CN221846116U - 一种丁辛醇生产设备、丁醇分离装置及辛醇分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种丁辛醇生产设备、丁醇分离装置及辛醇分离装置,包括丁醇分离和辛醇分离两种工艺,两种工艺使用同样的原料,经过不同工序分别得到正、异丁醇以及辛醇产品,丁醇分离按照顺序分为加氢、脱轻脱重、分离正异构三个部分;辛醇分离按照顺序可以分为分离正异构、加氢、脱轻脱重三个部分;丁醇脱轻脱重部分由丁醇预精馏塔、丁醇精馏塔完成,丁醇分离正异构部分由丁醇异构物一塔、丁醇异构物二塔完成;辛醇分离正异构部分由丁醛异构物一塔、丁醛异构物二塔完成,辛醇脱轻脱重部分由辛醇预精馏塔、辛醇精馏塔完成;正异丁醛的混合物作为原料进入丁醇分离工艺和/或辛醇分离工艺。本实用新型能耗更低,实现了塔与塔之间的热量交换,大大降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型为一种丁辛醇生产设备、丁醇分离装置及辛醇分离装置。
背景技术
丁醇和辛醇可以在同一套装置中用相似的合成方法生产,故习惯称为丁辛醇。丁辛醇是合成精细化工产品的重要原料,主要用于生产增塑剂、溶剂、脱水剂、消泡剂、分散剂、浮选剂、石油添加剂及合成香料等。丁醇下游消费主要为丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、DBP。辛醇下游消费主要为DOP、DOTP、丙烯酸辛酯。
丁辛醇是随着石油化工、聚氯乙烯材料工业以及羰基合成工业技术的发展而迅速发展起来的。丁辛醇的工业化生产方法主要有乙醛缩合法、发酵法、齐格勒法和羰基合成法等,其中羰基合成法当今最主要的丁辛醇生产技术。
丙烯羰基合成生产丁辛醇分离工艺过程:(1)丙烯氢甲酰化反应,粗醛精制得到正丁醛和异丁醛;(2)正丁醛和异丁醛加氢得到产品正丁醇和异丁醇;(3)正丁醛经缩合,加氢得到产品辛醇。丙烯羰基合成法又分为高压法、中压法和低压法。低压羰基合成戴维技术生产丁辛醇是七十年代中期才工业化的一项新工艺,这是由美国联合碳化物公司、英国戴维公司和英国约翰逊马瑟公司联合开发的新技术,后续联碳与戴维公司又开发了第四代低压液相羰基合成工艺“UCC/Davy MK-IV”工艺。
低压丁辛醇技术是使用丙烯和合成气(氢气与一氧化碳的混合物)生产正、异丁醛的低压羰基工艺。在过去30多年里,Davy工艺技术与陶氏化学公司共同营销低压丁辛醇技术并提供技术转让和服务;至今,已向全球四个大洲15个国家和地区的29个项目转让了此项技术。低压丁辛醇技术被认为是世界领先的可供转让的丁辛醇技术,占全球通过转让技术并以丙烯为原料所生产的丁辛醇产量的85%以上。
低压丁辛醇技术在各反应工段优势明显,但是后续的分离工序如丁醛分离,丁醇分离,辛醇分离等,各塔操作温度高,单塔温差大,相互之间无换热,能耗较高,因此有必要对后续的分离工序进行技术改进,节约能耗。
丁辛醇装置反应液精馏得丁醇和辛醇,现有生产装置多数都采用脱轻脱重、分离正异构工序分别进行,使用的热源与冷媒均采用外部公用工程,塔与塔之间没有热量交换,使得能耗很大,从而导致生产成本高,如何降低能耗,节约成本为本申请改进的重点。
实用新型内容
针对现有技术的不足,本实用新型要解决的技术问题是:提供一种丁辛醇生产设备、丁醇分离装置及辛醇分离装置。所述设备能耗更低,实现了塔与塔之间的热量交换,大大降低了生产成本。
本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是:
第一方面,本实用新型提供一种丁辛醇生产设备,所述设备包括丁醇预精馏塔、丁醇精馏塔、丁醇异构物一塔、丁醇异构物二塔、丁醛异构物一塔、丁醛异构物二塔、辛醇预精馏塔、辛醇精馏塔,共8座塔,均配备相应的冷凝器、回流分相罐与再沸器;
丁醇预精馏塔的进料口连接丁醇反应系统的出料;
丁醇预精馏塔的塔釜出料连接丁醇精馏塔的进料,丁醇预精馏塔的塔顶回流并作为轻组分采出;
所述丁醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶气相连接丁醇异构物二塔的塔釜再沸器的换热入口,丁醇异构物二塔的塔釜再沸器的换热出口连接丁醇精馏塔塔顶设置的回流分相罐在丁醇精馏塔的塔顶进行回流;同时丁醇精馏塔塔顶的回流物料经管道同时连接丁醇预精馏塔的进料口;
所述丁醇精馏塔的侧线采出口分别连接丁醇异构物一塔和丁醇异构物二塔;
所述丁醇异构物一塔的塔釜再沸器与丁醇异构物二塔的塔顶连接换热,且丁醇异构物一塔的塔釜和丁醇异构物二塔的塔釜均采出正丁醇;
所述丁醇异构物一塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物一塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇;
所述丁醇异构物二塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物二塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇;
所述丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔的进料均为来自丙烯羰基化反应的混合丁醛,丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔的塔顶回流出料为异丁醛或混合丁醛,也可以连接丁醇反应系统的进料口;
所述丁醛异构物一塔的塔釜再沸器与丁醛异构物二塔的塔顶换热,且丁醛异构物一塔的塔底和丁醛异构物二塔的塔底出料经辛醇反应系统后连接辛醇预精馏塔的进料口;
所述丁醛异构物二塔的塔底再沸器与所述辛醇精馏塔的塔顶换热;
所述辛醇预精馏塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接辛醇预精馏塔的塔顶入口,另一部分采出轻组分;
所述辛醇预精馏塔的塔釜出料连接辛醇精馏塔的进料口;所述辛醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶冷凝回流后采出辛醇。
进一步地,所述丁醛异构物二塔设置两台并联设置的再沸器,一台为丁醛异构物二塔一号再沸器,以蒸汽为再沸器热源;一台为丁醛异构物二塔二号再沸器,以辛醇精馏塔塔顶气相为热源;所述丁醇反应系统的进料为来自丙烯羰基化反应的混合丁醛。
第二方面,本实用新型提供一种丁醇分离装置,所述丁醇分离装置包括丁醇预精馏塔、丁醇精馏塔、丁醇异构物一塔、丁醇异构物二塔,每座塔均配备相应的冷凝器、回流分相罐与再沸器;
丁醇预精馏塔的进料口连接丁醇反应系统的出料,该出料的主要成分是混合丁醇;
丁醇预精馏塔的塔釜出料连接丁醇精馏塔的进料,丁醇预精馏塔的塔顶回流并作为轻组分采出;
