Способ проведения абсорбции/дистилляции в одноколонной конструкции

Предложена дистилляционная колонна, содержащая вертикальную разделительную стенку в верхней части колонны, причем вертикальная разделительная стенка разделяет верхнюю часть колонны на первую сторону и вторую сторону, первая сторона содержит абсорбционную установку для отделения более легких неконденсирующихся компонентов и вторая сторона содержит дистилляционную установку для отделения более тяжелых жидких компонентов, причем верхняя часть колонны выполнена с возможностью функционирования с давлением 1,8 кг/(см2⋅г) и с температурой 40°С или с давлением 2,7 кг/(см2⋅г) и с температурой 40°С, причем неконденсирующиеся вещества, используемые как отходящий газ, удаляются в виде головного парообразного продукта из конденсатора выпара и часть легкой жидкости направляется назад в колонну в качестве обратного потока и остальное отводится в виде С5 продукта, причем первая сторона содержит обратный поток, поступающий из жидкого потока, сконденсированного из конденсатора выпара, и тяжелого потока из насоса кубового продукта. Технический результат - обеспечение точного разделения парообразных и жидких компонентов благодаря использованию колонны с разделительной стенкой в верхней части, в которой применяют как абсорбционные, так и дистилляционные техники по обеим сторонам разделительной стенки. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 ил.

 

Ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно §119(e) Раздела 35 Свода законов США в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США №61/931440, поданной 24 января 2014 г., которая включена в настоящий документ посредством отсылки во всей своей полноте, как если бы была полностью изложена в настоящем документе.

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

Парциальные конденсаторы используют в дистилляционных колоннах, когда дистиллят удаляют в виде потока пара. Этот подход обычно используют, когда есть очень легкие, т.е. летучие, компоненты в подающемся в колонну сырье, что будет требовать высокого давления в колонне и низкой температуры в конденсаторе для полной конденсации этих очень летучих компонентов. Использование парциального конденсатора может предупреждать использование дорогостоящего охлаждения в конденсаторе. Многие схемы дистилляции с парциальными конденсаторами имеют как жидкие, так и парообразные продукты. В таких случаях существует значительный избыток более тяжелых компонентов в парообразном продукте и наоборот. Невозможно поддерживать точное разделение жидких и парообразных продуктов в обычных схемах с частичной конденсацией. Этот недостаток можно преодолеть путем использования колонны с разделительной стенкой в верхней части, в которой применяются как абсорбционные, так и дистилляционные техники по обеим сторонам от разделительной стенки для обеспечения точного разделения парообразных и жидких компонентов.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

Существует несколько схем дистилляции в комплексах получения ароматических веществ, в которых используют парциальный конденсатор для отделения более легких компонентов. Типичные примеры таких колонн включают C5 стабилизационную колонну или гептаноотгонную колонну.

На фиг. 1 представлена известная из уровня техники система обычной C5 стабилизационной колонны. Эта обычная стабилизационная колонна направлена на отделение С14 компонентов в виде головного парообразного продукта, C5 в виде головного жидкого продукта и С6+ компонентов в виде кубового продукта колонны. Колонна работает при 8,5 кг/(см2⋅г) с температурой наверху колонны 40°С.

Однако, система уровня техники имеет несколько недостатков. Невозможно конденсировать более легкие компоненты в головном продукте при 8,5 кг/(см2⋅г) и использовать охлаждающую воду в качестве хладагента верхней части колонны. Система в верхней части колонны имеет парциальный конденсатор. Более легкие компоненты (используемые как отходящий газ) отводят в виде парообразного продукта из парциального конденсатора. C5 продукт представляет собой жидкий поток из парциального конденсатора. Значительное количество C5 компонентов теряется с отходящим потоком пара. Потери C5 компонентов можно избежать путем снижения температуры в верхней части колонны (например, путем использования охлаждения) или повышения давления в колонне. Однако, это увеличивает эксплуатационные расходы колонны. Системы уровня техники обеспечивают слабое разделение между C14 в парообразном и C5 в жидком продукте, степени извлечения этих компонентов также низки, поскольку они теряются с отходящим потоком пара.

