蒸馏装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种蒸馏装置和一种利用该蒸馏装置分离丙烯酸2-乙基己酯的方法。
【背景技术】
[0002] 多种原料例如原油是多种物质，例如多种化合物的混合物，而且这些原料通常在 被分离成各种化合物之后使用。在分离混合物的化学工艺中代表性工艺是蒸馏工艺。
[0003] 例如，混合物可以通过一个或多个蒸馏塔被蒸馏，部分或全部的物流可以通过冷 凝器或重沸器，然后回流至蒸馏塔中，通过该过程可以获得高纯度化合物。一般而言，包含 三种以上组分的物质的原料可以通过两个以上的蒸馏塔并被分离成各个组分。例如，低沸 点组分首先在第一蒸馏塔的上部从原料中分离出来，然后中沸点组分和高沸点组分可以在 与所述第一蒸馏塔相连接的第二蒸馏塔的上部和下部从原料中分离出来。在此情况下，在 第一蒸馏塔的下部区域会发生中沸点组分的再混合，因此，会消耗额外的能量。
【发明内容】
[0004] 技术问题
[0005] 本申请的目的在于提供一种蒸馏装置以及一种利用该蒸馏装置分离高纯度丙烯 酸2-乙基己酯的方法。
[0006] 技术方案
[0007] 本申请涉及一种蒸馏装置。所述蒸馏装置的示例性实施方案可以包括两个蒸馏装 置。根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏装置可以是连接第一蒸馏装置和第二蒸馏装 置的形式，而且可以在混合物，例如包含下面式1的化合物的原料的蒸馏工艺中将产生的能 量损耗最小化，并且通过利用现有的蒸馏装置纯化原料，从而提高所述工艺的经济效益。 [0008]在下文中，将参照附图描述本申请的蒸馏装置，但所述附图只是说明性的，所述蒸 馏装置的范围并不限于附图。
[0009]图1是示例性地说明根据本申请的一个示例性实施方案的蒸馏装置的视图。在一 个实施例中，所述蒸馏装置是将含有下面式1的化合物的原料(Fh)引入其中并被纯化的蒸 馏装置。
[0010] 如图1所示，所述蒸馏装置包括第一蒸馏装置和第二蒸馏装置。所述第一蒸馏装置 包括将原料(Fh)引入其中的第一蒸馏塔100,所述第二蒸馏装置包括与所述第一蒸馏塔 100依次连接并将第一蒸馏塔100的流出物流引入其中的第二蒸馏塔200。所述第一蒸馏塔 100与第二蒸馏塔200可以通过连接通路，例如管道或导管相互连接。
[0011] [式 1]
[0012]
[0013] 在式1中，Ri表示氢和具有1至10个碳原子，例如1至8个、1至6个或1至4个碳原子的 烷基，以及R2表示烷基，例如具有1至24个、1至20个、1至16个、1至12个或1至8个碳原子的直 链或支链烷基。
[0014] 在一个实施例中，式1的组成没有特别限制，只要该组成是符合式1的化合物即可， 而且可以是例如丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸、乙 二醇、丁醇、甲醇或异丙醇，优选地丙烯酸2-乙基己酯。
[0015]上述第一蒸馏装置和第二蒸馏装置是通过各个物质的沸点之间的差异分离包含 在原料(Fw)中的多组分物质的装置。考虑到待引入的原料(Fw)的组分的沸点和待分离的 组分等，在本申请中可以使用具有各种形式的蒸馏装置。例如，在本申请的蒸馏装置中，低 沸点和高沸点的物质首先从第一蒸馏塔1〇〇中分离出来，然后将包含中沸点物质的物流引 入第二蒸馏塔200中，并作为产物从第二蒸馏塔200中排出。在本申请中，可以在蒸馏混合物 的工艺中使用的蒸馏装置的具体种类没有特别限制，而且可以使用例如如图1所示的包括 各自具有普通结构的第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200的蒸馏装置。
[0016] 图2是图示地说明根据本申请的一个示例性实施方案的第一蒸馏装置的视图。如 图2所示，所述第一蒸馏装置包括第一蒸馏塔100以及各自与所述第一蒸馏塔100相连接的 第一冷凝器101和重沸器102。例如，第一蒸馏塔100的内部可以分成上部塔板110、下部塔板 130和中部塔板120或分成上部110、下部130和中部120。本说明书中的术语"上部塔板"或 "上部"是指第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200的各个结构中相对较上面的部分，还可以指例 如通过将第一蒸馏塔100或第二蒸馏塔200在各自塔体的高度或长度方向上各自分成两个 部分而得到的两个区域的上部。此外，上述术语"下部塔板"或"下部"是指第一蒸馏塔100和 第二蒸馏塔200的各个结构中相对较下面的部分，还可以指例如通过将第一蒸馏塔100和第 二蒸馏塔200在各自塔体的高度或长度方向上各自分成两个部分而得到的两个区域的下 部。此外，本说明书中的术语"中部塔板"或"中部"可以指通过将第一蒸馏塔100在各个蒸馏 塔的高度或长度方向上分成三个部分而得到的三个区域的中间区域，还可以指第一蒸馏塔 100的上部和下部之间的区域。在本说明书中，第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200的上部、下 部和中部可以用作彼此相对的概念。