所述丁醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶气相连接丁醇异构物二塔的塔釜再沸器的换热入口,丁醇异构物二塔的塔釜再沸器的换热出口连接丁醇精馏塔塔顶设置的回流分相罐在丁醇精馏塔的塔顶进行回流;同时丁醇精馏塔塔顶的回流物料经管道同时连接丁醇预精馏塔的进料口;
所述丁醇精馏塔的侧线采出口分别连接丁醇异构物一塔和丁醇异构物二塔;
所述丁醇异构物一塔的塔釜再沸器与丁醇异构物二塔的塔顶连接换热,且丁醇异构物一塔的塔釜和丁醇异构物二塔的塔釜均采出正丁醇;
所述丁醇异构物一塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物一塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇;
所述丁醇异构物二塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物二塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇。
第三方面,本实用新型提供一种辛醇分离装置,所述辛醇分离装置包括丁醛异构物一塔、丁醛异构物二塔、辛醇预精馏塔和辛醇精馏塔;
所述丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔的进料均为来自丙烯羰基化反应的混合丁醛,丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔的塔顶回流出料为异丁醛或混合丁醛;
所述丁醛异构物一塔的塔釜再沸器与丁醛异构物二塔的塔顶换热,且丁醛异构物一塔的塔底和丁醛异构物二塔的塔底出料经辛醇反应系统后连接辛醇预精馏塔的进料口;
所述丁醛异构物二塔的塔底再沸器与所述辛醇精馏塔的塔顶换热;
所述辛醇预精馏塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接辛醇预精馏塔的塔顶入口,另一部分采出轻组分;
所述辛醇预精馏塔的塔釜出料连接辛醇精馏塔的进料口;所述辛醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶冷凝回流后采出辛醇。
第四方面,本实用新型提供一种丁辛醇生产的三效精馏方法,包括丁醇分离和辛醇分离两种工艺,两种工艺使用同样的原料,经过不同工序分别得到正、异丁醇以及辛醇产品,丁醇分离按照顺序分为加氢、脱轻脱重、分离正异构三个部分;辛醇分离按照顺序可以分为分离正异构、加氢、脱轻脱重三个部分;
丁醇脱轻脱重部分由丁醇预精馏塔、丁醇精馏塔完成,丁醇分离正异构部分由丁醇异构物一塔、丁醇异构物二塔完成;辛醇分离正异构部分由丁醛异构物一塔、丁醛异构物二塔完成,辛醇脱轻脱重部分由辛醇预精馏塔、辛醇精馏塔完成;
正异丁醛的混合物作为原料进入丁醇分离工艺和/或辛醇分离工艺;
在丁醇分离工艺中,正异丁醛的混合物整体加氢得到正异丁醇的混合物,即丁醇粗品;丁醇粗品先经过丁醇预精馏塔脱掉轻组分以及丁醇精馏塔脱掉轻组分、重组分和杂质,然后经过两个不同压力的异构塔分离正丁醇与异丁醇,得到正丁醇与异丁醇产品;丁醇异构物一塔和丁醇异构物二塔这两个塔的压力设置满足能耗与分离效果平衡的要求;
在辛醇分离工艺中,正异丁醛的混合物经过两个不同压力的异构塔分离正丁醛与异丁醛,取正丁醛加氢,得到辛醇粗品;辛醇粗品最后经过辛醇预精馏塔、辛醇精馏塔脱掉轻组分、重组分与杂质,得到辛醇产品;丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔这两个塔一个压力高一个压力低,压力高的塔温度高,压力高的塔的塔顶温度高于压力低的塔的塔底温度,并具有温度差;
丁醇精馏塔的塔顶气相为丁醇异构物二塔做热源,丁醇异构物二塔的塔顶气相为丁醇异构物一塔做热源;辛醇精馏塔的塔顶气相为丁醛异构物二塔的再沸器做一部分热源,丁醛异构物二塔的塔顶气相为丁醛异构物一塔再沸器做热源;
丁醇精馏塔的塔顶温度>丁醇异构物二塔的塔底温度,丁醇异构物二塔的塔顶温度>丁醇异构物一塔的塔底温度;
辛醇精馏塔的塔顶温度>丁醛异构物二塔的塔底温度,丁醛异构物二塔的塔顶温度>丁醛异构物一塔的塔底温度;
并且两两之间温差要求不小于5℃。
所述两两之间温差为5℃~50℃,优选为温差为10℃~30℃。
所述丁醇预精馏塔的塔顶压力常压~100kPa(G),塔顶温度70~140℃,塔底温度100~170℃;
丁醇精馏塔的塔顶压力常压~100kPa(G),塔顶温度90~170℃,塔底温度110~190℃;
丁醇异构物一塔的塔顶压力-100kPa(G)~常压,塔顶温度20~100℃,塔底温度40~120℃;
丁醇异构物二塔的塔顶压力-60kPa(G)~40kPa(G),塔顶温度60~140℃,塔底温度80~160℃;
丁醛异构物一塔的塔顶压力-100kPa(G)~常压,塔顶温度20~100℃,塔底温度40~120℃;
丁醛异构物二塔的塔顶压力常压~200kPa(G),塔顶温度40~140℃,塔底温度60~160℃;
辛醇预精馏塔的塔顶压力-100kPa(G)~常压,塔顶温度60~140℃,塔底温度100~180℃;
辛醇精馏塔的塔顶压力-100kPa(G)~常压,塔顶温度90~160℃,塔底温度110~190℃。
各塔为板式塔或填料塔,各塔流量参数FP值均在0.02~0.2之间;为填料塔时,塔内件包括填料、填料支撑圈和液体分布器。
所述原料可以是丙烯羰基化反应的产品混合丁醛,也可以是正丁醛与异丁醛为主要成分的混合物;原料的质量百分比组成范围为:正丁醛与异丁醛混合物占比90%~100%,轻组分占比0%~4%,重组分占比0%~6%;正丁醇与异丁醇的比例在1:1到15:1之间。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1.本实用新型中将丁醇分离工艺与辛醇分离工艺分离开,可以在一定程度上自由调配丁醇与辛醇反应的比例,可以更加灵活的适应市场需求;丁醇分离工艺和辛醇分离工艺各自进行三效节能换热设计,大大降低能耗。克服了在常规丁辛醇分离工艺中,精馏塔生产所需的热源与冷媒均使用常规的热源与冷媒直接进行加热或冷却,塔顶气相的余热得不到有效利用的问题。
2.本实用新型中将丁醇精馏塔塔顶气相用于为丁醇异构物二塔再沸器做热源、将辛醇精馏塔塔顶气相用于为丁醛异构物二塔再沸器做热源,将这两股高温流股的热量充分利用,使丁醇异构物二塔不再需要额外的热源,降低了整个工艺中的能耗。
3.本实用新型中的丁醇异构塔与丁醛异构塔由Davy工艺的单塔工艺改为双塔热耦合工艺,设计不同的热耦合换热流程,把一个塔拆成两个塔,两个塔功能相同,工作条件不同,这两个塔压力不同,压力较高者塔温高,压力较低者塔温低,并使得高压的塔的塔顶温度高于低压的塔的塔底温度并存在一定的温度差,可以在这两个塔之间进行双效换热。
