[发明专利]具有蒸气分离的分隔壁塔

说明书

一种用于将进料流分离成产物料流的装置。该装置包括上部区段、中间区段和下部区段。中间区段具有将其分成两部分的分隔壁。液体阻挡件阻挡液体从上部区段流动到中间区段中，并且允许蒸气从中间区段流动到上部区段。蒸气和液体阻挡件既阻挡蒸气从下部区段到中间区段的流动，又阻挡液体从中间区段到下部区段的流动。蒸气导管允许蒸气以不同的量从下部区段流动到中间部分中的每一者。以及用于分离进料流的方法。

技术领域

本发明整体涉及分隔壁蒸馏塔和使用该塔进行不纯进料(例如包含具有一定范围的碳原子数和沸点的烃组分)的分馏的方法。

背景技术

在许多行业(包括原油精炼和石化产品生产)中，蒸馏占总能量消耗的显著量。虽然超过40,000个蒸馏塔用于广泛的商业应用中，但是蒸馏一般特征在于具有低能量效率。

蒸馏是一种利用组分相对挥发性或沸点的差异(有时是微小的)的分离方法。一般来讲，组分A(例如丙烷，具有三个碳原子)和组分B(例如正丁烷，具有四个碳原子)的高纯度可通过蒸馏这些组分的不纯混合物来实现。这假定，根据相对挥发性差异，所用的蒸馏塔提供足够数目的气-液平衡接触的理论塔板，并且组分的共沸混合物不以低于所期望纯度的组合物形成。

当分离三种组分A、B和C的混合物(或本身可为组分混合物的三种馏分)时，通常使用至少两个蒸馏塔；然而，每个塔仅能够将进料流分离成两个产物料流，即富含较低沸点组分的塔顶产物和富含较高沸点组分的塔底产物。

使用两个单独的蒸馏塔将混合物分离成三个组分料流的替代形式是分隔壁塔(DWC)。单个DWC可替换串联设计的两个常规塔。通常，与串联设计的两个常规塔相比，DWC具有较低的能量消耗。本发明公开的示例性DWC在美国专利第8562792号中公开，其全部内容通过引用并入本文。

尽管据推测对其预期目的有效，但一些DWC设计的缺点是不能有效且高效地控制/分流通过分隔壁两侧的蒸气流。用于控制/分流蒸气流的当前解决方案包括调节分隔壁的位置，使得通过分隔壁的每一侧上的平行路径的液压压降在分隔壁的两侧上实现所需的蒸气流。然而，该布置方式构成了限制，因为每当存在显著的预期进料组合物变化或具有导致隔片/隔离壁任一侧上的大的所需蒸气流变化的任何工艺目标时，都不允许调节蒸气流。因此，由于壁区段的任一侧上的压降是相同的，因此在DWC的应用中存在限制，特别是在通过每个分开的区段的向上流动必须变化的情况下。

因此，希望提供一种不具有这些缺点并且提供一种用于分离烃的方法的DWC，其中可控制和改变通到分隔壁两侧的蒸气。

发明内容

根据本发明的DWC利用控制阀在分隔壁的任一侧上提供可控且可调节的蒸气流控制。这在保持单塔构造的同时，通过用蒸气和液体阻挡件分开塔的下部和中间部分来实现。随着通过分隔壁区段的改进的蒸气流控制，据信可实现DWC的更广泛应用，特别是对于其中预计分隔壁的任一侧上的流动变化的情况。

以可调节的比率将蒸气总量从底部区段分流到中间区段的两个部分的能力允许DWC满足分离的工艺目标。这种蒸气分流通过在两个区段之间使用底部压头提供具有分隔壁的DWC区段和下部区段的物理分离来实现。这允许两个区段在不同的压力下操作。

本发明的益处包括即使在存在大的进料组合物变化的情况下或在工艺目标变化的情况下也能够使用DWC，从而在隔片的任一侧上导致大的、必要的蒸气流变化。此外，根据本发明的DWC在分隔壁处于固定位置的现有系统中的安装提供了以基于进料量/组合物的所需比率控制具有分隔壁的DWC的部分的两个相对区段中的液体/蒸气速率的能力。