阅读说明：本技术 一种中部蒸汽压缩两段式隔壁塔 (Middle steam compression two-section partition tower ) 是由 李鑫钢 从海峰 何林 李洪 高鑫 陈颢 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种中部蒸汽压缩两段式隔壁塔,包括公共精馏段分割塔,隔壁段分割塔包括预分离段、侧线采出段和公共提馏段,隔壁段分割塔的隔板上封顶,预分离段和侧线采出段的蒸汽流出后汇聚一起进入压缩机,通过压缩机的加压升温来作为自身塔釜的热源,随后进入公共精馏段分割塔。从公共精馏段分割塔底部流出的液体被节流阀减压后作为冷源冷却塔顶的蒸汽随后分流进入隔壁塔段的预分离段和公共提馏段。从公共精馏段分割塔的顶部出来的蒸汽被冷凝器冷却后再次被辅助冷凝器冷却,随后回流入公共精馏段分割塔。本发明将传统的隔壁塔与中部蒸汽压缩技术结合形成了中部蒸汽压缩两段式隔壁塔,具有更高的热力学效率,省去了额外热蒸汽使用,降低了能耗。(The invention provides a middle steam compression two-section type dividing wall tower which comprises a public rectification section dividing tower, wherein the dividing wall section dividing tower comprises a pre-separation section, a lateral line extraction section and a public stripping section, the top of a partition plate of the dividing wall section dividing tower is sealed, steam of the pre-separation section and the steam of the lateral line extraction section flow out and then are converged together to enter a compressor, and the steam is used as a heat source of a tower kettle of the dividing wall section through pressurization and temperature rise of the compressor and then enters the public rectification section dividing tower. The liquid flowing out from the bottom of the public rectifying section dividing tower is decompressed by a throttle valve and then is used as a cold source to cool the steam at the top of the tower, and then the steam is divided and enters a pre-separation section and a public stripping section of the next wall tower section. The vapor coming out of the top of the common rectifying section dividing tower is cooled by the condenser and then cooled by the auxiliary condenser again, and then flows back to the common rectifying section dividing tower. The invention combines the traditional dividing wall tower and the middle steam compression technology to form the middle steam compression two-section dividing wall tower, has higher thermodynamic efficiency, saves the use of extra hot steam and reduces the energy consumption.)

一种中部蒸汽压缩两段式隔壁塔

技术领域

本发明属于化工领域，涉及精馏技术，尤其是一种中部蒸汽压缩两段式隔壁塔。

背景技术

精馏是化工过程中首选的分离过程，其能耗非常巨大，提高其能源利用效率成为精馏发展必要的趋势。国内外已经研发出的一些节能型热耦合精馏塔如精馏与反应相结合的反应精馏塔；精馏与其他过程结合的耦合过程；完全热耦合精馏塔；内部热耦合精馏塔；隔壁塔等。

当分离三组分混合物时，一般需要两个普通精馏塔顺序分离才能得到三种不同的纯组分，而在隔壁塔中只需要一个单塔就可以解决。但是因此带来的问题是塔顶和塔底的温差较大使得常规的热泵精馏应用于隔壁塔时压缩机有着较大的压缩比并不能有较高的热力学效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种中部蒸汽压缩两段式隔壁塔，通过从隔壁塔的隔板上部分割成隔壁塔段分割塔和公精馏段分割塔两部分之间的蒸汽进行压缩来加热塔釜的再沸器，达到了降低压缩比，提高能源利用效率，大幅减少了能耗。

本发明的技术方案如下：

一种中部蒸汽压缩两段式隔壁塔，包括隔壁段分割塔、公共精馏段分割塔，所述隔壁段分割塔内中部竖直固装一隔板，隔板的顶部与塔顶连接，该隔板将所述隔壁段分割塔的内腔分为位于所述隔板左侧的预分离段、位于所述隔板右侧的侧线采出段、位于所述隔板下面的公共提馏段，预分离段与侧线采出段的顶部蒸汽出口管线汇聚后与压缩机的入口连接，压缩机的出口与再沸器的第一流体通道的入口连接，所述再沸器具有互相间隔的两个流体通道，再沸器的第一流体通道的出口与所述公共精馏段分割塔底入口相连，再沸器的第二流体通道的入口与所述隔壁段分割塔的塔釜出口相连，再沸器的第二流体通道的出口与所述公共提馏段相连，所述公共精馏段分割塔底部出口与节流阀入口连接，节流阀的出口与冷凝器第二流体通道入口相连，所述冷凝器具有两个互相间隔的流体通道，冷凝器的第二流体通道出口与隔壁段分割塔顶部相连，冷凝器的第一流体通道入口与公共精馏段分割塔顶部出口连接，冷凝器的第一流体通道出口与辅助冷凝器入口相连，所述辅助冷凝器出口与所述公共精馏段分割塔顶部出口相连。