На фиг. 2 представлена система уровня техники обычной гептаноотгонной колонны. Эта обычная гептаноотгонная колонна направлена на разделение более легких компонентов (C15) в виде головного парообразного продукта, С7 в виде головного жидкого продукта и С8+ компонентов в виде кубового продукта колонны. Колонна работает при 5,0 кг/(см2⋅г) с температурой наверху колонны 40°С.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

Вариант осуществления настоящего изобретения направлен на способ, в котором два различных типовых процесса (абсорбция и дистилляция) происходят по обеим сторонам от колонны с разделительной стенкой в верхней части. Одна сторона колонны с разделительной стенкой использует абсорбцию для отделения неконденсирующихся компонентов сырья; другая сторона разделительной стенки использует дистилляцию для отделения более тяжелых жидких компонентов.

Краткое описание фигур

На фиг. 1 представлена обычная C5 стабилизационная колонна согласно уровню техники;

на фиг. 2 представлена обычная гептаноотгонная колонна согласно уровню техники;

на фиг. 3 представлена схема способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения для конструкции стабилизационной колонны; и

на фиг. 4 представлена схема способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения для конструкции гептаноотгонной колонны.

Подробное раскрытие типичных вариантов осуществления

Вариант осуществления настоящего изобретения направлен на способ, в котором два различных типовых процесса (абсорбция и дистилляция) происходят по обеим сторонам от колонны с разделительной стенкой в верхней части.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 3, схема способа заявляемого изобретения разработана для разделения легких компонентов (неконденсирующихся), C5 (головного жидкого продукта) и С6+ (тяжелой фракции) в одной разделенной в верхней части колонне. Поток сырья сначала направляют на сторону предварительного фракционирования разделенной в верхней части колонны. Вертикальная разделительная стенка делит верхнюю часть колонны на две половины. Питающая сторона стенки называется секцией предварительного фракционирования. Неконденсирующиеся вещества (используемые как отходящий газ) удаляют в виде головного парообразного продукта из конденсатора выпара. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения давление в верхней части колонны устанавливают на 2,7 кг/(см2⋅г) при помощи регулятора давления на трубопроводе головного парообразного продукта. Секция над питающей выступает в качестве секции абсорбции, которую главным образом используют для минимизации потери более тяжелых компонентов. Сторона предварительного фракционирования имеет обратный поток, приходящий из двух источников: жидкий поток, сконденсированный из конденсатора выпара; и тяжелый поток из насоса кубового продукта.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения пар из верхней части основной секции конденсируется и охлаждается до 40°С в теплообменнике с воздушным охлаждением с последующим конденсатором с водяным охлаждением. Выходящий поток конденсатора собирают в приемник головного продукта. C5 жидкость выкачивают из барабана посредством насосов обратного потока. Часть легкой жидкости направляют назад в колонну в качестве обратного потока, а остальное отводят в виде C5 продукта.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения температуру в верхней секции основной колонны регулируют в каскаде при помощи регулирующего контура обратного потока. Это обеспечивает контроль качества C5 продукта путем подавления свойства более тяжелых компонентов поступать в верхнюю часть колонны.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения подогреватель, соединенный с основной секцией, представляет собой термосифонный подогреватель пара, в котором используют пар в качестве нагревающей среды. Подвод тепла к подогревателю регулируют путем контроля расхода пара, стекающего на регулятор температуры нижней тарелки колонны.

C5 кубовый продукт контролируют при помощи регулирующего уровень контура в каскаде с расходом кубового продукта.

В таблице 1 представлено сравнение рабочих параметров между обычной конструкцией стабилизационной колонны и конструкцией TDWC стабилизационной колонны заявляемого изобретения.