4.在Davy工艺中,受制于年代与技术限制,其塔器均使用板式塔结构,塔内件采用的塔盘,使全塔压降大,塔底温度较高。本实用新型塔内件采用填料替换Davy工艺的塔盘,极大的降低了全塔压降,进一步的降低了塔底温度,为后续设计三效换热提供基础条件。本实用新型可以实现三效换热,能耗低,设计合理,操作简单,相比于其他工业节能设计,该方法投资少、实用可靠、效果显著,相比于Davy工艺,本实用新型工艺可节能40-60%左右。
附图说明
图1为本实用新型丁辛醇生产的三效精馏方法的工艺流程图。
图中,1-丁醇反应系统;2-丁醇预精馏塔;3-丁醇预精馏塔再沸器;4-丁醇预精馏塔冷凝器;5-丁醇预精馏塔回流分相罐;6-丁醇预精馏塔回流泵;7-丁醇预精馏塔塔底泵;8-丁醇精馏塔;9-丁醇精馏塔再沸器;10-丁醇精馏塔回流分相罐;11-丁醇精馏塔回流泵;12-丁醇精馏塔塔底泵;13-丁醇精馏塔侧线采出泵;14-丁醇异构物一塔;15-丁醇异构物一塔再沸器;16-丁醇异构物一塔冷凝器;17-丁醇异构物一塔回流罐;18-丁醇异构物一塔回流泵;19-丁醇异构物一塔塔底泵;20-丁醇异构物二塔;21-丁醇异构物二塔再沸器;22-丁醇异构物二塔回流罐;23-丁醇异构物二塔回流泵;24-丁醇异构物二塔塔底泵;25-丁醛异构物一塔;26-丁醛异构物一塔再沸器;27-丁醛异构物一塔冷凝器;28-丁醛异构物一塔回流分相罐;29-丁醛异构物一塔回流泵;30-丁醛异构物一塔塔底泵;31-丁醛异构物二塔;32-丁醛异构物二塔一号再沸器;33-丁醛异构物二塔二号再沸器;34-丁醛异构物二塔回流分相罐;35-丁醛异构物二塔回流泵;36-丁醛异构物二塔塔底泵;37-辛醇反应系统;38-辛醇预精馏塔;39-辛醇预精馏塔再沸器;40-辛醇预精馏塔冷凝器;41-辛醇预精馏塔回流分相罐;42-辛醇预精馏塔回流泵;43-辛醇预精馏塔塔底泵;44-辛醇精馏塔;45-辛醇精馏塔再沸器;46-辛醇精馏塔回流罐;47-辛醇精馏塔回流泵;48-辛醇精馏塔塔底泵。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步解释本实用新型,但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
本实用新型一种丁辛醇生产设备,包括丁醇预精馏塔2、丁醇精馏塔8、丁醇异构物一塔14、丁醇异构物二塔20、丁醛异构物一塔25、丁醛异构物二塔31、辛醇预精馏塔38、辛醇精馏塔44,共8座塔,均配备相应的冷凝器、回流分相罐与再沸器;
丁醇预精馏塔2的进料口连接丁醇反应系统1的出料,所述丁醇反应系统的进料为来自丙烯羰基化反应的混合丁醛;
丁醇预精馏塔2的塔釜出料连接丁醇精馏塔8的进料,丁醇预精馏塔2的塔顶回流并作为轻组分采出;
所述丁醇精馏塔8的塔釜采出重组分,塔顶气相连接丁醇异构物二塔20的塔釜再沸器的换热入口,丁醇异构物二塔20的塔釜再沸器的换热出口连接丁醇精馏塔塔顶设置的回流分相罐在丁醇精馏塔8的塔顶进行回流;同时丁醇精馏塔8塔顶的回流物料经管道同时连接丁醇预精馏塔2的进料口;
所述丁醇精馏塔8的侧线采出口分别连接丁醇异构物一塔14和丁醇异构物二塔20,
所述丁醇异构物一塔14的塔釜再沸器与丁醇异构物二塔20的塔顶连接换热,且丁醇异构物一塔14的塔釜和丁醇异构物二塔20的塔釜均采出正丁醇;
所述丁醇异构物一塔14的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物一塔14的塔顶入口,另一部分采出异丁醇;
所述丁醇异构物二塔20的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物二塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇;
所述丁醛异构物一塔25和丁醛异构物二塔31的进料均为来自丙烯羰基化反应的混合丁醛,丁醛异构物一塔25和丁醛异构物二塔31的塔顶回流出料主要为异丁醛或混合丁醛,丁醛异构物一塔25和丁醛异构物二塔31的塔顶回流出料可以连接丁醇反应系统1的进料口;
所述丁醛异构物一塔25的塔釜再沸器与丁醛异构物二塔31的塔顶换热,且丁醛异构物一塔25的塔底和丁醛异构物二塔31的塔底出料经辛醇反应系统37后连接辛醇预精馏塔38的进料口;
所述丁醛异构物二塔31的塔底再沸器与所述辛醇精馏塔的塔顶换热;
所述辛醇预精馏塔38的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接辛醇预精馏塔38的塔顶入口,另一部分采出轻组分;
所述辛醇预精馏塔38的塔釜出料连接辛醇精馏塔44的进料口;所述辛醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶冷凝回流后采出辛醇。
进一步地,所述丁醛异构物二塔31设置两台并联设置的再沸器,一台为丁醛异构物二塔一号再沸器32,以蒸汽为再沸器热源;一台为丁醛异构物二塔二号再沸器33,以辛醇精馏塔塔顶气相为热源。
本实用新型还保护一种丁醇分离装置,包括丁醇预精馏塔2、丁醇精馏塔8、丁醇异构物一塔14、丁醇异构物二塔20,每座塔均配备相应的冷凝器、回流分相罐与再沸器;
丁醇预精馏塔2的进料口连接丁醇反应系统1的出料,该出料的主要成分是混合丁醇(正丁醇与异丁醇),所述丁醇反应系统的进料为来自丙烯羰基化反应的混合丁醛;
丁醇预精馏塔2的塔釜出料连接丁醇精馏塔8的进料,丁醇预精馏塔2的塔顶回流并作为轻组分采出;
所述丁醇精馏塔8的塔釜采出重组分,塔顶气相连接丁醇异构物二塔20的塔釜再沸器的换热入口,丁醇异构物二塔20的塔釜再沸器的换热出口连接丁醇精馏塔塔顶设置的回流分相罐在丁醇精馏塔8的塔顶进行回流;同时丁醇精馏塔8塔顶的回流物料经管道同时连接丁醇预精馏塔2的进料口;
所述丁醇精馏塔8的侧线采出口分别连接丁醇异构物一塔14和丁醇异构物二塔20;
所述丁醇异构物一塔14的塔釜再沸器与丁醇异构物二塔20的塔顶连接换热,且丁醇异构物一塔14的塔釜和丁醇异构物二塔20的塔釜均采出正丁醇;
所述丁醇异构物一塔14的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物一塔14的塔顶入口,另一部分采出异丁醇;
所述丁醇异构物二塔20的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物二塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇。
本实用新型还保护一种辛醇分离装置,包括丁醛异构物一塔25、丁醛异构物二塔31、辛醇预精馏塔38、辛醇精馏塔44,每座塔均配备相应的冷凝器、回流分相罐与再沸器;