而且，所述隔板的高度为隔壁段分割塔塔高的10％～80％。

而且，所述隔板设置成使所述预分离段的横截面积与所述侧线采出段的横截面积比为1～4：1。

而且，所述隔壁段分割塔和公共精馏段分割塔为板式塔或填料塔或板式-填料混合塔。

而且，进料首先在预分离段进行初步分离，然后到公共提馏段被再沸器加热，上升蒸汽被隔板分割，一部分进入预分离段，另一部分进入侧线采出段，预分离段和侧线采出段出来的蒸汽合并后进入压缩机，被压缩后的高温高压蒸汽进入再沸器的第一通道入口，被再沸器换热后的气液混合物进入公共精馏段分割塔，从公共提馏段底部出来的液体进入再沸器的第二通道入口，被加热成蒸汽后进入公共提馏段，从公共精馏段分割塔底部流出的液体进入节流阀，被减压后进入冷凝器的第二通道入口，被冷凝器换热后的气液混合物分流成两股分别流入预分离段和侧线采出段，从公共精馏段顶部出来的蒸汽进入冷凝器的第一通道入口，被冷凝后再进入辅助冷凝器被完全冷凝成液体回流入公共精馏段。

而且，所述隔壁段分割塔和公共精馏段分割塔的操作压力为0.1～0.9atm或者1atm或者1.2～12atm。

而且，所述压缩机的压缩比为1.2～7。

而且，所述公共精馏段分割塔塔板数为10～100块，所述预分离段塔板数为10～250块，所述侧线采出段塔板数为10～250块，所述公共提馏段塔板数为10～100块。

本发明的关键在于将压缩机的作用体现在隔壁塔中部分段的气体进行压缩，不只局限于从隔板的上部分割，也可以从隔板的下部进行分割等。

本发明的优点和有益效果：

本发明将传统的隔壁塔与中部蒸汽压缩技术结合形成了中部蒸汽压缩两段式隔壁塔，具有更高的热力学效率，省去了额外热蒸汽使用，降低了能耗。

附图说明

图1是中部蒸汽压缩两段式隔壁塔结构示意图。

1-隔壁段分割塔；2-预分离段；3-侧线采出段；4-公共提馏段；5-压缩机；6-再沸器；7-塔顶冷凝器；8-公共精馏段分割塔；9-节流阀；10-辅助冷凝器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的中部蒸汽压缩两段式隔壁塔进行详细说明：

一种中部蒸汽压缩两段式隔壁塔，如图1所示，包括隔壁段分割塔1、公共精馏段分割塔8，所述隔壁段分割塔内中部竖直固装一隔板，隔板的顶部与塔顶连接，该隔板将所述隔壁段分割塔的内腔分为位于所述隔板左侧的预分离段2、位于所述隔板右侧的侧线采出段3、位于所述隔板下面的公共提馏段4。所述隔壁段分割塔上具有与所述预分离段相连的进料口和塔顶出口、与所述侧线采出段相连的侧线出口和塔顶出口、与所述公共提馏段相连的塔釜出口；预分离段与侧线采出段的顶部蒸汽出口管线汇聚后与压缩机5的入口连接，压缩机的出口与再沸器6的第一流体通道的入口连接，所述再沸器具有互相间隔的两个流体通道。再沸器的第一流体通道的出口与所述公共精馏段分割塔底入口相连，再沸器的第二流体通道的入口与所述隔壁段分割塔的塔釜出口相连，再沸器的第二流体通道的出口与所述公共提馏段相连。所述公共精馏段分割塔底部出口与节流阀9入口连接，节流阀的出口与冷凝器7第二流体通道入口相连，所述冷凝器具有两个互相间隔的第一流体通道和第二流体通道，冷凝器的第二流体通道出口与隔壁段分割塔顶部相连，冷凝器的第一流体通道入口与公共精馏段分割塔顶部出口连接，第一流体通道出口与辅助冷凝器10入口相连。所述辅助冷凝器出口与所述公共精馏段分割塔顶部出口相连。

