[发明专利]用于分离具有非均相共沸物的三元组合物的热集成蒸馏系统和使用其的方法

说明书

用于分离包含轻关键组分、重关键组分和至少一种中间关键组分的三元混合物的系统和方法，其中所述混合物具有在蒸馏区域图上的蒸馏边界，其与具有比轻关键组分高的沸点的在所述中间关键组分和所述重关键组分之间的非均相最低沸点二元共沸物相交，其中所述系统包括第一汽提区（12）以将一部分所述混合物分离成第一蒸气物流（112）和富集所述重关键组分的第一产物物流（122）；配置为将所述混合物的至少一部分分离成第二蒸气物流（120）和富集所述中间关键组分的第二产物物流（126）的第二汽提区（18）；配置为接收所述第一蒸气物流（112）和所述第二蒸气物流（120）并将所述第一蒸气物流和所述第二蒸气物流分离成精馏液体物流（114）和富集所述轻关键组分的塔顶产物物流（124）的精馏区（14）；和配置为接收所述精馏液体物流（114）并将所述精馏液体物流分离成富集所述重关键组分的第一液相（116）和富集所述中间关键组分的第二液相（118）的倾析区（16），其中所述第一和所述第二液相各自具有落在所述蒸馏区域图的不同蒸馏区域内的组成。

背景。

发明领域

本发明大体上涉及三种或更多种化学组分的混合物的分离方法。本发明特别涉及用于将表现出至少一种非均相共沸物的三种或更多种化学组分的混合物分离成各自富集三种组分之一的单独产物物流的方法和系统。

相关技术描述

将包含三种或更多种化学组分的混合物分离成多个纯化产物物流在大范围的化学工艺和设施中是合意的。在许多情况下，这样的分离使用两个或更多个蒸馏塔进行，其中第一个塔除去“轻”（即最易挥发）组分，第二个塔将“重”（即最不易挥发）组分与其余中间沸点组分分离。与用于分离三种或更多种组分的混合物的这些传统的多塔系统相关的一个缺点是所需的设备量。更具体地，包括多个塔和相关设备，如泵、管道、阀、热交换器等的传统分离系统非常资本密集和能量密集并且在运行上昂贵。此外，当例如该混合物包含一种或多种共沸物时，这样的系统难以提供高纯度产物物流。

因此，需要能将包含三种或更多种组分的混合物有效分离成富集各主要组分的产物物流的蒸馏系统。理想地，该系统的资本和运行成本最小化，但与传统系统相比提高产物输出和纯度。此外，这样的系统可以可改装到现有设施中以及用于新装置，并可用于多种多样的化学工艺，包括需要至少一个共沸分离的那些。

概述

本发明的一个实施方案涉及一种分离包含轻关键组分、重关键组分和至少一种中间关键组分的三元混合物的方法。所述混合物具有在蒸馏区域图上的蒸馏边界，其与具有比轻关键组分高的沸点的在中间关键组分和重关键组分之间的非均相最低沸点二元共沸物相交。所述方法包括将包含所述混合物的进料物流引入包括精馏区、第一汽提区、第二汽提区和倾析区的热集成蒸馏系统和分别从第一和第二汽提区取出第一和第二塔顶蒸气物流的步骤。所述方法进一步包括将第一和第二塔顶蒸气物流引入精馏区、从精馏区取出精馏液体物流、将所述精馏液体物流引入倾析区和在倾析区中将所述精馏液体物流分离成富集重关键组分的第一液相和富集中间关键组分的第二液相的步骤，其中第一和第二液相具有在蒸馏区域图的不同蒸馏区域中的组成。所述方法还包括将包含至少一部分第一液相的第一液体物流引入第一汽提区和第二汽提区之一和将包含至少一部分第二液相的第二液体物流引入第一汽提区和第二汽提区的另一个的步骤。所述方法还包括从第一汽提区回收富集重关键组分的第一塔底产物物流、从第二汽提区回收富集中间关键组分的第二塔底产物物流；和从精馏区回收富集轻关键组分的第一塔顶产物物流的步骤。