所述丁醛异构物一塔25和丁醛异构物二塔31的进料均为来自丙烯羰基化反应的混合丁醛,丁醛异构物一塔25和丁醛异构物二塔31的塔顶回流出料为异丁醛或混合丁醛;
所述丁醛异构物一塔25的塔釜再沸器与丁醛异构物二塔31的塔顶换热,且丁醛异构物一塔25的塔底和丁醛异构物二塔31的塔底出料经辛醇反应系统37后连接辛醇预精馏塔38的进料口;
所述丁醛异构物二塔31的塔底再沸器与所述辛醇精馏塔的塔顶换热;
所述辛醇预精馏塔38的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接辛醇预精馏塔38的塔顶入口,另一部分采出轻组分;
所述辛醇预精馏塔38的塔釜出料连接辛醇精馏塔44的进料口;所述辛醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶冷凝回流后采出辛醇。
本实用新型丁辛醇生产的三效精馏方法,包括丁醇分离和辛醇分离两种工艺,两种工艺使用同样的原料,经过不同工序分别得到正、异丁醇以及辛醇产品,其中,丁醇分离按照顺序分为加氢、脱轻脱重、分离正异构三个部分;辛醇分离按照顺序可以分为分离正异构、加氢、脱轻脱重三个部分;
丁醇脱轻脱重部分由丁醇预精馏塔2、丁醇精馏塔8完成,丁醇分离正异构部分由丁醇异构物一塔14、丁醇异构物二塔20完成;辛醇分离正异构部分由丁醛异构物一塔25、丁醛异构物二塔31完成,辛醇脱轻脱重部分由辛醇预精馏塔38、辛醇精馏塔44完成;
丙烯原料经过羰基化反应,得到正异丁醛的混合物,再进入后续丁醇分离工艺或辛醇分离工艺;
在丁醇分离工艺中,正异丁醛的混合物整体加氢得到正异丁醇的混合物,即丁醇粗品。丁醇粗品先经过丁醇预精馏塔2脱掉轻组分以及丁醇精馏塔8脱掉轻组分、重组分、水等杂质,然后经过两个不同压力(丁醇异构物一塔和丁醇异构物二塔这两个塔的压力设置满足能耗与分离效果平衡的要求)的异构塔分离正丁醇与异丁醇,得到正丁醇与异丁醇产品;
在辛醇分离工艺中,正异丁醛的混合物经过两个不同压力(丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔这两个塔一个压力高一个压力低,压力高的塔温度高,塔顶温度高于压力低者的塔底温度并有一定温差方可进行换热)的异构塔分离正丁醛与异丁醛,取正丁醛加氢,得到辛醇粗品;辛醇粗品最后经过辛醇预精馏塔38、辛醇精馏塔44脱掉轻组分、重组分与杂质,得到辛醇产品;
丁醇精馏塔的塔顶气相为丁醇异构物二塔做热源,丁醇异构物二塔的塔顶气相为丁醇异构物一塔做热源;辛醇精馏塔的塔顶气相为丁醛异构物二塔的再沸器做一部分热源,丁醛异构物二塔的塔顶气相为丁醛异构物一塔再沸器做热源。在丁醇和辛醇分离工艺中,各自构成了三效换热网络,大大降低了能耗。所述三效换热网络指每一个流程中均有三个塔参与换热即为三效换热。
具体丁辛醇生产的三效精馏方法的工艺过程是:
丁醇分离工艺中:
来自丙烯羰基化反应的混合丁醛经过丁醇反应系统1,整体加氢后得到含有少部分杂质的混合丁醇。
混合丁醇送至丁醇预精馏塔2,丁醇预精馏塔2设置一台再沸器3,以蒸汽作为再沸器热源;丁醇预精馏塔2的塔顶压力常压~100kPa(G),其中G表示表压,塔顶温度70~140℃,塔底温度100~170℃;丁醇预精馏塔2塔顶气相进入丁醇预精馏塔冷凝器4冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醇预精馏塔回流分相罐5,回流分相罐5中的水相排出界区,回流分相罐5中的有机相经过丁醇预精馏塔回流泵6输送,一部分作为回流返回丁醇预精馏塔2顶部,另一部分作为轻组分采出。
丁醇预精馏塔2塔底的物料通过丁醇预精馏塔塔底泵7输送进入丁醇精馏塔8,丁醇精馏塔8设置一台再沸器9,以蒸汽作为再沸器热源;丁醇精馏塔8的塔顶压力常压~100kPa(G),塔顶温度90~170℃,塔底温度110~190℃;丁醇精馏塔8塔顶气相进入丁醇异构物二塔再沸器21冷凝,冷凝后的液体进入丁醇精馏塔回流分相罐10,回流分相罐10中的水相排出界区,回流分相罐10中的有机相经过丁醇精馏塔回流泵11输送,一部分作为回流返回丁醇精馏塔8顶部,另一部分作为轻组分采出后返回到丁醇预精馏塔2。丁醇精馏塔8塔底的重组分通过丁醇精馏塔塔底泵12采出。丁醇精馏塔8侧线采出的物料通过丁醇精馏塔侧线采出泵13采出后分为两股,一股进入丁醇异构物一塔14,一股进入丁醇异构物二塔20。
丁醇异构物一塔14设置一台再沸器15,以丁醇异构物二塔塔顶气相作为再沸器热源;丁醇异构物一塔14的塔顶压力-100kPa(G)~常压,塔顶温度20~100℃,塔底温度40~120℃;丁醇异构物一塔14塔顶气相进入丁醇异构物一塔冷凝器16冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醇异构物一塔回流罐17,回流罐17中的物料经过丁醇异构物一塔回流泵18的输送,一部分作为回流返回丁醇异构物一塔14顶部,一部分作为异丁醇产品采出。丁醇异构物一塔14塔底的正丁醇产品通过丁醇异构物一塔塔底泵19输送采出至正丁醇产品罐。
丁醇异构物二塔20设置一台再沸器21,以丁醇精馏塔塔顶气相作为再沸器热源;丁醇异构物二塔20的塔顶压力-60kPa(G)~40kPa(G),塔顶温度60~140℃,塔底温度80~160℃;丁醇异构物二塔20塔顶气相进入丁醇异构物一塔再沸器15冷凝,冷凝后的液体进入丁醇异构物二塔回流罐22,丁醇异构物二塔回流罐22中的物料经过丁醇异构物二塔回流泵23的输送,一部分作为回流返回丁醇异构物二塔20顶部,一部分作为异丁醇产品采出。丁醇异构物二塔20塔底的正丁醇产品通过丁醇异构物二塔塔底泵24输送采出至正丁醇产品罐。
辛醇分离工艺中:
来自丙烯羰基化反应的混合丁醛分为两股,一股进入丁醛异构物一塔25,一股进入丁醛异构物二塔31。
丁醛异构物一塔25设置一台再沸器26,以丁醛异构物二塔塔顶气相作为再沸器热源;丁醛异构物一塔25的塔顶压力-100kPa(G)~常压,塔顶温度20~100℃,塔底温度40~120℃;丁醛异构物一塔25塔顶气相进入丁醛异构物一塔冷凝器27冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醛异构物一塔回流分相罐28,回流分相罐28中的物料经过丁醛异构物一塔回流泵29的输送,一部分作为回流返回丁醛异构物一塔25顶部,一部分作为异丁醛或混合丁醛产品采出,采出的异丁醛或混合丁醛产品可进入丁醇分离工艺参与后续反应。丁醛异构物一塔25塔底的物料通过丁醛异构物一塔塔底泵30输送,采出正丁醛。
