[实用新型]分壁精馏塔

说明书

本实用新型公开了一种分壁精馏塔。在所述分壁精馏塔内沿塔的纵向设置一块分隔板，将精馏塔内空间分成公共精馏段、预分馏段、侧线出料段和公共提馏段，所述精馏塔还包括液体中段回流分配系统和塔底上升气体分配控制系统。该分壁精馏塔可以灵活调节分隔板两侧的液体回流分配比和气体分配比，从而提高分壁精馏塔操作的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及一种分壁精馏塔。

背景技术

精馏是化工中首选的分离过程，虽然有许多优点，但是能耗特别大，为节能，国内外已研制出一些节能型耦合精馏塔：像反应与精馏耦合的塔；精馏与其他分离过程耦合的塔(吸附-精馏耦合、结晶-精馏耦合等)；精馏-精馏耦合的塔：热耦精馏塔(PetlyukColumn)；内部热耦合精馏塔(ITCDIC)；分隔板精馏塔(Dividing wall column简称DWC)。

国内已有高校研究并有文章关于节能型的精馏耦合塔，但尚未发现DWC研究机构和应用单位。DWC是在精馏塔内部设一垂直隔板，将精馏塔分成上部公共精馏段、下部公共提馏段、及由隔板分开的预精馏段及侧线采出段四部分。由于DWC与热耦精馏分离的原理及计算方法是一致的，DWC在热力学上等同于一个Petlyuk塔，比传统的两塔系统节约了30％的投资费用。因此有人把DWC归为耦精馏塔的特例，但因DWC比热耦精馏塔少一台精馏塔及相应管路，因此投资及占地面积比热耦精馏塔少DWC分离3组分混合物时，只需1个精馏塔就可得到3个纯组分，这就节省了1个精馏塔及其附属设备，如再沸器、冷凝器、塔顶回流泵及管道。虽然DWC比原有2塔流程的每个精馏塔大，但总的设备投资会降低许多。 DWC是热力学上最理想的系统结构，在分离3组分混合物时，用相同的理论板数，完成同样的分离任务，采用DWC比传统的两塔流程需更少的再沸热量和冷凝量,Lestak[LestakF,CollinsC.Advanced Distillation Saves Energy and Capital[J].Chem Eng,1997,104(7):72-76]指出，对于某些给定的物料，分隔板式精馏塔和常规精馏塔相比需更小的回流比，故操作容量增大，节能最高可达到60％以上，可节省设备投资30％。DWC能广泛地应用于石油精制、石油化工、化学品及气体精制。

采用DWC分离3组分混合物时，从塔底上升的蒸汽在分隔板两侧分为两部分，若蒸汽在分隔板的两侧分配量不相等时，根据进料及中间出料情况，在某种情况下具有热力学优势。要想使分隔板两侧的汽相流量不相等，一般有两种方法:①分隔板不放置在塔的中间；②通过内部设置使分隔板一侧的压降大于另一侧。前一种方法要根据特定的物系进行精确的计算，从而确定分隔板的位置，对设计要求较高；后一种方法要求内部设置在控制压降的同时能均匀的分布气体，要求装置简单，操作灵活。如果分布器设计的不合理很难达到理想的分离效果[M.A.Shilkin,G.Schuch,B.Kaibel,Equipmentimprovement trends in distillation,Chemical Engineering and Processing:Process Intensification,2009,48(6):1089-1104]。因此，分隔板两侧的气液流量的分布成为此类塔设计及优化操作的一个关健。

US4230533中使用的液体回流是以液位差为动力，通过流量计调节；塔底上升气体通过走旁路的方式来实现分配调节，并且液体回流分配与气体分配之间没有相互关联。

US5755933中的分壁塔是将分隔板延伸到分壁塔的顶部或底部，然后通过冷凝器或再沸分别回流，来实现对回流液体和上升气体的分配。

US7267746中的分壁塔是通过检测塔顶回流液体的温度和塔底上升气体的温度来调整塔顶分隔板两侧液体回流量实现对精馏过程的控制。

USPA6551465中的分壁塔是通过检测塔顶产品及侧线抽出产品的温度来实现对分壁塔的控制。

中国专利201110192770.7中的分壁塔是通过导向片来实现对塔内气体分布的控制。