[发明专利]通过热耦合来降低能量消耗的方法

说明书

要求保护的本发明涉及一种通过使用热耦合来降低蒸馏工艺中的能量消耗的方法。要求保护的本发明的实施例涉及将侧向重沸器和部分冷凝器加入到第一塔的初步分馏部中，这相应地帮助在第一塔与第二塔之间均匀地分配蒸汽与液体的通行。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2013年2月11日提交的美国临时专利申请程序号No.61/763,326的权益，该临时专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。

技术领域

要求保护的本发明涉及一种利用热耦合来降低蒸馏过程中的能量消耗的方法。要求保护的本发明的实施例涉及将侧向重沸器和部分冷凝器加入第一塔的初步分馏部中，这相应地帮助在第一塔与第二塔之间均匀地分配蒸汽与液体的通行(traffic)。

背景技术

蒸馏是化学、石油化学、精炼和相关加工工业中所使用的最常见分离工艺。由于分别涉及通过重沸器和冷凝器的有关的加热和冷却步骤，其消耗大量的能量。加工工业的主要成本费用是来自于运行成本；该运行成本包括原材料成本、能耗成本和劳动力成本。从经济利益及社会的观点来看，将期望降低能耗成本。

存在可用的复杂蒸馏构造，其提供能耗和资金支出的大幅减少。这些选项包括但不限于：分隔壁精馏塔和热耦合蒸馏塔。

尽管热耦合蒸馏塔需要少20-30％的能量，但它们具有严重的缺点，这使得它们不能用于工业安装。例如，热耦合装置是通过在蒸馏程序的不同塔之间设置双向蒸汽/液体流动而实现。热耦合的一个缺点是在蒸馏塔中蒸汽与液体的通行不均匀。如图1中所示，蒸馏塔的顶部和底部具有高蒸汽液体通行，而在蒸馏塔的初步分馏部和主要部分中的通行则较低。高通行限制了塔容量，并且在许多情况下现有的蒸馏塔外壳不能使用。

因此，需要开发并实现一种热耦合系统，该热耦合系统具有优越的节能性能同时在蒸馏塔中具有均匀的蒸汽液体通行。

发明内容

本发明的实施例涉及一种包括第一蒸馏塔和第二蒸馏塔的蒸馏系统，其中所述系统是用于通过热耦合来分离苯、甲苯和二甲苯。在本发明的实施例中，第一蒸馏塔的初步分馏部包括部分冷凝器和侧向重沸器。

在本发明的实施例中，要求保护的本发明的热耦合方案的益处用于苯-甲苯蒸馏程序。

附图说明

图1涉及现有技术的用于蒸馏的工艺和系统；以及

图2示出了根据本发明实施例的热处理。

具体实施方式

本发明的实施例涉及一种包括第一蒸馏塔和第二蒸馏塔的蒸馏系统，其中所述系统用于通过热耦合来分离苯、甲苯和二甲苯。在本发明的实施例中，第一蒸馏塔的初步分馏部包括部分冷凝器。

在本发明的某些实施例中，部分冷凝器具有高冷凝温度并且可以产生低压(LLP)蒸汽。在本发明的实施例中，部分冷凝器提供在初步分馏部塔顶馏出物中的蒸汽产生能力。该塔顶馏出物蒸汽是用作第二蒸馏塔顶部的进料。

在本发明的某些实施例中，侧向重沸器连接到第一蒸馏塔的初步分馏部。在本发明的某些实施例中，第一蒸馏塔的初步分馏部具有蒸汽侧馏出物。该蒸汽侧馏出物用作流到第二蒸馏塔主要部分的进料。

在本发明的实施例中，第二蒸馏塔的主要部分包括重沸器。在某些实施例中，该重沸器是废热回收重沸器。第二蒸馏塔主要部分的重沸器利用低温热量运行。重沸器降低总蒸汽消耗，并且可以利用从蒸汽冷凝液中回收的闪蒸蒸汽而运行。

在本发明的某些实施例中，第一蒸馏塔的初步分馏部的蒸汽侧馏出物也流入第二蒸馏塔主要部分的重沸器中。因此，重沸器通过吸收来自第一蒸馏塔的蒸汽进料流中的任何波动，而使第二蒸馏塔的操作稳定化。