TW201438803A - 使用分隔管柱之分離方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種技術，其中該二管柱系統被結合成一單一管柱。該等輕質組分係集中於該管柱之該預分取側(進料側)，其處其等被作為塔頂頂部產物被移出。該等中間沸點組分於分隔壁的反側作為塔頂產物被移出。對於相同產物規格，頂部分隔管柱需要相較傳統二管柱系統實質上較低的成本及操作花費。

Description

使用分隔管柱之分離方法 相關申請案之交互參照
本申請案依據35 U.S.C.§ 119(e)主張2013年2月21日提申之美國臨時專利申請案Ser.No.61/767,434的優先權，該案以其整體被併入此處，如同完全於此處被敘述。
發明領域
本發明(頂部分隔壁管柱脫丙烷器(Depropanizer)或TDWC)提供一創新技術，其中該二管柱系統被組合成一單一管柱。該等輕質組分被集中於該管柱的該預分取側(進料側)，在其處該等組分被作為塔頂頂部產物移出。該等中間沸點組分被作為塔頂產物，於分隔壁之相反側移除。對於相同產物規格，TDWC相較傳統二管柱系統需要實質上較低的成本及操作花費。
發明背景
蒸餾及吸收為用於程序工業中非常常見的分離技術。由於在該程序中所涉及的加熱及冷卻，兩個技術皆需要大量的能量。此等技術大多數係於經濟、政治及社會情境不同的數十年前被設計。降低經濟利益及社會利益中 的能源損失是被期望的。
存在有可行地複雜分離構造，其提供能源及資本花費的實質上降低。此等選擇包括分隔壁管柱。分隔壁管柱通常用於蒸餾程序中。圖1代表先前技藝。該管柱於390psig下操作，具有95℉的塔頂溫度。此常用脫丙烷器旨在將C2/C3組分作為該管柱之塔頂產物，以及C4/C4+組分作為該管柱之塔底產物而分離。
然而，該等先前技藝造成數個缺點。其無法於350psig下冷凝該塔頂產品中的該等較輕組分，以及使用冷卻水作為塔頂冷卻介質。該塔頂系統具有一部分冷凝器。C2及較輕組分(用作燃料氣)作為來自該部分冷凝器的蒸氣產物而抽離。C3產物為來自該部分冷凝器的液體流。大量的C3組分損失至該燃料氣體蒸氣流。C3組分的損失可藉由降低該塔頂溫度(例如，藉由使用冷凍)或增加該管柱壓力而預防。然而，此增加該管柱的操作花費。雖然該等先前技藝系統提供介於C3及C3+之間的鮮明分離(sharp split)，此等組分的回收率很低，因其等被損失於該燃料氣體蒸氣流中。
圖2代表另一先前技藝。此方法使用二管柱設計。該第一管柱係再沸吸收器(reboiled absorber)，其旨在自該進料分離非冷凝產物。該等非冷凝物(用作燃料氣)係來自此管柱的塔頂蒸氣產物。來自該第一管柱的該等底部物被進給至該第二管柱。C3產物係作為於該第二管柱中的一塔頂產物被抽出，且C4/C4+係作為塔底產物被抽出。儘管如此，此先前技藝系統提供高C3/C3+回收率。該缺點係較高資 本支出及較高能源消耗。
因此，希望有可克服該等先前技藝系統之該等缺點的系統。
發明概要
本發明之一實施例係有關一種方法，其中兩個不同單元操作(吸收及蒸餾)位於一頂部分隔壁管柱的兩側。於本發明之一實施例中，該頂部分隔管柱係用作自燃料氣回收C3組分的脫丙烷器。
圖1代表根據本發明之一實施例的一先前技藝分離方法；圖2代表根據本發明之一實施例的一雙管柱分離方法；及圖3代表根據本發明之一實施例的一方法圖。
例示實施例之詳細說明
本發明之一實施例係有關一種方法，其中兩個不同單元操作(吸收及蒸餾)位於一頂部分隔壁管柱的兩側。
該創新係經由一實例、一傳統脫丙烷系統而解釋。