На фиг. 4 представлена схема способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения для конструкции гептаноотгонной колонны. Давление колонны снижают до 1,8 кг/(см2⋅г). Гептаноотгонная колонна GT с низким давлением снижает потребление энергии на 19%.

В таблице 2 представлено сравнение обычной конструкции гептаноотгонной колонны и конструкции TDWC стабилизационной колонны заявляемого изобретения.

Общие аспекты настоящего изобретения относятся к способам повышения энергоэффективности или увеличения чистоты продукта в процессе дистилляции, используя разделенную в верхней части колонну. Специалисты в данной области техники со знаниями, полученными из настоящего раскрытия, оценят, что различные изменения можно сделать в способах, раскрытых в настоящем документе, без отклонения от объема настоящего изобретения. Механизмы, используемые для пояснения теоретических или наблюдаемых явлений или результатов, следует интерпретировать только как иллюстративные, а не ограничивающие каким-либо образом объем приложенной формулы изобретения.

1. Дистилляционная колонна, содержащая:

вертикальную разделительную стенку в верхней части колонны, причем вертикальная разделительная стенка разделяет верхнюю часть колонны на первую сторону и вторую сторону, и причем первая сторона содержит абсорбционную установку для отделения более легких неконденсирующихся компонентов, и вторая сторона содержит дистилляционную установку для отделения более тяжелых жидких компонентов, и причем верхняя часть колонны выполнена с возможностью функционирования с давлением 1,8 кг/(см2⋅г) и с температурой 40°С или с давлением 2,7 кг/(см2⋅г) и с температурой 40°С;

причем неконденсирующиеся вещества, используемые как отходящий газ, удаляются в виде головного парообразного продукта из конденсатора выпара; и

причем часть легкой жидкости направляется назад в колонну в качестве обратного потока, и остальное отводится в виде С5 продукта; и

причем первая сторона содержит обратный поток, поступающий из жидкого потока, сконденсированного из конденсатора выпара; и тяжелого потока из насоса кубового продукта.

2. Дистилляционная колонна по п. 1, причем колонна используется в качестве стабилизационной колонны, которая удаляет неконденсирующиеся более легкие компоненты из смешанного ароматического сырья, когда верхняя часть колонны функционирует с давлением 2,7 кг/(см2⋅г) и с температурой 40°С.

3. Дистилляционная колонна по п. 1, причем колонна используется в качестве гептаноотгонной колонны, которая удаляет неконденсирующиеся более легкие компоненты из смешанного ароматического сырья, когда верхняя часть колонны функционирует с давлением 1,8 кг/(см2⋅г) и с температурой 40°С.

4. Дистилляционная колонна по п. 1, в которой дистилляционная установка второй части генерирует кубовый продукт, который направляется назад в первую часть в качестве абсорбирующей среды для удаления более легких неконденсирующихся компонентов.

5. Дистилляционная колонна по п. 1, в которой обратный поток кубового продукта снижает потерю C56 с паром.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения сопряженного диена, включающему реакционную стадию подвергания сырьевого газа, содержащего моноолефин с количеством атомов углерода 4 или более, реакции окислительного дегидрирования с газом, содержащим молекулярный кислород, в присутствии катализатора с получением газообразного продукта реакции, содержащего сопряженный диен; и стадию охлаждения, на которой осуществляется охлаждение газообразного продукта реакции, где на стадии охлаждения охлаждающее средство подают в охлаждающую колонну и приводят в контакт с газообразным продуктом реакции; охлаждающее средство, отводимое из охлаждающей колонны, затем охлаждают с помощью теплообменника; осадок, растворенный в охлаждающем средстве, осаждают внутри теплообменника и извлекают; и охлаждающее средство, из которого был извлечен осадок, направляют в охлаждающую колонну.