丁醛异构物二塔31设置两台再沸器,一台为丁醛异构物二塔一号再沸器32,以蒸汽为再沸器热源;一台为丁醛异构物二塔二号再沸器33,以辛醇精馏塔44塔顶气相为热源。丁醛异构物二塔31的塔顶压力常压~200kPa(G),塔顶温度40~140℃,塔底温度60~160℃;丁醛异构物二塔31塔顶气相进入丁醛异构物一塔再沸器26冷凝,冷凝后的液体进入丁醛异构物二塔回流分相罐34,回流分相罐34中的水相排出界区,回流分相罐34中的有机相经过丁醛异构物二塔回流泵35输送,一部分作为回流返回丁醛异构物二塔31顶部,另一部分采出至异丁醛或者混合丁醛储罐。丁醛异构物二塔31塔底的物料通过丁醛异构物二塔塔底泵36输送,采出正丁醛。
正丁醛经过辛醇反应系统37,整体缩合加氢后得到含有少部分杂质的辛醇粗品。
来自辛醇反应系统的物料送至辛醇预精馏塔38,辛醇预精馏塔38设置一台再沸器39,以蒸汽作为再沸器热源;辛醇预精馏塔38的塔顶压力-100kPa(G)~常压,塔顶温度60~140℃,塔底温度100~180℃;辛醇预精馏塔38塔顶气相进入辛醇预精馏塔冷凝器40冷凝,冷凝后的液体进入辛醇预精馏塔回流分相罐41,回流分相罐41中的水相排出界区,回流分相罐41中的有机相经过辛醇预精馏塔回流泵42的输送,一部分作为回流返回辛醇预精馏塔38顶部,一部分作为轻组分采出。
辛醇预精馏塔38塔底物料通过辛醇预精馏塔塔底泵43输送至辛醇精馏塔44。辛醇精馏塔44设置一台再沸器45,以蒸汽作为再沸器热源;辛醇精馏塔44的塔顶压力-100kPa(G)~常压,塔顶温度90~160℃,塔底温度110~190℃;辛醇精馏塔44塔顶气相进入丁醛异构物二塔再沸器33冷凝,冷凝后的液体进入辛醇精馏塔回流罐46,回流罐46中的物料经过辛醇精馏塔回流泵47的输送,一部分作为回流返回辛醇精馏塔44顶部,一部分作为辛醇产品采出。辛醇精馏塔44塔底物料作为重组分通过辛醇精馏塔塔底泵48输送采出。
进一步地,丁醇精馏塔的塔顶温度>丁醇异构物二塔的塔底温度,丁醇异构物二塔的塔顶温度>丁醇异构物一塔的塔底温度;
辛醇精馏塔的塔顶温度>丁醛异构物二塔的塔底温度,丁醛异构物二塔的塔顶温度>丁醛异构物一塔的塔底温度;
并且两两之间温差要求不小于5℃,所述两两之间温差为5℃~50℃,优选为温差为10℃~30℃。
温差是换热器传热的推动力,根据传热基本方程式:
Q=KAΔtm
其中,Q——传热速率,W
K——比例系数,W/m2·℃
A——换热面积,m2
Δtm——传热推动力,℃
传热推动力来自于热流股与冷流股的温差,温差过小容易引起温度交叉影响换热,并且换热器换热面积会非常大,从经济上考虑不合理;而为了构建不同塔之间的温差,需要控制压力,如果仅仅为了扩大两塔之间温差而一味的增加两塔之间的压力差,从经济上考虑也是不合理的,因此将需要换热的两塔之间的塔顶塔底温差限定在5~50℃范围内。
本实用新型中原料可以是丙烯羰基化反应的产品混合丁醛,也可以是正丁醛与异丁醛为主要成分的混合物。优选满足工艺需要的原料组成范围:正丁醛与异丁醛混合物占比90%~100%,轻组分占比0%~4%,重组分占比0%~6%;正丁醇与异丁醇的比例可以在1:1到15:1之间。
本实用新型中丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔的塔顶回流出料为异丁醛或混合丁醛,可以采出另作他用,优选可以进入丁醇反应系统作为原料再次参与反应。
根据每个塔的气相与液相不同的物理性质选择塔内件,可按照如下公式选择:
流量参数
其中,L——液体负荷,kmol/s
V——气体负荷,kmol/s
ρg——气体密度,kg/m3
ρl——液体密度,kg/m3
当FP=0.02~0.3时,填料塔相比板式塔拥有更高的效率,本实用新型流程中各塔FP值均在0.02~0.2之间,更适合用填料塔。此外,填料塔在同样塔高下分离效果更佳,且整塔压降更小,更容易满足本实用新型中换热系统,下述实施例中均选择为填料塔。
实施例1:
丁醇分离工艺中:
来自丙烯羰基化反应的混合丁醛(其中正丁醛与异丁醛比例约为10:1)经过丁醇反应系统1,整体加氢后得到含有少部分杂质的混合丁醇。
混合丁醇送至丁醇预精馏塔2,丁醇预精馏塔2设置一台再沸器3,以蒸汽作为再沸器热源;丁醇预精馏塔2的塔顶压力50kPa(G),塔顶温度99℃,塔底温度133℃;丁醇预精馏塔2塔顶气相进入丁醇预精馏塔冷凝器4冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醇预精馏塔回流分相罐5,丁醇预精馏塔回流分相罐5中的水相排出界区,丁醇预精馏塔回流分相罐5中的有机相经过丁醇预精馏塔回流泵6输送,一部分作为回流返回丁醇预精馏塔2顶部,另一部分作为轻组分采出。
丁醇预精馏塔2塔底的物料通过丁醇预精馏塔塔底泵7输送进入丁醇精馏塔8,丁醇精馏塔8设置一台丁醇精馏塔再沸器9,以蒸汽作为丁醇精馏塔再沸器热源;丁醇精馏塔8的塔顶压力50kPa(G),塔顶温度137℃,塔底温度168℃;丁醇精馏塔8塔顶气相进入丁醇异构物二塔再沸器21冷凝,冷凝后的液体进入丁醇精馏塔回流分相罐10,丁醇精馏塔回流分相罐10中的水相排出界区,丁醇精馏塔回流分相罐10中的有机相经过丁醇精馏塔回流泵11输送,一部分作为回流返回丁醇精馏塔8顶部,另一部分作为轻组分采出后返回到丁醇预精馏塔2。丁醇精馏塔8塔底的重组分通过丁醇精馏塔塔底泵12采出。丁醇精馏塔8侧线采出的物料通过丁醇精馏塔侧线采出泵13采出后分为两股,一股进入丁醇异构物一塔14,一股进入丁醇异构物二塔20。
丁醇异构物一塔14设置一台丁醇异构物一塔再沸器15,以丁醇异构物二塔塔顶气相作为丁醇异构物一塔再沸器热源;丁醇异构物一塔14的塔顶压力-60kPa(G),塔顶温度76℃,塔底温度90℃;丁醇异构物一塔14塔顶气相进入丁醇异构物一塔冷凝器16冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醇异构物一塔回流罐17,丁醇异构物一塔回流罐17中的物料经过丁醇异构物一塔回流泵18的输送,一部分作为回流返回丁醇异构物一塔14顶部,一部分作为异丁醇产品采出。丁醇异构物一塔14塔底的正丁醇产品通过丁醇异构物一塔塔底泵19输送采出至正丁醇产品罐。
丁醇异构物二塔20设置一台丁醇异构物二塔再沸器21,以丁醇精馏塔塔顶气相作为再沸器热源;丁醇异构物二塔20的塔顶压力-15kPa(G),塔顶温度110℃,塔底温度125℃;丁醇异构物二塔20塔顶气相进入丁醇异构物一塔再沸器15冷凝,冷凝后的液体进入丁醇异构物二塔回流罐22,丁醇异构物二塔回流罐22中的物料经过丁醇异构物二塔回流泵23的输送,一部分作为回流返回丁醇异构物二塔20顶部,一部分作为异丁醇产品采出。丁醇异构物二塔20塔底的正丁醇产品通过丁醇异构物二塔塔底泵24输送采出至正丁醇产品罐。
辛醇分离工艺中:
来自丙烯羰基化反应的混合丁醛(其中正丁醛与异丁醛比例约为10:1)分为两股,一股进入丁醛异构物一塔25,一股进入丁醛异构物二塔31。
