[发明专利]纯化设备及使用该纯化设备的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于蒸馏和纯化原料的设备和方法。

背景技术

通常地，各种各样的原料(如原油)很大程度上是多种化学材料的混合物，其本身在工业上很少使用，并且经常是在被分离为各种化合物之后使用。分离所述混合物的化工工艺的代表是蒸馏工艺。

在所述蒸馏工艺中要解决的问题是用最少的能量改善分离效率。

发明内容

[技术问题]

因此，本发明的一个目的在于提供一种用于蒸馏和纯化原料的设备和方法，所述设备和方法能够最大限度地利用蒸馏塔中的内部热源以减少外部能量的使用。

[技术方案]

本发明涉及一种纯化设备。在一个实施方式中，所述纯化设备包括第一蒸馏部分、第二蒸馏部分和热交换器。图1图示了一个示例性的纯化设备100。如图1所示，本发明的纯化设备100的第一蒸馏部分包括具有导入原料的第一原料进料口103并蒸馏所导入的原料的第一蒸馏塔101、冷凝由第一蒸馏塔101的顶部排出的顶部流体并将一部分所述顶部流体返回所述第一蒸馏塔的第一冷凝器104、以及传输由第一蒸馏塔101的下部排出的材料的第一排放路径11。此外，本发明的纯化设备100的第二蒸馏部分包括具有导入原料的第二原料进料口105并蒸馏所导入的原料的第二蒸馏塔102、冷凝由第二蒸馏塔102的顶部排出的顶部流体并将一部分所述顶部流体返回第二蒸馏塔102的第二冷凝器106、加热由第二蒸馏塔102的底部排出的底部流体并将一部分所述底部流体返回第二蒸馏塔102的第二再沸器107，以及传输由第二蒸馏塔102的底部排出的材料的第二排放路径12。此外，在由第二蒸馏塔102的顶部排出的顶部流体被导入第二冷凝器106之前，本发明的纯化设备100的热交换器108在由第二蒸馏塔102的顶部排出的顶部流体与由第一蒸馏塔101的底部排出的底部流体之间进行热交换。在这里，至少一部分或全部的由第一蒸馏塔101的底部排出的底部流体可返回第一蒸馏塔101的底部。在本发明中，热交换器108可将热量从由第二蒸馏塔102的顶部排出的高温顶部流体转移至由第一蒸馏塔101的底部排出的底部流体。流经热交换器108的第二蒸馏塔102的顶部流体可被排放至第二冷凝器106。随着热交换器108的使用，第二蒸馏塔102的顶部流体可以较低的温度被排放至第二冷凝器106，且第一蒸馏塔101的底部流体可被加热以流回第一蒸馏塔101。

如图2所示，本发明的示例性纯化设备200可进一步包括第一再沸器209，其加热由第一蒸馏塔201的底部排出的底部流体并将一部分所述底部流体返回至第一蒸馏塔201。如图2所示，第一再沸器209可加热不同于流经所述热交换器的第一蒸馏塔201的底部流体之外的另一底部流体，并将一部分所述另一底部流体回流至第一蒸馏塔201，但并不仅限于此。例如，尽管在附图中并未显示，第一再沸器209可加热流经所述热交换器的第一蒸馏塔201的底部流体，并回流至少部分的所述底部流体。流经第一再沸器209的底部流体可流回第一蒸馏塔201。因此，第一蒸馏塔201的底部流体通过由热交换器208传递的热源来加热。因此，可减少在第一再沸器209中用于加热底部流体的能量。

在一个实施方式中，可控制本发明的第二蒸馏塔102的运行压力P2高于第一蒸馏塔101的运行压力P1。例如，所述第二蒸馏塔的运行压力P2与所述第一蒸馏塔的运行压力P1之间的差异可在0.25至3.5kg/cm²g、1至3.3kg/cm²g、1.5至3.0kg/cm²g、或2.0至2.8kg/cm²g的范围。在一个实施方式中，所述第一蒸馏塔的运行压力P1与所述第二蒸馏塔的运行压力P2之比P1/P2可在0.02至0.85、0.03至0.80、0.05至0.73、0.08至0.70、0.10至0.67、0.1至0.65、0.1至0.60、或0.1至0.55的范围。通过控制如上所述的第一和第二蒸馏塔101和102的压力，则如下所述可以控制所述第一蒸馏塔的底部流体的温度和所述第二蒸馏塔的顶部流体的温度，并因此可有效利用内部能量。