纯化设备及使用该纯化设备的纯化方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于蒸馈和纯化原料的设备和方法。
【背景技术】
[0002] 通常地，各种各样的原料（如原油）很大程度上是多种化学材料的混合物，其本身 在工业上很少使用，并且经常是在被分离为各种化合物之后使用。分离所述混合物的化工 工艺的代表是蒸馈工艺。
[0003] 在所述蒸馈工艺中要解决的问题是用最少的能量改善分离效率。
【发明内容】
[0004] [技术问题] 阳〇化]因此，本发明的一个目的在于提供一种用于蒸馈和纯化原料的设备和方法，所述 设备和方法能够最大限度地利用蒸馈塔中的内部热源W减少外部能量的使用。
[0006] [技术方案]
[0007] 本发明设及一种纯化设备。在一个实施方式中，所述纯化设备包括第一蒸馈部分、 第二蒸馈部分和热交换器。图1图示了一个示例性的纯化设备100。如图1所示，本发明的 纯化设备100的第一蒸馈部分包括具有导入原料的第一原料进料口 103并蒸馈所导入的原 料的第一蒸馈塔101、冷凝由第一蒸馈塔101的顶部排出的顶部流体并将一部分所述顶部 流体返回所述第一蒸馈塔的第一冷凝器104、W及传输由第一蒸馈塔101的下部排出的材 料的第一排放路径11。此外，本发明的纯化设备100的第二蒸馈部分包括具有导入原料的 第二原料进料口 105并蒸馈所导入的原料的第二蒸馈塔102、冷凝由第二蒸馈塔102的顶 部排出的顶部流体并将一部分所述顶部流体返回第二蒸馈塔102的第二冷凝器106、加热 由第二蒸馈塔102的底部排出的底部流体并将一部分所述底部流体返回第二蒸馈塔102的 第二再沸器107,W及传输由第二蒸馈塔102的底部排出的材料的第二排放路径12。此外， 在由第二蒸馈塔102的顶部排出的顶部流体被导入第二冷凝器106之前，本发明的纯化设 备100的热交换器108在由第二蒸馈塔102的顶部排出的顶部流体与由第一蒸馈塔101的 底部排出的底部流体之间进行热交换。在运里，至少一部分或全部的由第一蒸馈塔101的 底部排出的底部流体可返回第一蒸馈塔101的底部。在本发明中，热交换器108可将热量 从由第二蒸馈塔102的顶部排出的高溫顶部流体转移至由第一蒸馈塔101的底部排出的底 部流体。流经热交换器108的第二蒸馈塔102的顶部流体可被排放至第二冷凝器106。随 着热交换器108的使用，第二蒸馈塔102的顶部流体可W较低的溫度被排放至第二冷凝器 106,且第一蒸馈塔101的底部流体可被加热W流回第一蒸馈塔101。
[0008] 如图2所示，本发明的示例性纯化设备200可进一步包括第一再沸器209,其加 热由第一蒸馈塔201的底部排出的底部流体并将一部分所述底部流体返回至第一蒸馈塔 201。如图2所示，第一再沸器209可加热不同于流经所述热交换器的第一蒸馈塔201的底 部流体之外的另一底部流体，并将一部分所述另一底部流体回流至第一蒸馈塔201，但并不 仅限于此。例如，尽管在附图中并未显示，第一再沸器209可加热流经所述热交换器的第一 蒸馈塔201的底部流体，并回流至少部分的所述底部流体。流经第一再沸器209的底部流 体可流回第一蒸馈塔201。因此，第一蒸馈塔201的底部流体通过由热交换器208传递的热 源来加热。因此，可减少在第一再沸器209中用于加热底部流体的能量。
[0009] 在一个实施方式中，可控制本发明的第二蒸馈塔102的运行压力P2高于第一蒸馈 塔101的运行压力P1。例如，所述第二蒸馈塔的运行压力P2与所述第一蒸馈塔的运行压 力Pl之间的差异可在 0. 25 至 3.f5kg/cm2g、l至 3. 3kg/cm2g、l. 5 至 3. 0kg/cm2g、或 2. 0 至 2. 8kg/cm2g的范围。在一个实施方式中，所述第一蒸馈塔的运行压力Pl与所述第二蒸馈 塔的运行压力P2 之比P1/P2 可在 0. 02 至 0. 85、0. 03 至 0. 80、0. 05 至 0. 73、0. 08 至 0. 70、 0. 10至0. 67、0. 1至0. 65、0. 1至0. 60、或0. 1至0. 55的范围。通过控制如上所述的第一 和第二蒸馈塔101和102的压力，则如下所述可W控制所述第一蒸馈塔的底部流体的溫度 和所述第二蒸馈塔的顶部流体的溫度，并因此可有效利用内部能量。