Изобретение относится к способу удаления ароматических соединений из технологического потока, включающему направление технологического потока, содержащего парафины, олефины и ароматические соединения, в первый контактный охладитель, использующий первый охлаждающий агент, для образования первого потока; направление первого потока в компрессор для образования второго потока; и направление второго потока во второй контактный охладитель, использующий второй охлаждающий агент, для образования третьего потока, содержащего олефины и парафины, причем содержание ароматических соединений во втором охлаждающем агенте меньше, чем содержание ароматических соединений в первом охлаждающем агенте.

Изобретение относится к способу рециркуляции нафтенов в реактор, а также к устройству. Способ предусматривает: проведение в реакторе реакции сырьевого потока реактора, содержащего изомеры ксилола, этилбензол, С8-нафтены и водород, на катализаторе изомеризации этилбензола при условиях в реакторе, причем по меньшей мере часть этилбензола в сырьевом потоке реактора превращается в изомеры ксилола так, что образуется выходящий поток реактора, содержащий изомеры ксилола и С8-нафтены; охлаждение и разделение выходящего потока реактора с образованием первого сконденсированного жидкого потока и первого парообразного потока; охлаждение и разделение первого парообразного потока с образованием второго сконденсированного жидкого потока и второго парообразного потока; подачу первого сконденсированного жидкого потока и второго сконденсированного жидкого потока в колонну с отбором бокового погона с получением потока бокового погона, содержащего С8-ароматические вещества и С8-нафтены; извлечение параксилола из потока бокового погона в секции извлечения параксилола, получая обедненный по параксилолу поток, причем обедненный по параксилолу поток содержит часть С8-нафтенов; и рециркуляцию обедненного по параксилолу потока в реактор.

Изобретение относится к способу получения дистиллята, включающему в себя: подачу потока сырья для олигомеризации, содержащего С4 олефины, в зону олигомеризации; рециркуляцию потока бензина, содержащего C8 олефины, в указанную зону олигомеризации; олигомеризацию С4 олефинов с С4 олефинами и С8 олефинами в указанной зоне олигомеризации; причем указанный способ включает в себя олигомеризацию большей доли нормальных бутенов, чем изобутенов.

Изобретение относится к способу извлечения углеводородов из установки для получения полиолефинов. Способ включает следующие действия: i) введение углеводородсодержащего инертного газа из блока для отделения остаточных мономеров установки для получения полиолефинов в устройство для конденсации и разделения, причем углеводороды представляют собой пропилен и необязательно пропан или этилен и необязательно этан, а инертный газ представляет собой азот, ii) введение жидкого азота в устройство для конденсации и разделения, iii) конденсацию по меньшей мере части углеводородов из углеводородсодержащего инертного газа в устройстве для конденсации и разделения с использованием энергии испарения жидкого азота, iv) разделение конденсированного углеводородсодержащего инертного газа на конденсированный углеводородсодержащий продукт, а также очищенный инертный газ в устройстве для конденсации и разделения и v) введение конденсированного углеводородсодержащего продукта из устройства для конденсации и разделения в расположенное ниже по потоку дополнительное разделительное устройство, в котором отделяют растворенные газы от конденсированного углеводородсодержащего продукта.

Изобретение относится к способу переработки природного углеводородного газа с варьируемым содержанием азота, включающему стадию подготовки газа к криогенному разделению, стадию криогенного разделения газов с использованием метана в качестве хладагента в криогенном блоке, стадию компримирования внутренних и внешних технологических продуктов, стадию фракционирования тяжелой углеводородной части природного газа (С2 и выше).

Изобретение относится к вариантам способа изомеризации парафинов. Один из вариантов включает стадии: разделения отходящего продукта изомеризации на поток продукта, который содержит разветвленные и неразветвленные парафины, и поток пара стабилизатора, который содержит HCl, Н2 и С6- углеводороды; разделения потока пара стабилизатора на пар сухого газа, содержащий HCl, Н2 и С5- углеводороды, и поток жидкости, который содержит С2- и С3+ углеводороды; разделения пара сухого газа на фазу, обогащенную С5- углеводородами, и поток, обогащенный HCl и Н2, в охлаждающей установке; активирования катализатора изомеризации при использовании по меньшей мере части потока, обогащенного HCl и Н2, для получения катализатора изомеризации, промотированного хлоридом, при этом по крайней мере часть потока, обогащенного HCl и Н2, направляют непосредственно на рецикл от разделения пара сухого газа для активирования катализатора изомеризации; и введения в контакт потока парафинового подаваемого исходного сырья с катализатором изомеризации, промотированным хлоридом, в присутствии водорода для изомеризации парафинов.