预分离段2一侧设有至少一个进料入口，侧线采出段3一侧设有至少一个侧线采出口。进料首先在预分离段进行初步分离，然后到公共提馏段4被再沸器6加热，上升蒸汽被隔板分割，一部分进入预分离段2，另一部分进入侧线采出段3。预分离段2和侧线采出段3出来的蒸汽合并后进入压缩机5。被压缩后的高温高压蒸汽进入再沸器6的第一通道入口，被再沸器6换热后的气液混合物进入公共精馏段分割塔8。从公共提馏段4底部出来的液体进入再沸器6的第二通道入口，被加热成蒸汽后进入公共提馏段4。从公共精馏段分割塔8底部流出的液体进入节流阀9，被减压后进入冷凝器7的第二通道入口，被冷凝器换热后的气液混合物分流成两股分别流入预分离段2和侧线采出段3。从公共精馏段8顶部出来的蒸汽进入冷凝器7的第一通道入口，被冷凝后再进入辅助冷凝器10被完全冷凝成液体回流入公共精馏段8。

实施例1

表1为丁烷-丁烯-丁炔三组分的原料组成表

进料从预分离段2左侧进入隔壁塔，进料流量为300kmol/h。隔板位置位于分割塔且其高度为隔壁段分割塔塔高的60％。隔板设置成使预分离段的横截面积与所述侧线采出段的横截面积比为1:1，该隔壁段分割塔和公共精馏段分割塔的操作压力分别为4atm和12atm。压缩机的压缩比为3。公共精馏段分割塔塔板数为60块板，预分离段塔板数为200块，侧线采出段塔板数为200块，公共提馏段塔板数为60块。公共精馏段顶部采出纯度为99.6％的丁烯90kmol/h，隔壁段分割塔中的侧线采出段3采出纯度为99.6％的丁烷120kmol/h，公共提馏段底部采出纯度为99.6％的丁炔90kmol/h。

表2中与传统隔壁塔相比，其能耗和年总投资分析结果如下：

实施例2

表3为苯-甲苯-对二甲苯三组分的原料组成表

进料从预分离段2左侧进入隔壁塔，进料流量为450kmol/h。隔板位置位于分割塔且其高度为隔壁段分割塔塔高的50％。隔板设置成使预分离段的横截面积与所述侧线采出段的横截面积比为1:1，该隔壁段分割塔和公共精馏段分割塔的操作压力分别为1atm和6atm。压缩机的压缩比为6。公共精馏段分割塔塔板数为20块板，预分离段塔板数为35块，侧线采出段塔板数为35块，公共提馏段塔板数为20块。公共精馏段顶部采出纯度为99.2％的苯135kmol/h，隔壁段分割塔中的侧线采出段3采出纯度为99.2％的甲苯180kmol/h，公共提馏段底部采出纯度为99.2％的对二甲苯135kmol/h。

表4中与传统隔壁塔相比，其能耗和年总投资分析结果如下：

实施例3

表5为正戊烷-异戊烷-新戊烷三组分的原料组成表

进料从预分离段2左侧进入隔壁塔，进料流量为520kmol/h。隔板位置位于分割塔且其高度为隔壁段分割塔塔高的30％。隔板设置成使预分离段的横截面积与所述侧线采出段的横截面积比为1:1，该隔壁段分割塔和公共精馏段分割塔的操作压力分别为1atm和4.3atm。压缩机的压缩比为4.3。公共精馏段分割塔塔板数为27块板，预分离段塔板数为39块，侧线采出段塔板数为39块，公共提馏段塔板数为28块。公共精馏段顶部采出纯度为99.4％的新戊烷104kmol/h，隔壁段分割塔中的侧线采出段3采出纯度为99.4％的异戊烷312kmol/h，公共提馏段底部采出纯度为99.4％的正戊烷104kmol/h。

表6中与传统隔壁塔相比，其能耗和年总投资分析结果如下：

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。