使用分隔塔的分離方法
【專利說明】使用分隔塔的分離方法
[0001]相關(guān)串請的交叉引用
[0002]根據(jù)35 U.S.C.§ 119(e)，本申請要求提交于2013年2月21日的系列號為61/767,434的美國臨時專利申請的權(quán)益，其內(nèi)容通過引用全部并入本文，如同在本文完整闡述。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]主張權(quán)利的本發(fā)明(頂部分隔壁塔脫丙烷塔或TDWC)提供一種創(chuàng)新技術(shù)，其中將雙塔系統(tǒng)結(jié)合成單塔。輕組分在塔的預(yù)分餾側(cè)(進料側(cè))濃縮，其中它們作為頂部塔頂產(chǎn)物被移除。中間沸騰組分作為分隔壁相對側(cè)上的塔頂產(chǎn)物被移除。對于相同的產(chǎn)品規(guī)格，TDffC要求比常規(guī)雙塔系統(tǒng)大幅降低的資金和操作成本。
[0004]發(fā)明背景
[0005]蒸餾和吸收是過程工業(yè)中使用的非常普遍的分離技術(shù)。由于過程中涉及加熱和冷卻，兩種技術(shù)都需要大量的能量。這些技術(shù)大部分在多于十年前設(shè)計，當時的經(jīng)濟、政治和社會狀況有所不同。出于經(jīng)濟和社會利益，期望減少能量成本。
[0006]可用復(fù)雜的分離配置，其提供大幅度減少的能量和資本支出。這些可選方案包括分隔壁塔。分隔壁塔通常用于蒸餾工藝。圖1表示現(xiàn)有技術(shù)。塔在390psig操作，塔頂溫度為95° F。這種常規(guī)的脫丙烷塔的目的是將(:2/(:3組分作為塔頂產(chǎn)物分離，和將c4/c4ia分作為塔底產(chǎn)物分離。
[0007]然而，現(xiàn)有技術(shù)具有數(shù)個缺點。不可能在350psig冷凝塔頂產(chǎn)物中的較輕組分并將冷卻水用作塔頂冷卻媒介。塔頂系統(tǒng)具有部分冷凝器。C2和較輕組分(用作燃料氣體)作為蒸汽產(chǎn)物從部分冷凝器取出。C3產(chǎn)物為來自部分冷凝器的液體流。大量的C3組分損失到燃料氣體蒸汽流中?？赏ㄟ^降低塔頂溫度(例如通過使用制冷)或增加塔壓來防止C3組分損失。然而，其增加了塔的運行成本。雖然現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)在CdPC 3+之間提供明確的分離，然而這些組分的回收率很低，因為它們損失到燃料氣體蒸汽流中。
[0008]圖2表示可選的現(xiàn)有技術(shù)。該工藝使用雙塔設(shè)計。第一塔是旨在從進料中分離未冷凝產(chǎn)物的再沸吸收塔。不可冷凝物(用作燃料氣體)為來自該塔的塔頂蒸汽產(chǎn)物。將塔底物由第一塔向第二塔供料。C3產(chǎn)物在第二塔中作為塔頂產(chǎn)物取出，而C 4/C4+作為塔底產(chǎn)物取出。雖然該現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)提供了高的(:3/(:3+回收率。但缺點是較高的資本支出和較高的能量消耗。
[0009]因此，希望具有一種克服現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)缺點的系統(tǒng)。
[0010]發(fā)曰月概沐
[0011]本發(fā)明的實施方案涉及一種方法，其中兩種不同操作(吸收和蒸餾)在頂部分隔壁塔的任一側(cè)進行。在本發(fā)明的一種實施方案中，頂部分隔塔用作從燃料氣體回收C3組分的脫丙烷塔。
[0012]附圖簡沐
[0013]圖1表示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的現(xiàn)有技術(shù)的分離方法；
[0014]圖2表不出根據(jù)本發(fā)明實施方案的雙塔分離方法；和
[0015]圖3表示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的方法原理圖。
[0016]示例性實施方案詳述
[0017]本發(fā)明的實施例涉及一種方法，其中兩種不同操作單元(吸收和蒸餾)在頂部分隔壁塔的任一側(cè)進行。
[0018]通過常規(guī)脫丙烷系統(tǒng)實例解釋本創(chuàng)新。
[0019]主張權(quán)利保護的本發(fā)明提供一種創(chuàng)新技術(shù)，其中用于蒸餾設(shè)置的雙塔系統(tǒng)結(jié)合成單塔。在本發(fā)明的一些實施方案中，輕組分在塔的預(yù)分餾側(cè)(進料側(cè))濃縮，由此它們作為頂部塔頂產(chǎn)物被移除。中間沸騰組分作為分隔壁相對側(cè)上的塔頂產(chǎn)物被移除。因此，對于相同的產(chǎn)品規(guī)格，主張權(quán)利保護的本發(fā)明的頂部分隔壁塔要求比常規(guī)雙塔系統(tǒng)大幅降低的資金和操作成本。