[0017] 此外，本说明书中使用的术语"冷凝器"作为与所述蒸馏塔分开设置的装置，是指 通过使从主体排出的物质与从外部等流入的冷水接触进行冷却的装置。例如，第一蒸馏装 置的第一冷凝器 101是使第一蒸馏塔上部塔板流出物流（F1_2)冷凝的装置，该流出物流 ( F1_2)从第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部nl排出，而且下面将描述的第二蒸馏装置 的第二冷凝器201是使第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F 2-2)冷凝的装置，该流出物流(F2-2) 从第二蒸馏塔200的第二上部塔板流出部211排出。此外，所述术语"重沸器"作为设置在蒸 馏塔的外部的加热装置，是指使具有高沸点的物流重新沸腾和蒸发的装置。例如，第一蒸馏 装置的重沸器102可以是加热从第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131排出的第一蒸馏 塔下部塔板流出物流(Fh)的装置。
[0018] 在一个实施例中，所述第一蒸馏塔100包括供入原料(Fh)的原料流入部121;排出 低沸点物流的第一上部塔板流出部111;将从第一蒸馏塔的上部110排出的物流的回流物流 引入其中的第一上部塔板流入部112;从第一蒸馏塔的下部130排出高沸点物流的第一下部 塔板流出部131;引入从第一蒸馏塔的下部130排出的物流的回流物流的第一下部塔板流入 部132;从第一蒸馏塔的中部塔板120排出中沸点物流的中部塔板流出部122;以及将从下面 将描述的第二蒸馏塔的下部220中排出的物流引入其中的中部塔板流入部123。例如，当将 原料(Fh)引入设置在第一蒸馏塔100的中部塔板的原料流入部121中时，所引入的原料 (Fh)可以在被分别分成第一蒸馏塔上部塔板流出物流(FhK将从设置在第一蒸馏塔100 的上部或上部塔板110上的第一上部塔板流出部111排出）、中部塔板流出物流(Fh)(将从 设置在第一蒸馏塔100的中部或中部塔板120上的中部塔板流出部122排出）以及第一蒸馏 塔下部塔板流出物流(Fp 3)(将从设置在第一蒸馏塔100的下部或下部塔板130的第一下部 塔板流出部131排出）的同时被排出。从第一上部塔板流出部111排出的第一蒸馏塔上部塔 板流出物流(Fn)通过第一冷凝器101，而且可以将通过第一冷凝器101的部分或全部的第 一蒸馏塔上部塔板流出物流(Fn)引入第一上部塔板流入部112并回流至第一蒸馏塔100或 作为产物被储存。此外，从第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131排出的第一蒸馏塔下 部塔板流出物流(Fh)通过重沸器102,而且可以将通过重沸器102的部分或全部的第一蒸 馏塔下部塔板流出物流(Fn)引入第一下部塔板流入部132并回流至第一蒸馏塔100或作为 产物被储存。
[0019] 在一个示例性实施方案中，所述中部塔板流出物流(Fh)是从第一蒸馏塔100的中 部塔板流出部122排出的高温气相物流，将其引入与所述第一蒸馏塔100相连接的第二蒸馏 塔200的下部220,因此，提供第二蒸馏塔下部220所需要的热量。
[0020] 本说明书中的术语"低沸点物流"是指在包含具有低沸点、中沸点和高沸点的三组 分的原料物流中富集具有相对较低沸点的组分的物流，而且所述低沸点物流是指例如从第 一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111排出的物流。"高沸点物流"是指在包含具有低沸 点、中沸点和高沸点的三组分的原料物流中富集具有相对较高沸点的组分的物流，而且所 述高沸点物流是指例如从第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131排出的富集具有相对 较高沸点的组分的物流。所述术语"中沸点物流"是指在包含具有低沸点、中沸点和高沸点 的三组分的原料物流中富集具有介于低沸点组分和高沸点组分之间的沸点的组分的物流， 而且所述中沸点物流是指例如从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排出的物流。