[发明专利]用于芳香族组分处理设备中的分离过程的汽提器及其操作方法

说明书

本申请基于并要求2012年9月21日提交的日本专利申请号2012-208129的优先权，其公开通过引用以其全部内容结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于芳香族组分制造设备中的分离过程的汽提器，以及一种用于操作所述汽提器的方法，尤其是，当将比芳香族组分轻的组分通过使用汽提器的蒸馏操作的方式与所述芳香族组分分离时的操作方法。

背景技术

在芳香族组分处理设备中的分离过程中，可以设置将比芳香族组分轻的组分与所述芳香族组分分离的设备，称为汽提器。汽提器通过蒸馏操作的方式将轻组分从芳香族组分分离。对于进行蒸馏操作的这种汽提器，传统地，通常使用图1中所示的蒸馏设备。蒸馏设备是在垂直方向上建造的塔，包括塔底101、铺盘段(或填充床段)102和塔顶103，并且铺盘段(或填充床段)102由以原材料提供位置作为它们之间的边界的上侧的精馏段104和下侧的汽提段105组成。

操作包括这种蒸馏设备的汽提器，以使得在塔顶操作压力为大约600kPa(绝对压力)(在下文中称为″″A″″)以上，以便提供允许含有比芳香族组分轻的组分的塔顶中的蒸气由冷却水或大气冷凝的温度。

蒸馏分离是通常广泛应用于工业过程的单元操作，但消耗大量的能量。在工业领域中，因此，对于可以节约能量的蒸馏系统进行了研究。这种研究带来了作为节约很多能量的蒸馏设备的热集成蒸馏塔(在下文中，HIDiC)的发展。

如图2中所示，HIDiC的基本系统具有这样的结构，此处精馏段201和汽提段202被设置为使得它们彼此分离。将精馏段201的操作压力设定为高于汽提段202的操作压力以使得精馏段201的操作温度高于汽提段202的操作温度。这能够减少向再沸器203提供的热量，因为如果在它们之间存在热交换表面，从精馏段201至汽提段202出现热传递。精馏段的热移动至汽提段，并且因此还可以减少由冷凝器204移除的热量。作为结果，可以提供高能量节约蒸馏设备。

为了将这种HIDiC投入实际使用，提出了如在例如JP2004-16928A和JP专利号4803470中描述的设备构造。

如图2中所示，以使得将精馏段201和汽提段202设置在分开的段(塔)中的方式构造HIDiC，将蒸气从汽提段202的塔顶202a移除并通过压缩机205压缩，并且将作为压缩的结果具有高温和高压的该蒸气引入至精馏段201的塔底201a中。因此，精馏段201的操作压力和操作温度高于汽提段202的操作压力和操作温度。同样，如上所述，HIDiC是与图1中所示的传统的蒸馏设备比较可以预期获得提高的能量节约的设备。

可以设想，将HIDiC用于汽提器，所述汽提器用于芳香族组分处理设备中的分离过程；然而，在这种情况下，存在以下要解决的问题。

通常，当通过蒸馏的方式进行分离时，图1中所示的传统的蒸馏设备在等于大气压力或略大于大气压力的操作压力(101kPa(A)至150kPa(A))操作。如果将传统的蒸馏设备替换为HIDiC，通常将传统的蒸馏设备中等于或略高于大气压力的操作压力设定为HIDiC的汽提段侧上的操作压力。这是因为，如果使HIDiC的精馏段侧上的操作压力为接近于大气压力的压力，必须为汽提段提供使得汽提段的内部具有等于或小于大气压的压力的减压设备，以便使得HIDiC的汽提段的操作压力低于HIDiC的精馏段侧的操作压力。

然而，如上所述，如果将传统的蒸馏设备设置作为用于芳香族组分处理设备中的分离过程的汽提器，汽提器的塔顶处的操作压力为大约600kPa(A)以上。如果这种压力是HIDiC的汽提段侧上的操作压力，HIDiC的精馏段侧上的操作压力变得相对于汽提段侧上的操作压力非常大。在HIDiC中，将从其汽提段的塔顶移除的蒸气压缩以提供高温、高压蒸气至其精馏段的塔底；然而，对可以通过目前的流体压缩机提供的出口温度存在限制，并且因此，如果将大约600kPa(A)以上的压力设定作为HIDiC的汽提段侧上的操作压力，不能采用HIDiC。

此外，首要的是，蒸馏操作中的高压直接导致提供用于蒸馏分离的驱动力的相对挥发性上的降低，并且因此，在HIDiC的汽提段侧上塔底处的再沸器上的热负荷增加，导致大的操作成本。同时，降低汽提段侧上的操作压力降低了操作温度，使得其低于传统的蒸馏设备的汽提段的操作温度，能够将塔底处的再沸器的热源从传统使用的中压水蒸汽变成低压水蒸汽。这种替换带来成本益处。

发明内容

本发明的目标是解决当用HIDiC替换被设置作为用于芳香族组分处理设备中的分离过程的汽提器的传统的蒸馏设备时出现的上述问题。