Изобретение относится к способу дистилляции углеводородов, который включает в себя: подачу потока углеводородного сырья в зону фракционирования в первом местоположении; фракционирование потока углеводородного сырья с образованием головного потока и донного потока; нагревание первой части головного потока до температуры выше температуры конденсации головного потока; сжатие нагретой первой части головного потока; удаление части потока из зоны фракционирования во втором местоположении, расположенном ниже первого местоположения; нагревание удаленной части потока за счет косвенного контакта удаленной части потока с сжатой первой частью головного потока; возвращение нагретой удаленной части потока в зону фракционирования в третьем местоположении, расположенном выше второго и ниже первого местоположения; снижение давления сжатой первой части головного потока с образованием головного потока пониженного давления; возвращение части головного потока пониженного давления наверх зоны фракционирования; в котором нагревание первой части головного потока включает в себя косвенный контакт первой части головного потока с сжатой первой частью головного потока после косвенного контакта удаленной части потока с сжатой первой частью головного потока и до снижения давления указанной сжатой первой части головного потока.

Изобретение относится к области нефте- и газодобывающей промышленности. Изобретение касается способа подготовки смеси газообразных углеводородов для транспортировки, в котором проводят низкотемпературную сепарацию исходной смеси газообразных углеводородов с выделением газовой фракции и нестабильного углеводородного конденсата, с последующей стабилизацией углеводородного конденсата и выделением сжиженной пропан-бутановой фракции.

Изобретение относится к области нефте- и газодобывающей промышленности. Изобретение касается установки подготовки смеси газообразных углеводородов для транспортировки, содержащей установленные последовательно магистраль подачи исходного сырьевого потока, первый сепаратор, второй сепаратор, первый рекуперативный теплообменник 4, рекуперативный теплообменник 9, подключенный к колонне деэтанизации.

Изобретение относится к опоре (1) для насадочной колонны. Опора содержит опорный профиль (3), имеющий шейку (4), которая проходит в вертикальном направлении (Z) и имеет первый нижний конец (5) и второй верхний конец (6) и у которой, в частности, протяженность по вертикали больше, чем протяженность по горизонтали, подошву (11), имеющую первую ширину (12) и присоединенную к первому концу (5) шейки (4), и головку (13), присоединенную ко второму концу (6) шейки (4).

Изобретение относится к конструкциям массообменных аппаратов периодического действия и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Изобретение предназначено для разделения смеси углеводородов и/или производных углеводородов путем экстракционной дистилляции с селективным растворителем. Описана колонна с разделительными внутренними элементами для разделения смеси углеводородов и/или производных углеводородов путем экстракционной дистилляции с селективным растворителем, с подачей селективного растворителя в верхней части колонны и подачей подлежащей разделению смеси углеводородов и/или производных углеводородов ниже подачи селективного растворителя, причем в колонне селективный растворитель нагружается теми компонентами подлежащей разделению смеси, к которым он обладает более высокой аффинностью, и его отводят из нижней части колонны как нагруженный селективный растворитель, а те компоненты подлежащей разделению смеси, аффинность селективного растворителя к которым ниже, напротив, остаются в паровой фазе, и их отводят как верхний поток, который полностью или частично конденсируется с получением конденсата, частично отводимого в виде потока продукта, а в остальном снова подаваемого в колонну в виде обратного потока.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплообменной аппаратуре, работающей в условиях кипения и конденсации рабочих сред, и может быть использовано в установках низкотемпературного разделения воздуха.