所述中 沸点组分可以从下面将要最后描述的第二蒸馏塔的上部210排出，然后作为产物被储存。所 述术语"富集的物流"是指从第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111排出的物流中含有 的低沸点组分、从第一下部塔板流出部131排出的物流中含有的高沸点组分以及从中部塔 板流出部122排出的物流中含有的中沸点组分的各自含量高于在原料(Fh )中含有的低沸 点组分、高沸点组分和中沸点组分的各自含量的物流。例如，所述术语可以指包含在第一蒸 馏塔上部塔板流出物流(Fh)中的低沸点组分、包含在第一蒸馏塔下部塔板流出物流(Fh) 中的高沸点组分以及包含在中部塔板流出物流(Fh )中的中沸点组分的各自含量为50wt % 以上、80wt%以上、90wt%以上、95wt%以上或99wt%以上的物流。在本说明书中，所述第一 蒸馏塔100的低沸点物流和第一蒸馏塔上部塔板流出物流(Fn)可以交换使用，所述第一蒸 馏塔100的高沸点物流和第一蒸馏塔下部塔板流出物流(Fh)可以交换使用，以及所述第一 蒸馏塔100的中沸点物流和中部塔板流出物流(Fh )可以交换使用。
[0021]如图2所示，所述第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122可以设置在第一蒸馏塔100 的中部区域或中部塔板120上，而且在一个实施例中，所述中部塔板流出部122可以设置在 比原料流入部121低的部位，即在其下面。此外，所述中部塔板流入部123可以设置在中部区 域或中部塔板120上并且在比中部塔板流出部122低的部位，即在其下面。如上所述，所述中 部塔板流入部123可以设置在比中部塔板流出部122低的部位，而且可以顺利地使气体/液 体彼此接触，从而达到保持分离效率的效果。在一个实施例中，中部塔板流出部122和中部 塔板流入部123可以设置在相同的塔板上。例如，中部塔板流出部122和中部塔板流入部123 可以设置在第一蒸馏塔100的中部区域120内部的相同塔板上，在此情况下，中部塔板流入 部123可以设置在相同塔板上低于中部塔板流出部122的一侧上。因此，从第一蒸馏塔100的 中部塔板流出部122排出的中部塔板流出物流(Fh )和被引入第一蒸馏塔100的中部塔板流 入部123的第二蒸馏塔下部塔板流出物流(Fh)可以从第一蒸馏塔100的相同塔板上排出和 引入其中。当中部塔板流出部122和中部塔板流入部123设置在相同塔板上时，引入和排出 发生在相同塔板上，使得气体/液体可以顺利地彼此接触并可以获得水力光滑的物流。 [0022] 在一个实施例中，第一蒸馏塔100的理论塔板数可以是30至80、40至70、25至50或 45至60。在此情况下，第一蒸馏塔100的原料流入部121可以设置在第一蒸馏塔100的中部区 域或中部塔板120上。例如，在第一蒸馏塔100的第五至第三十塔板处、第五至第二十五塔板 处或第十至第二十塔板处。此外，所述第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122可以设置在比 原料流入部121低的一侧，例如在第一蒸馏塔100的第二十至第七十八塔板处、第二十二至 第四十五塔板处、第三十至第七十八塔板处或第四十至第七十五塔板处。此外，所述第一蒸 馏塔100的中部塔板流入部123可以设置在与中部塔板流出部122相同的塔板上，而且可以 设置在比中部塔板流出部122低的一侧。如上所述的"理论塔板数"是指例如气相和液相的 两个相在利用包括第一蒸馏塔100和第二蒸馏塔200的蒸馏装置的分离工艺中相互处于平 衡状态下的虚拟区域或塔板数。
[0023] 在一个实施例中，第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111和第一上部塔板流入 部112可以位于第一蒸馏塔的上部110,而且第一上部塔板流出部111可以优选位于第一蒸 馏塔100的塔顶。此外，第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131和第一下部塔板流入部 132可以位于第一蒸馏塔的下部130,而且第一下部塔板流出部131可以优选位于第一蒸馏 塔100的塔底。如上所述"塔顶"是指蒸馏塔的最高的顶部，而且可以设置在上述蒸馏塔的上 部塔板上，而如上所述的"塔底"是指最低的底部，而且可以设置上述蒸馏塔的下部塔板上。 例如第一蒸馏塔100的第一上部塔板流出部111可以设置在第一蒸馏塔100的塔顶，而且第 一蒸馏塔100的第一上部塔板流入部112可以设置在第一蒸馏塔100的最上塔板上，例如第 一蒸馏塔100的第一塔板上。此外，第一蒸馏塔100的第一下部塔板流出部131可以设置在第 一蒸馏塔100的塔底，而且第一蒸馏塔100的第一下部塔板流入部132可以设置在第一蒸馏 塔100的最下部塔板上，例如第一蒸馏塔100的第八十、第七十或第六十塔板处。
