[发明专利]用于三组分混合物分离的精馏系统及精馏工艺

说明书

一种用于三组分混合物分离的精馏系统及精馏工艺。精馏系统包括精馏塔、塔顶气压缩机、水冷器、进料回热器、侧线再沸器、塔釜再沸器、集液罐、闪蒸罐、节流元件、回流缓冲罐、第一至第九管路。精馏塔的塔顶气相出口分别与第一和第二管路的入口连通，第一和第三管路的出口分别与塔顶气压缩机的进气口连通；塔顶气压缩机的排气口与侧线再沸器的热侧入口连通，侧线再沸器的热侧出口与集液罐的入口连通。集液罐的气相出口与第四管路的入口连通，液相出口经节流元件与闪蒸罐的物料入口连通。侧线再沸器的冷侧入口和冷侧出口分别与精馏塔的侧线采出口和侧线返流口连通。本发明能充分利用塔顶气的余热，减少精馏过程中塔顶冷却循环水和塔釜蒸汽的用量。

技术领域

本发明涉及精馏技术，尤其涉及三组分混合物分离的精馏节能技术。

背景技术

顺酐是一种重要的有机化工原料，主要用于不饱和聚酯树脂、涂料及油墨助剂等的生产。由于传统的苯氧化法制顺酐受高昂的成本限制，原本市场占比较小的正丁烷氧化法制顺酐的优势逐渐凸显，近年来得到快速发展。正丁烷氧化法所需的原料正丁烷主要是从混合丁烷中精馏分离得到，由于关键组分正/异丁烷沸点差较小，而且有些混合丁烷原料中C5的含量较多（≥2wt.%），对于这种三组分或者多组分体系的分离，通常采用精馏序列分离，但是需要的设备投入和能耗成本较高。隔壁精馏塔中多组分分离目前也被广泛研究，但是由于受隔板间传热不均及操作难度较大等问题的影响，国内工业化应用较少。而热泵精馏作为一种节能工艺，一般是将塔顶饱和蒸气通过热泵压缩提升品味与塔釜耦合换热，通过输入少量的压缩功就可以节省大量的冷热公用工程消耗，但是通过该方法从塔釜得到的产品常常达不到指标，而且能耗也比较高。

图1示出了现有的传统精馏系统的示意图，如图1所示，该精馏系统包括精馏塔T5、塔釜再沸器E5、塔顶冷凝器E6、回流缓冲罐V6、进料泵P5、塔釜采出泵P6、回流泵P7等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于三组分混合物分离的精馏系统及精馏工艺，其能够充分地利用精馏塔的塔顶气的余热，减少精馏过程中塔顶冷却循环水和塔釜蒸汽的用量，减少公用工程消耗，达到经济节能的效果。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种用于三组分混合物分离的精馏系统，包括精馏塔、塔顶气压缩机、水冷器、进料回热器、侧线再沸器、塔釜再沸器、集液罐、闪蒸罐、节流元件、回流缓冲罐、以及第一至第九管路；精馏塔的塔顶气相出口分别与第一管路的入口和第二管路的入口连通，第一管路的出口和第三管路的出口分别与塔顶气压缩机的进气口连通；塔顶气压缩机的排气口与侧线再沸器的热侧入口连通，侧线再沸器的热侧出口与集液罐的入口连通，集液罐的气相出口与第四管路的入口连通，集液罐的液相出口经节流元件与闪蒸罐的物料入口连通；侧线再沸器的冷侧入口和冷侧出口分别与精馏塔的侧线采出口和侧线返流口连通；精馏塔的塔釜液相出口分为两路：一路与塔釜再沸器的冷侧入口连通，另一路用于塔釜出料；塔釜再沸器的冷侧出口与精馏塔的塔釜蒸气入口连通；闪蒸罐的气相出口与第五管路的入口连通，第五管路的出口分别与第三管路的入口和第六管路的入口连通，第六管路的出口分别与水冷器的热侧入口和第七管路的一端连通，第二管路的出口分别与第七管路的另一端和第八管路的入口连通，第八管路的出口与进料回热器的热侧入口连通，进料回热器的热侧出口与第九管路的入口连通，进料回热器的冷侧入口用于进料，进料回热器的冷侧出口与精馏塔的进料口连通；回流缓冲罐的第一入口与闪蒸罐的液相出口连通，回流缓冲罐的第二入口分别与水冷器的热侧出口和第九管路的出口连通，回流缓冲罐的液相出口分为两路，一路回流塔顶，另一路用于出料；第三管路上设有第一开关阀，第八管路上设有第二开关阀，水冷器的热侧入口设有第三开关阀，第六管路上设有第四开关阀。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种用于三组分混合物分离的精馏工艺，包括以下步骤：

将三组分混合物通入精馏塔进行精馏，轻组分饱和蒸气从塔顶出料，中间组分从塔侧线采出，重组分经再沸提浓之后从塔釜出料；

将从塔顶采出的轻组分饱和蒸气通入塔顶气压缩机；