[发明专利]一种分壁塔及分壁精馏方法

说明书

本发明公开了一种分壁精馏塔。本发明的分壁塔，包括液相回流分配器、气相调节盘和液相再分配器，气相调节盘通过改变分隔板两侧气相流通通道的截面积，干预气液传质强度，可以实现分馏清晰度的调节，进而限制气液的传递，实现热负荷的调节和产品清晰度的调整。本发明的分壁塔，具有分馏产品清晰度可灵活调节、节省能耗的效果。

技术领域

本发明属于化学工程精馏分离技术领域，具体涉及一种分壁塔及分壁精馏方法。

背景技术

精馏技术广泛应用于石油化工、轻工、制药等行业，是化工厂实现混合物分离的主要操作单元装置，是产品分离、提纯的主要技术手段，目前，精馏过程能耗约占整个石油化工生产过程总能耗的20%以上，是炼厂耗能大户。

目前，炼厂和化工厂精馏过程主要采用的是传统塔器进行物料的分离，理论上要获得N 个产品则需要建设N-1 个精馏塔，虽然产品纯度可以要求，但分离所需的能耗和设备投资较大。通过精馏过程的强化技术可以大幅降低能耗。已广泛应用于工业生产中的精馏强化技术有热耦精馏、热泵精馏和多效精馏等。热耦精馏技术一般是用在分离多元混合物，按照耦合的方式可以将其分为部分热耦精馏技术和完全热耦精馏技术。分壁精馏塔作为完全热耦精馏技术的一种应用，是典型的新型节能精馏设备。分壁精馏塔通常是在传统精馏塔中间设置一径向垂直隔板，将塔内空间分割为4 部分：隔板左侧（进料区）、隔板右侧（中间产品区）、隔板上侧（公共精馏段）和隔板下侧（公共提馏段），分隔板的巧妙使用实现了两塔的功能及三元混合物的分离，同时获得三个产品，比常规精馏塔节能20%~50%，同时由于减少1 个塔和1 个再沸器，可节约设备投资30%以上。因此，分壁精馏塔对于多组分精馏有着巨大的优势。但是，从分壁塔概念的提出到其成功工业化应用却经历了很长一段时间，这主要是缺少可靠的设计方法和可行的操作和控制方案，从而影响了它的广泛应用。

分壁精馏塔是完全热耦合精馏塔的一种特殊形式，将两个塔合并为一个塔，在减少投资的同时必不可少的增加了塔器控制的难度，关键在于隔板两侧的液相和气相分配问题。

US2011139604A1 公开了一种分壁塔，该塔内隔板采用了非对称形式，以进料和塔中出料为非对称点对隔板进行调整，使得进料侧进料口下端空间增加，同时使出料端下侧空间减小，达到平衡塔内气液相负荷的目的。该分壁塔仅仅解决了分隔板两侧不同区间内气液相不均匀的问题，未涉及到液气的分配控制问题。

US4230533 公开了一种分壁塔气液分流控制方法，该塔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。该方法中液体的流动只是以液位差推动力，由于是旁路方式必然会导致气阻的发生，因此在实际运行过程中很容易产生液体流通不畅的情况，不利于装置的平稳运行。

US5755933 公开了一种分壁塔，该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器分别回流，来实现对回流液体和上升气体的分配。

US7267747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。