[0024] 图3是图示地说明根据本申请的一个示例性实施方案的第二蒸馏装置的视图。如 图3所示，所述第二蒸馏装置包括与所述第一蒸馏塔100相连接的第二蒸馏塔200以及与所 述第二蒸馏塔200相连接的第二冷凝器201。此外，第二蒸馏塔200包括第二下部塔板流入部 221、第二下部塔板流出部222和第二上部塔板流入部212以及第二上部塔板流出部211。
[0025] 在一个实施例中，中部塔板流出物流(Fh)是从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部 122排出的高温气相物流，将其引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板流入部221，并且第二蒸 馏塔下部塔板流出物流(F 2-〇是包含第二蒸馏塔200的下部产物的高温液相物流，将其从第 二下部塔板流出部222中排出，然后引入第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123。
[0026] 本申请的蒸馏装置通过引入中部塔板流出物流(Fn)提供第二蒸馏塔下部220所 需的热量而无需单独的重沸器加热从第二蒸馏塔下部220排出的物流的回流物流，所述中 部塔板流出物流(Fn)是从第一蒸馏塔100的中部塔板流出部122排至第二蒸馏塔200的第 二下部塔板流入部221的高温气相物流，而且可以表现出优异的纯化效率而无需额外供应 为重沸器提供外部热源的高温蒸汽。也就是，中部塔板流出物流(Fn)可以提高第二蒸馏塔 下部塔板流出物流(Fh)的温度，流出物流(Fh)是包含第二蒸馏塔200的下部产物的液相 物流，因此，本申请的第二蒸馏装置不需要单独的外部热源加热第二蒸馏塔200的第二蒸馏 塔下部塔板流出物流(Fh)，从而降低该工艺需要的成本。此外，通过使用由高温蒸汽产生 的潜热，只通过比使用液体显热时使用的热能少的热能就可以有效提高第二蒸馏塔下部塔 板流出物流(Fh)的温度。因此，就装置的能量效率和安装成本而言，本申请的蒸馏装置可 以表现出优异的经济效益。此外，通过引入第二蒸馏塔下部塔板流出物流(Fh)可以从第一 蒸馏塔的下部130完全去除未被去除的少量高沸点物质，流出物流(Fh)是从第二蒸馏塔的 下部220排至第一蒸馏塔100的中部塔板流入部123的高温液相物流。
[0027]在一个实施例中，第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入 部221可以设置在第二蒸馏塔200的相同塔板上。因此，从第二蒸馏塔200的第二下部塔板流 出部222排出的第二蒸馏塔下部塔板流出物流(F 2-〇和引入第二蒸馏塔200的第二下部塔板 流入部221的中部塔板流出物流(Fh )可以从第二蒸馏塔200的相同塔板上排出和引入其 中。当第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部221设置在相同塔板上时，在相同塔 板上发生引入和排出，使得气体/液体可以顺利地彼此接触并获得水力光滑的物流。
[0028]在一个实施例中，第二蒸馏塔200的第二上部塔板流出部211和第二上部塔板流入 部212可以位于第二蒸馏塔的上部210,而且第二上部塔板流出部211可以优选位于第二蒸 馏塔200的塔顶。此外，第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部 221可以位于第二蒸馏塔的下部220上，优选地，在第二蒸馏塔200的塔底。例如，第二蒸馏塔 200的理论塔板数可以是5至40、优选地10至30、更优选地15至25。在此情况下，第二蒸馏塔 200的第二上部塔板流出部211可以设置在第二蒸馏塔200的塔顶上，而且第二蒸馏塔200的 第二上部塔板流入部212可以设置在第二蒸馏塔200的最上塔板上，例如第二蒸馏塔200的 第一塔板处。此外，第二蒸馏塔200的第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部221可 以设置在第二蒸馏塔200的塔底上。
[0029]将含有第二蒸馏塔200的上部产物的第二蒸馏塔上部塔板流出物流(F2-2)从第二 蒸馏塔200的第二上部塔板流出部211排出，并通过第二冷凝器201，而且将通过第二