。

24、s2中，所述第二塔釜再沸器的热源为公用工程(蒸汽或热油等)。

25、s2中，所述第一塔釜再沸器的热源为所述高压塔的塔顶气。

26、s2中，所述共沸物ⅰ为气相，待所述共沸物ⅰ完全液化后，再进入所述加压泵中。

27、s2中，所述第二预热器的热源为所述低压塔的塔釜液。

28、s2中，所述第三预热器的热源为所述高压塔的塔釜液。

29、其中，较佳地，所述高压塔的理论板数为10-40块，塔顶操作回流比为0.1-2，操作压力为150-800kpa，塔釜温度为100-170℃，塔顶温度为90-150℃；更佳地，所述高压塔的理论板数为10块，塔顶操作回流比为1，操作压力为700kpa，塔釜温度为141℃，塔顶温度为129℃。

30、s3中，所述第三塔釜再沸器的热源为公用工程(蒸汽或热油等)。

31、s3中，所述高压塔的塔顶气为共沸物ⅱ，塔釜液为第二重组分产品。

32、其中，较佳地，所述共沸物为二元共沸物；更佳地，所述二元共沸物为乙腈-水共沸物或者四氢呋喃-水共沸物。

33、本发明的积极进步效果在于：

34、1)采用变压精馏工艺时，通过提高高压塔压力，高压塔塔顶温度升高，使得与低压塔底被加热物料的传热推动力增加，减少了塔底再沸器的换热面积，对于热敏体系，可以减少停留时间，还可以减少压降，降低加热后的气化温度，从而避免结焦、聚合、变性等问题。

35、2)本发明的换热网络经过夹点技术优化，充分利用了系统余热的同时，通过换热网络的优化，减少了热损失，提高了热量利用率，最大化回收利用热量，并降低了精馏系统的能耗，降低了碳排放。

36、3)本发明换热流程设计合理，降低了公用工程能耗及运行能耗。