Изобретение относится к процессам и устройству для выделения этанола из ферментированной биомассы. Способ выделения этанола из ферментированной биомассы, при этом указанный способ включает стадии: (a) предоставления ферментированной биомассы с высоким содержанием этанола; (b) набивки указанной ферментированной биомассы с высоким содержанием этанола в вертикальную дистилляционную колонну; (c) добавления воды в нижнюю часть указанной вертикальной дистилляционной колонны; (d) нагревания нижней части указанной вертикальной дистилляционной колонны для кипячения указанной воды с получением таким образом пара из нижней части; (e) охлаждения верхней части указанной вертикальной дистилляционной колонны для конденсации пара с верхней части с получением таким образом жидкости с верхней части с высоким содержанием этанола и (f) повторного введения фракции указанной жидкости с верхней части с высоким содержанием этанола в верхнюю часть указанной вертикальной дистилляционной колонны, при этом стадии с (d) по (f) выполняют одновременно.

Изобретение предназначено для тепломассообмена. Распределительная тарелка для колонны обмена теплом и/или массой между газом и жидкостью содержит средства (4) для прохождения указанного газа через указанную тарелку (2) и по меньшей мере один канал (6) для прохождения указанной жидкости через указанную тарелку (2).

Изобретение относится к парожидкостному контактному тарельчатому устройству для использования в разделительной колонне. Согласно первому аспекту изобретения парожидкостное контактное тарельчатое устройство включает тарелку, имеющую множество отверстий для прохождения жидкости.

Изобретение относится к парожидкостному контактному тарельчатому устройству для использования в разделительной колонне. Согласно первому аспекту изобретения парожидкостное контактное тарельчатое устройство включает тарелку, имеющую множество отверстий для прохождения жидкости.

Изобретение относится к металлическому компоненту устройства для проведения перегонки и/или ферментации. Металлический компонент устройства для проведения перегонки и/или ферментации характеризуется тем, что активная поверхность указанного компонента покрыта, полностью или частично, по меньшей мере одним слоем наноструктурированной меди.
Предложен способ очистки этилового спирта, содержащий стадии: перегонку в дистилляционной колонне потока поступающего сырья, содержащего этиловый спирт в количестве ниже его азеотропной концентрации, воду и примеси из одного или нескольких высших спиртов в количестве от 1 до 25000 мг/л абсолютного спирта, и сбор потока продукта, имеющего более высокую чистоту этилового спирта по сравнению с таковым в потоке поступающего сырья, сбор одного или нескольких потоков, имеющих более высокую чистоту в одном или большем количестве высших спиртов по сравнению с таковыми в потоке поступающего сырья.

Предложена дистилляционная колонна, содержащая вертикальную разделительную стенку в верхней части колонны, причем вертикальная разделительная стенка разделяет верхнюю часть колонны на первую сторону и вторую сторону, первая сторона содержит абсорбционную установку для отделения более легких неконденсирующихся компонентов и вторая сторона содержит дистилляционную установку для отделения более тяжелых жидких компонентов, причем верхняя часть колонны выполнена с возможностью функционирования с давлением 1,8 кг и с температурой 40°С или с давлением 2,7 кг и с температурой 40°С, причем неконденсирующиеся вещества, используемые как отходящий газ, удаляются в виде головного парообразного продукта из конденсатора выпара и часть легкой жидкости направляется назад в колонну в качестве обратного потока и остальное отводится в виде С5 продукта, причем первая сторона содержит обратный поток, поступающий из жидкого потока, сконденсированного из конденсатора выпара, и тяжелого потока из насоса кубового продукта. Технический результат - обеспечение точного разделения парообразных и жидких компонентов благодаря использованию колонны с разделительной стенкой в верхней части, в которой применяют как абсорбционные, так и дистилляционные техники по обеим сторонам разделительной стенки. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 ил.

Наверх