丁醛异构物一塔25设置一台丁醛异构物一塔再沸器26,以丁醛异构物二塔塔顶气相作为丁醛异构物一塔再沸器热源;丁醛异构物一塔25的塔顶压力-50kPa(G),塔顶温度55℃,塔底温度70℃;丁醛异构物一塔25塔顶气相进入丁醛异构物一塔冷凝器27冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醛异构物一塔回流分相罐28,丁醛异构物一塔回流分相罐28中的物料经过丁醛异构物一塔回流泵29的输送,一部分作为回流返回丁醛异构物一塔25顶部,一部分作为异丁醇或混合丁醇产品采出。丁醛异构物一塔25塔底的物料通过丁醛异构物一塔塔底泵30输送,采出正丁醛。
丁醛异构物二塔31设置两台再沸器,一台为丁醛异构物二塔一号再沸器32,以蒸汽为再沸器热源;一台为丁醛异构物二塔二号再沸器33,以辛醇精馏塔塔顶气相为热源。丁醛异构物二塔31的塔顶压力100kPa(G),塔顶温度80℃,塔底温度98℃;丁醛异构物二塔31塔顶气相进入丁醛异构物一塔再沸器26冷凝,冷凝后的液体进入丁醛异构物二塔回流分相罐34,丁醛异构物二塔回流分相罐34中的水相排出界区,丁醛异构物二塔回流分相罐34中的有机相经过丁醛异构物二塔回流泵35输送,一部分作为回流返回丁醛异构物二塔31顶部,另一部分采出至异丁醛或者混合丁醛储罐。丁醛异构物二塔31塔底的物料通过丁醛异构物二塔塔底泵36输送,采出正丁醛。
正丁醛经过辛醇反应系统37,整体缩合加氢后得到含有少部分杂质的辛醇粗品。
来自辛醇反应系统的物料送至辛醇预精馏塔38,辛醇预精馏塔38设置一台辛醇预精馏塔再沸器39,以蒸汽作为辛醇预精馏塔再沸器热源;辛醇预精馏塔38的塔顶压力-50kPa(G),塔顶温度80℃,塔底温度146℃;辛醇预精馏塔38塔顶气相进入辛醇预精馏塔冷凝器40冷凝,冷凝后的液体进入辛醇预精馏塔回流分相罐41,辛醇预精馏塔回流分相罐41中的水相排出界区,辛醇预精馏塔回流分相罐41中的有机相经过辛醇预精馏塔回流泵42的输送,一部分作为回流返回辛醇预精馏塔38顶部,一部分作为轻组分采出。
辛醇预精馏塔38塔底物料通过辛醇预精馏塔塔底泵43输送至辛醇精馏塔44。辛醇精馏塔44设置一台辛醇精馏塔再沸器45,以蒸汽作为再沸器热源;辛醇精馏塔44的塔顶压力-50kPa(G),塔顶温度146℃,塔底温度170℃;辛醇精馏塔44塔顶气相进入丁醛异构物二塔再沸器33冷凝,冷凝后的液体进入辛醇精馏塔回流罐46,辛醇精馏塔回流罐46中的物料经过辛醇精馏塔回流泵47的输送,一部分作为回流返回辛醇精馏塔44顶部,一部分作为辛醇产品采出。辛醇精馏塔44塔底物料作为重组分通过辛醇精馏塔塔底泵48输送采出。
实施例2:
丁醇分离工艺中:
混合丁醛(其中正丁醛与异丁醛比例约为5:1)经过丁醇反应系统1,整体加氢后得到含有少部分杂质的混合丁醇。
混合丁醇送至丁醇预精馏塔2,丁醇预精馏塔2设置一台再沸器3,以蒸汽作为再沸器热源;丁醇预精馏塔2的塔顶压力20kPa(G),塔顶温度82℃,塔底温度113℃;丁醇预精馏塔2塔顶气相进入丁醇预精馏塔冷凝器4冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醇预精馏塔回流分相罐5,丁醇预精馏塔回流分相罐5中的水相排出界区,丁醇预精馏塔回流分相罐5中的有机相经过丁醇预精馏塔回流泵6输送,一部分作为回流返回丁醇预精馏塔2顶部,另一部分作为轻组分采出。
丁醇预精馏塔2塔底的物料通过丁醇预精馏塔塔底泵7输送进入丁醇精馏塔8,丁醇精馏塔8设置一台丁醇精馏塔再沸器9,以蒸汽作为丁醇精馏塔再沸器热源;丁醇精馏塔8的塔顶压力20kPa(G),塔顶温度114℃,塔底温度133℃;丁醇精馏塔8塔顶气相进入丁醇异构物二塔再沸器21冷凝,冷凝后的液体进入丁醇精馏塔回流分相罐10,丁醇精馏塔回流分相罐10中的水相排出界区,丁醇精馏塔回流分相罐10中的有机相经过丁醇精馏塔回流泵11输送,一部分作为回流返回丁醇精馏塔8顶部,另一部分作为轻组分采出后返回到丁醇预精馏塔2。丁醇精馏塔8塔底的重组分通过丁醇精馏塔塔底泵12采出。丁醇精馏塔8侧线采出的物料通过丁醇精馏塔侧线采出泵13采出后分为两股,一股进入丁醇异构物一塔14,一股进入丁醇异构物二塔20。
丁醇异构物一塔14设置一台丁醇异构物一塔再沸器15,以丁醇异构物二塔塔顶气相作为丁醇异构物一塔再沸器热源;丁醇异构物一塔14的塔顶压力-78kPa(G),塔顶温度45℃,塔底温度71℃;丁醇异构物一塔14塔顶气相进入丁醇异构物一塔冷凝器16冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醇异构物一塔回流罐17,丁醇异构物一塔回流罐17中的物料经过丁醇异构物一塔回流泵18的输送,一部分作为回流返回丁醇异构物一塔14顶部,一部分作为异丁醇产品采出。丁醇异构物一塔14塔底的正丁醇产品通过丁醇异构物一塔塔底泵19输送采出至正丁醇产品罐。
丁醇异构物二塔20设置一台丁醇异构物二塔再沸器21,以丁醇精馏塔塔顶气相作为再沸器热源;丁醇异构物二塔20的塔顶压力-45kPa(G),塔顶温度88℃,塔底温度102℃;丁醇异构物二塔20塔顶气相进入丁醇异构物一塔再沸器15冷凝,冷凝后的液体进入丁醇异构物二塔回流罐22,丁醇异构物二塔回流罐22中的物料经过丁醇异构物二塔回流泵23的输送,一部分作为回流返回丁醇异构物二塔20顶部,一部分作为异丁醇产品采出。丁醇异构物二塔20塔底的正丁醇产品通过丁醇异构物二塔塔底泵24输送采出至正丁醇产品罐。
辛醇分离工艺中:
混合丁醛(其中正丁醛与异丁醛比例约为5:1)分为两股,一股进入丁醛异构物一塔25,一股进入丁醛异构物二塔31。
丁醛异构物一塔25设置一台丁醛异构物一塔再沸器26,以丁醛异构物二塔塔顶气相作为丁醛异构物一塔再沸器热源;丁醛异构物一塔25的塔顶压力-98kPa(G),塔顶温度21℃,塔底温度42℃;丁醛异构物一塔25塔顶气相进入丁醛异构物一塔冷凝器27冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醛异构物一塔回流分相罐28,丁醛异构物一塔回流分相罐28中的物料经过丁醛异构物一塔回流泵29的输送,一部分作为回流返回丁醛异构物一塔25顶部,一部分作为异丁醇或混合丁醇产品采出。丁醛异构物一塔25塔底的物料通过丁醛异构物一塔塔底泵30输送,采出正丁醛。
丁醛异构物二塔31设置两台再沸器,一台为丁醛异构物二塔一号再沸器32,以蒸汽为再沸器热源;一台为丁醛异构物二塔二号再沸器33,以辛醇精馏塔塔顶气相为热源。丁醛异构物二塔31的塔顶压力50kPa(G),塔顶温度61℃,塔底温度81℃;丁醛异构物二塔31塔顶气相进入丁醛异构物一塔再沸器26冷凝,冷凝后的液体进入丁醛异构物二塔回流分相罐34,丁醛异构物二塔回流分相罐34中的水相排出界区,丁醛异构物二塔回流分相罐34中的有机相经过丁醛异构物二塔回流泵35输送,一部分作为回流返回丁醛异构物二塔31顶部,另一部分采出至异丁醛或者混合丁醛储罐。丁醛异构物二塔31塔底的物料通过丁醛异构物二塔塔底泵36输送,采出正丁醛。