[0010] 为了交换第二蒸馈塔102的顶部流体与第一蒸馈塔101的底部流体之间的热量， 可W所述顶部流体与所述底部流体之间产生的溫度差在5°C至25°C、10°C至23°C、15°C至 22°C、或18°C至22°C的范围的方式控制工序。具体而言，所述第一蒸馈塔的底部流体的溫 度Tl与所述第二蒸馈塔的顶部流体的溫度T2之比T1/T2可在0. 5至0. 96、0. 53至0. 95、 0. 55 至 0. 94、0. 57 至 0. 93、0. 60 至 0. 92、0. 65 至 0. 90、0. 70 至 0. 90、或 0. 75 至 0. 85 的范 围。此溫度比值可通过，但不限于，如上所述的控制第一或第二蒸馈塔的压力的方法来实 现。
[0011] 在一个实施方式中，所述第二蒸馈塔的运行压力可在1. 5至3.化g/cm2g、2. 0至 3. 3kg/cm2g、2. 3至3. 0kg/cm2g、或2. 5至2. 9kg/cm2g的范围。此外，所述第一蒸馈塔的运 行压力可在0. 1至1.f5kg/cm2g、0. 15至1. 0kg/cm2g、或0. 2至0. 8kg/cm2g的范围。在本发 明中，除非本文中另有定义，否则所述运行压力为所述蒸馈塔的顶部的运行压力。所述运行 压力并不作特别的限定，只要其满足所述第一蒸馈塔的运行压力Pl与所述第二蒸馈塔的 运行压力P2之比P1/P2即可。在本发明中，所述流体之间的热量在所述运行压力的控制下 进行交换，且可通过现有工序之间的热交换而不是使用外部热源来改善工序的能量效率
[0012] 此外，如图3所示，在另一个实施方式中，本发明的纯化设备300可进一步包括回 收单元310,其回收由第一排放路径11或第二排放路径12排出的材料。回收单元310可从 由第一排放路径11和第二排放路径12中的至少一个排出的材料中回收一些有效组分。
[0013] 与此同时，作为针对第一蒸馈塔101的底部流体与第二蒸馈塔102的顶部流体之 间的热交换的规划，除了调节所述压力之外，第一蒸馈塔101的一部分顶部产物可被排放 至第一蒸馈塔101的底部流体中。将第一蒸馈塔101下部的高溫底部流体与所述第一蒸馈 塔的一部分低溫顶部产物混合。由此，相对降低了所述底部流体中具有高沸点的材料的浓 度，并降低了第一蒸馈塔101的全部底部流体的溫度。在第一蒸馈塔101的底部流体与第 二蒸馈塔102的顶部流体之间的关系中，可满足上述溫度比值T1/T2。将第一蒸馈塔101的 顶部产物排放至第一蒸馈塔101的底部流体中的方法不作特别的限定，且可采用本领域的 常规方法来实现。在一个实施方式中，如下所述采用第一蒸馈塔101的第一排放路径11来 控制流速，因而所述第一蒸馈塔的顶部产物可被排放至流入第一排放路径11的所述底部 流体或下部排放材料中，但所述实施方式并不仅限于此。
[0014] 此处所用的术语"顶部产物"指的是在所述第一或第二蒸馈塔的顶部产生并且具 有相对较低的沸点的富含低沸点组分的材料，而此处所用的术语"底部产物"指的是在所 述第一或第二蒸馈塔的底部产生且具有相对较高的沸点的富含高沸点组分的材料。在运 里，所述术语"富含低沸点组分的材料"指的是其中在所述顶部产生并且具有相对较低沸点 的低沸点组分的含量高于原料中所含的低沸点、高沸点或和中等沸点组分的各个含量的材 料。例如，所述富含低沸点组分的材料可指的是其中所含的所述低沸点组分的含量等于或 大于80重量％、90重量％、95重量％或99重量％的产物。此外，所述术语"富含高沸点组 分的材料"指的是其中在所述底部产生并且具有相对较高沸点的高沸点组分的含量高于原 料中所含的低沸点、高沸点或和中等沸点组分的各个含量的材料。例如，所述富含高沸点 组分的材料可指的是其中所含的所述高沸点组分的含量等于或大于80重量％、90重量％、 95重量％或99重量％的产物。此外，此处所用的术语"顶部"指