本發明提供一創新技術，其中用於一蒸餾設備中的一兩管柱系統被結合成一單一管柱。於本發明之某些實施例中，該等輕質組分係集中於該管柱之預分取側(進料 側)，在其處其等被作為塔頂頂部產物被移出。該等中間沸點組分於分隔壁的反側作為塔頂產物被移出。因此，對於相同產物規格，本發明之該頂部分隔壁管柱相較傳統二-管柱系統，需要實質上較低的成本及操作花費。
本發明之一操作代表圖敘述於圖3中。具有一頂部分隔壁之蒸餾管柱被顯示。該頂部分隔管柱具有位於該分隔壁之一側的一進料側，以及位於該分隔壁之反側的一產物側。該頂部分隔管柱的底部部分，即，該頂部分隔管柱的反側為主要區段。
於本發明之一實施例中，本發明之方法圖係被設計以於一單一頂部分隔管柱中分離C2(非冷凝物)、C3(中間組分)、C3+(重組分)。該進料流係首先送至該頂部分隔管柱的該預分取側。該垂直分隔壁將該管柱的頂部部分分隔成兩半。該壁的進料側被稱為該預分取區段。該等非冷凝物(用作燃料氣)自一排氣冷凝器作為塔頂蒸氣產物移出。於本發明之某些實施例中，該管柱塔頂壓力藉由位於該塔頂燃料氣產物線上的一壓力控制器被設置於350psig。高於該進料的區段扮演一吸收區段，其主要被用於將C3組分的損失最小化。該預分取側具有來自兩個來源的回流：自一排氣冷凝器冷凝的一液體流；及來自底部泵的重組分流。
於本發明之一實施例中，來自該主要區段之塔頂的蒸氣於氣冷交換器中，接著藉由該水冷冷凝器，被冷凝並冷卻至95℉。該冷凝器出口(outlet)被收集於一塔頂接收器中。該C3輕質液體係經由回流泵排出該筒(drum)。該輕 質液體的一部分被送回至該管柱作為回流，且剩餘物作為C3產物抽出。
於本發明之一實施例中，該管柱之操作壓力係藉由安裝於前往該燃料氣集管之該非冷凝物線上的壓力控制迴圈而控制，而於該塔頂接收中的壓力係藉由一熱旁路壓力控制迴圈而控制。
於本發明之一實施例中，於該主要管柱之頂部區段中的溫度係與該回流流控制迴圈串聯而控制。此允許藉由抑制該等較重組分前往該管柱之頂部的傾向而控制該C3產物的整體品質。
於本發明之一實施例中，被連接至該主要區段的該再沸器係一熱虹吸蒸氣再沸器，其使用蒸氣作為加熱介質。至該再沸器的熱輸入係藉由控制該串聯到該管柱底部托盤溫度控制器的蒸氣流而調節。
該C3底部產物係藉由與該底部產物流率之串聯等級控制迴圈而控制。
本發明之整體態樣係有關於用於增加一蒸餾程序之能源效率的方法，其使用一頂部分隔管柱。熟習此藝者，其具有自本發明獲得之知識，將認知到各種改變可不背離本發明之範圍而針對此處所揭示之方法進行。用於解釋理論或觀察到的現象之機制或結果，應被解釋為僅為顯示性地而非以任何方式限制該所附申請專利範圍的範圍。

Claims (10)

  1. 一種蒸餾管柱，包含在該管柱的一頂部區段的一壁，該管柱具兩個冷凝器及一個側再沸器。
  2. 如請求項1之蒸餾管柱，其中該等兩個冷凝器係一部份冷凝器及一全冷凝器。
  3. 如請求項1之蒸餾管柱，其中該管柱已被用作自燃料氣回收C3組份的脫丙烷器。
  4. 如請求項1之蒸餾管柱，其中該管柱具有一進料側或預分取側以及一主要側。
  5. 如請求項4之蒸餾管柱，其中該進料側作為一再沸吸收器，其自C3分離非冷凝物。
  6. 如請求項4之蒸餾管柱，其中該預分取側包含一吸收溶劑。
  7. 如請求項6之蒸餾管柱，其中該吸收溶劑之一部分係作為回流送回該管柱，且剩餘物作為C3產物被抽出。
  8. 如請求項7之蒸餾管柱，其中該回流有助於減少損失至該燃料氣的C3。
  9. 如請求項1之蒸餾管柱，其中該側再沸器係用於蒸餾管柱之該預分取側中。
  10. 如請求項9之蒸餾管柱，其中該側再沸器之加熱介質係該等管柱底部物。
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