正丁醛经过辛醇反应系统37,整体缩合加氢后得到含有少部分杂质的辛醇粗品。
来自辛醇反应系统的物料送至辛醇预精馏塔38,辛醇预精馏塔38设置一台辛醇预精馏塔再沸器39,以蒸汽作为辛醇预精馏塔再沸器热源;辛醇预精馏塔38的塔顶压力-88kPa(G),塔顶温度75℃,塔底温度138℃;辛醇预精馏塔38塔顶气相进入辛醇预精馏塔冷凝器40冷凝,冷凝后的液体进入辛醇预精馏塔回流分相罐41,辛醇预精馏塔回流分相罐41中的水相排出界区,辛醇预精馏塔回流分相罐41中的有机相经过辛醇预精馏塔回流泵42的输送,一部分作为回流返回辛醇预精馏塔38顶部,一部分作为轻组分采出。
辛醇预精馏塔38塔底物料通过辛醇预精馏塔塔底泵43输送至辛醇精馏塔44。辛醇精馏塔44设置一台辛醇精馏塔再沸器45,以蒸汽作为再沸器热源;辛醇精馏塔44的塔顶压力-90kPa(G),塔顶温度97℃,塔底温度153℃;辛醇精馏塔44塔顶气相进入丁醛异构物二塔再沸器33冷凝,冷凝后的液体进入辛醇精馏塔回流罐46,辛醇精馏塔回流罐46中的物料经过辛醇精馏塔回流泵47的输送,一部分作为回流返回辛醇精馏塔44顶部,一部分作为辛醇产品采出。辛醇精馏塔44塔底物料作为重组分通过辛醇精馏塔塔底泵48输送采出。
实施例3:
丁醇分离工艺中:
混合丁醛(其中正丁醛与异丁醛比例约为13:1)经过丁醇反应系统1,整体加氢后得到含有少部分杂质的混合丁醇。
混合丁醇送至丁醇预精馏塔2,丁醇预精馏塔2设置一台再沸器3,以蒸汽作为再沸器热源;丁醇预精馏塔2的塔顶压力96kPa(G),塔顶温度135℃,塔底温度166℃;丁醇预精馏塔2塔顶气相进入丁醇预精馏塔冷凝器4冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醇预精馏塔回流分相罐5,丁醇预精馏塔回流分相罐5中的水相排出界区,丁醇预精馏塔回流分相罐5中的有机相经过丁醇预精馏塔回流泵6输送,一部分作为回流返回丁醇预精馏塔2顶部,另一部分作为轻组分采出。
丁醇预精馏塔2塔底的物料通过丁醇预精馏塔塔底泵7输送进入丁醇精馏塔8,丁醇精馏塔8设置一台丁醇精馏塔再沸器9,以蒸汽作为丁醇精馏塔再沸器热源;丁醇精馏塔8的塔顶压力92kPa(G),塔顶温度162℃,塔底温度183℃;丁醇精馏塔8塔顶气相进入丁醇异构物二塔再沸器21冷凝,冷凝后的液体进入丁醇精馏塔回流分相罐10,丁醇精馏塔回流分相罐10中的水相排出界区,丁醇精馏塔回流分相罐10中的有机相经过丁醇精馏塔回流泵11输送,一部分作为回流返回丁醇精馏塔8顶部,另一部分作为轻组分采出后返回到丁醇预精馏塔2。丁醇精馏塔8塔底的重组分通过丁醇精馏塔塔底泵12采出。丁醇精馏塔8侧线采出的物料通过丁醇精馏塔侧线采出泵13采出后分为两股,一股进入丁醇异构物一塔14,一股进入丁醇异构物二塔20。
丁醇异构物一塔14设置一台丁醇异构物一塔再沸器15,以丁醇异构物二塔塔顶气相作为丁醇异构物一塔再沸器热源;丁醇异构物一塔14的塔顶压力-20kPa(G),塔顶温度85℃,塔底温度109℃;丁醇异构物一塔14塔顶气相进入丁醇异构物一塔冷凝器16冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醇异构物一塔回流罐17,丁醇异构物一塔回流罐17中的物料经过丁醇异构物一塔回流泵18的输送,一部分作为回流返回丁醇异构物一塔14顶部,一部分作为异丁醇产品采出。丁醇异构物一塔14塔底的正丁醇产品通过丁醇异构物一塔塔底泵19输送采出至正丁醇产品罐。
丁醇异构物二塔20设置一台丁醇异构物二塔再沸器21,以丁醇精馏塔塔顶气相作为再沸器热源;丁醇异构物二塔20的塔顶压力30kPa(G),塔顶温度128℃,塔底温度145℃;丁醇异构物二塔20塔顶气相进入丁醇异构物一塔再沸器15冷凝,冷凝后的液体进入丁醇异构物二塔回流罐22,丁醇异构物二塔回流罐22中的物料经过丁醇异构物二塔回流泵23的输送,一部分作为回流返回丁醇异构物二塔20顶部,一部分作为异丁醇产品采出。丁醇异构物二塔20塔底的正丁醇产品通过丁醇异构物二塔塔底泵24输送采出至正丁醇产品罐。
辛醇分离工艺中:
混合丁醛(其中正丁醛与异丁醛比例约为13:1)分为两股,一股进入丁醛异构物一塔25,一股进入丁醛异构物二塔31。
丁醛异构物一塔25设置一台丁醛异构物一塔再沸器26,以丁醛异构物二塔塔顶气相作为丁醛异构物一塔再沸器热源;丁醛异构物一塔25的塔顶压力-15kPa(G),塔顶温度67℃,塔底温度81℃;丁醛异构物一塔25塔顶气相进入丁醛异构物一塔冷凝器27冷凝,以循环水作为冷凝器冷媒,冷凝后的液体进入丁醛异构物一塔回流分相罐28,丁醛异构物一塔回流分相罐28中的物料经过丁醛异构物一塔回流泵29的输送,一部分作为回流返回丁醛异构物一塔25顶部,一部分作为异丁醇或混合丁醇产品采出。丁醛异构物一塔25塔底的物料通过丁醛异构物一塔塔底泵30输送,采出正丁醛。
丁醛异构物二塔31设置两台再沸器,一台为丁醛异构物二塔一号再沸器32,以蒸汽为再沸器热源;一台为丁醛异构物二塔二号再沸器33,以辛醇精馏塔塔顶气相为热源。丁醛异构物二塔31的塔顶压力180kPa(G),塔顶温度110℃,塔底温度129℃;丁醛异构物二塔31塔顶气相进入丁醛异构物一塔再沸器26冷凝,冷凝后的液体进入丁醛异构物二塔回流分相罐34,丁醛异构物二塔回流分相罐34中的水相排出界区,丁醛异构物二塔回流分相罐34中的有机相经过丁醛异构物二塔回流泵35输送,一部分作为回流返回丁醛异构物二塔31顶部,另一部分采出至异丁醛或者混合丁醛储罐。丁醛异构物二塔31塔底的物料通过丁醛异构物二塔塔底泵36输送,采出正丁醛。
正丁醛经过辛醇反应系统37,整体缩合加氢后得到含有少部分杂质的辛醇粗品。
来自辛醇反应系统的物料送至辛醇预精馏塔38,辛醇预精馏塔38设置一台辛醇预精馏塔再沸器39,以蒸汽作为辛醇预精馏塔再沸器热源;辛醇预精馏塔38的塔顶压力-10kPa(G),塔顶温度123℃,塔底温度171℃;辛醇预精馏塔38塔顶气相进入辛醇预精馏塔冷凝器40冷凝,冷凝后的液体进入辛醇预精馏塔回流分相罐41,辛醇预精馏塔回流分相罐41中的水相排出界区,辛醇预精馏塔回流分相罐41中的有机相经过辛醇预精馏塔回流泵42的输送,一部分作为回流返回辛醇预精馏塔38顶部,一部分作为轻组分采出。
辛醇预精馏塔38塔底物料通过辛醇预精馏塔塔底泵43输送至辛醇精馏塔44。辛醇精馏塔44设置一台辛醇精馏塔再沸器45,以蒸汽作为再沸器热源;辛醇精馏塔44的塔顶压力-8kPa(G),塔顶温度143℃,塔底温度182℃;辛醇精馏塔44塔顶气相进入丁醛异构物二塔再沸器33冷凝,冷凝后的液体进入辛醇精馏塔回流罐46,辛醇精馏塔回流罐46中的物料经过辛醇精馏塔回流泵47的输送,一部分作为回流返回辛醇精馏塔44顶部,一部分作为辛醇产品采出。辛醇精馏塔44塔底物料作为重组分通过辛醇精馏塔塔底泵48输送采出。