[0020]圖3示出主張權(quán)利保護的本發(fā)明的工作示意圖。示出具有頂部分隔壁的蒸餾塔。頂部分隔塔具有位于分隔壁一側(cè)上的進料側(cè)和在分隔壁相對側(cè)的產(chǎn)物側(cè)。頂部分隔塔的底部部分，即頂部分隔塔的相對側(cè)，是主要部分。
[0021]在本發(fā)明的實施方案中，主張權(quán)利保護的方法原理圖設(shè)計為在單一頂部分隔塔中分離C2 (不可冷凝物)、C3+ (中間組分)、C3 (重組分)。進料流首先發(fā)送到頂部分隔塔的預(yù)分餾側(cè)。豎直分隔壁將塔頂部分隔成兩半。壁的進料側(cè)被稱為預(yù)分餾段。不可冷凝物(用作燃料氣體)作為塔頂蒸汽產(chǎn)物從排氣冷凝器去除。在本發(fā)明的一些實施方案中，通過塔頂燃料氣體生產(chǎn)線上的壓力控制器將塔頂壓力設(shè)置在350psig。進料之上的部分用作吸收段，其主要用于最小化C3組分的損失。預(yù)分餾側(cè)具有來自兩個源的回流:由排氣冷凝器冷凝的液體流；和來自塔底栗的重質(zhì)流。
[0022]在本發(fā)明的實施方案中，在后接有水冷冷凝器的空氣冷卻交換器中將來自主要部分頂部的蒸汽冷凝和冷卻到95° F。冷凝器出口物收集在塔頂接收器中。通過回流栗將C3輕質(zhì)液體從鼓中栗出。輕質(zhì)液體的一部分作為回流返回到塔，和其余部分作為C3產(chǎn)物取出。
[0023]在本發(fā)明的實施方案中，通過被安裝在到達燃料氣體頂部的不可冷凝物管線上的壓力控制回路控制塔的操作壓力，同時通過熱旁通壓力控制回路控制接收的塔頂物的壓力。
[0024]在本發(fā)明的實施方案中，與回流流量控制回路級聯(lián)，控制主塔頂部的溫度。這能夠通過抑制較重組分到達塔頂部的傾向來控制C3產(chǎn)物的品質(zhì)。
[0025]在本發(fā)明的實施方案中，連接到主要部分的再沸器為將蒸汽作為加熱介質(zhì)使用的熱虹吸蒸汽再沸器。通過控制與塔底板溫度控制器級聯(lián)的蒸汽流量來調(diào)節(jié)再沸器的熱量輸入。
[0026]通過與塔底產(chǎn)物流速級聯(lián)的水平控制回路控制C3塔底產(chǎn)物。
[0027]本發(fā)明的總體方面涉及使用頂部分隔塔增加蒸餾過程的能量效率的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員用得自本公開內(nèi)容的知識可理解到，可對本文公開的方法作出各種改變而不脫離本發(fā)明的范圍。用于解釋理論或觀察到的現(xiàn)象或結(jié)果的機理，應(yīng)被解釋僅為說明性的，而不是以任何方式限制所附權(quán)利要求的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種蒸餾塔，其在具有兩個冷凝器和側(cè)部再沸器的頂部分中包括壁。2.權(quán)利要求1的蒸餾塔，其中所述兩個冷凝器為部分冷凝器和總冷凝器。3.權(quán)利要求1的蒸餾塔，其中所述塔被用作從燃料氣體回收C3組分的脫丙烷塔。4.權(quán)利要求1的蒸餾塔，其中所述塔具有進料側(cè)或預(yù)分餾側(cè)和主側(cè)。5.權(quán)利要求4的蒸餾塔，其中所述進料側(cè)作為再沸吸收塔，其從C3分離出不可冷凝物。6.權(quán)利要求4的蒸餾塔，其中所述預(yù)分餾側(cè)包含吸收溶劑。7.權(quán)利要求6的蒸餾塔，其中將一部分所述吸收溶劑作為回流返送到所述塔和其余部分作為C3產(chǎn)物取出。8.權(quán)利要求7的蒸餾塔，其中所述回流有助于減少燃料氣體的C3損失。9.權(quán)利要求1的蒸餾塔，其中所述側(cè)部再沸器用于蒸餾塔的預(yù)分餾側(cè)。10.權(quán)利要求9的蒸餾塔，其中所述側(cè)部再沸器的加熱介質(zhì)為塔底物。
【專利摘要】主張權(quán)利保護的本發(fā)明提供一種其中將雙塔系統(tǒng)結(jié)合成單塔的技術(shù)。輕組分在塔的預(yù)分餾側(cè)(進料側(cè))濃縮，其中它們被作為塔頂產(chǎn)物移除。中間沸騰組分被作為在分隔壁相對側(cè)上的塔頂產(chǎn)移除。對于相同產(chǎn)品規(guī)格，頂部分隔塔比起常規(guī)雙塔系統(tǒng)需要大幅降低的資金和操作成本。
【IPC分類】B01D3/14
【公開號】CN105339062
【申請?zhí)枴緾N201380073676
【發(fā)明人】M·布哈加瓦, C·內(nèi)爾森
【申請人】Gtc科技美國有限責任公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2013年3月14日
【公告號】CA2901972A1, EP2958649A1, US20140231238, WO2014130066A1