同样进料条件下能耗比例如下
| 能耗kW | 能耗降低比例 | |
| Davy工艺 | 28874 | |
| 实施例1 | 13112 | 0.45 |
| 实施例2 | 15126 | 0.52 |
| 实施例3 | 12497 | 0.43 |
本实用新型中丁醇精馏塔塔顶气相为丁醇异构物二塔再沸器做热源;丁醇异构物二塔塔顶气相为丁醇异构物一塔再沸器做热源;丁醛异构物二塔塔顶气相为丁醛异构物一塔再沸器做热源;辛醇精馏塔塔顶气相为丁醛异构物二塔再沸器做热源;实现了丁醇分离工艺与辛醇分离工艺分别进行三效换热热耦合,可以大幅降低蒸汽和冷却水的使用量,降低生产能耗。
本实用新型中丁辛醇生产的三效精馏方法对丁醇分离工艺与辛醇分离工艺分别进行换热设置,两种工艺可单独工作分别用于丁醇分离和辛醇分离,也可以结合在一起进行使用,联合在一起使用时,二者使用同样的原料,可以根据市场情况任意分配两种工艺原料的比例,进而生产所需的丁醇与辛醇。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。
Claims (5)
1.一种丁辛醇生产设备,其特征在于,所述设备包括丁醇预精馏塔、丁醇精馏塔、丁醇异构物一塔、丁醇异构物二塔、丁醛异构物一塔、丁醛异构物二塔、辛醇预精馏塔、辛醇精馏塔,共8座塔,均配备相应的冷凝器、回流分相罐与再沸器;
丁醇预精馏塔的进料口连接丁醇反应系统的出料;
丁醇预精馏塔的塔釜出料连接丁醇精馏塔的进料,丁醇预精馏塔的塔顶回流并作为轻组分采出;
所述丁醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶气相连接丁醇异构物二塔的塔釜再沸器的换热入口,丁醇异构物二塔的塔釜再沸器的换热出口连接丁醇精馏塔塔顶设置的回流分相罐在丁醇精馏塔的塔顶进行回流;同时丁醇精馏塔塔顶的回流物料经管道同时连接丁醇预精馏塔的进料口;
所述丁醇精馏塔的侧线采出口分别连接丁醇异构物一塔和丁醇异构物二塔;
所述丁醇异构物一塔的塔釜再沸器与丁醇异构物二塔的塔顶连接换热,且丁醇异构物一塔的塔釜和丁醇异构物二塔的塔釜均采出正丁醇;
所述丁醇异构物一塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物一塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇;
所述丁醇异构物二塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物二塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇;
所述丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔的进料均为混合丁醛,丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔的塔顶回流出料为异丁醛或混合丁醛;
所述丁醛异构物一塔的塔釜再沸器与丁醛异构物二塔的塔顶换热,且丁醛异构物一塔的塔底和丁醛异构物二塔的塔底出料经辛醇反应系统后连接辛醇预精馏塔的进料口;
所述丁醛异构物二塔的塔底再沸器与所述辛醇精馏塔的塔顶换热;
所述辛醇预精馏塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接辛醇预精馏塔的塔顶入口,另一部分采出轻组分;
所述辛醇预精馏塔的塔釜出料连接辛醇精馏塔的进料口;所述辛醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶冷凝回流后采出辛醇。
2.根据权利要求1所述的丁辛醇生产设备,其特征在于,所述丁醛异构物二塔设置两台并联设置的再沸器,一台为丁醛异构物二塔一号再沸器,以蒸汽为再沸器热源;一台为丁醛异构物二塔二号再沸器,以辛醇精馏塔塔顶气相为热源;所述丁醇反应系统的进料为来自丙烯羰基化反应的混合丁醛。
3.根据权利要求1所述的丁辛醇生产设备,其特征在于,各塔为板式塔或填料塔,各塔流量参数FP值均在0.02~0.2之间;为填料塔时,塔内件包括填料、填料支撑圈和液体分布器。
4.一种丁醇分离装置,其特征在于,所述丁醇分离装置包括丁醇预精馏塔、丁醇精馏塔、丁醇异构物一塔、丁醇异构物二塔,每座塔均配备相应的冷凝器、回流分相罐与再沸器;
丁醇预精馏塔的进料口连接丁醇反应系统的出料,该出料的主要成分是混合丁醇;
丁醇预精馏塔的塔釜出料连接丁醇精馏塔的进料,丁醇预精馏塔的塔顶回流并作为轻组分采出;
所述丁醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶气相连接丁醇异构物二塔的塔釜再沸器的换热入口,丁醇异构物二塔的塔釜再沸器的换热出口连接丁醇精馏塔塔顶设置的回流分相罐在丁醇精馏塔的塔顶进行回流;同时丁醇精馏塔塔顶的回流物料经管道同时连接丁醇预精馏塔的进料口;
所述丁醇精馏塔的侧线采出口分别连接丁醇异构物一塔和丁醇异构物二塔;
所述丁醇异构物一塔的塔釜再沸器与丁醇异构物二塔的塔顶连接换热,且丁醇异构物一塔的塔釜和丁醇异构物二塔的塔釜均采出正丁醇;
所述丁醇异构物一塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物一塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇;
所述丁醇异构物二塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接丁醇异构物二塔的塔顶入口,另一部分采出异丁醇。
5.一种辛醇分离装置,其特征在于,所述辛醇分离装置包括丁醛异构物一塔、丁醛异构物二塔、辛醇预精馏塔和辛醇精馏塔;
所述丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔的进料均为来自丙烯羰基化反应的混合丁醛,丁醛异构物一塔和丁醛异构物二塔的塔顶回流出料为异丁醛或混合丁醛;
所述丁醛异构物一塔的塔釜再沸器与丁醛异构物二塔的塔顶换热,且丁醛异构物一塔的塔底和丁醛异构物二塔的塔底出料经辛醇反应系统后连接辛醇预精馏塔的进料口;
所述丁醛异构物二塔的塔底再沸器与所述辛醇精馏塔的塔顶换热;
所述辛醇预精馏塔的塔顶冷凝回流的物料一部分经管道连接辛醇预精馏塔的塔顶入口,另一部分采出轻组分;
所述辛醇预精馏塔的塔釜出料连接辛醇精馏塔的进料口;所述辛醇精馏塔的塔釜采出重组分,塔顶冷凝回流后采出辛醇。
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