新型精馏塔在分离C4烯烃与烷烃中的节能效果.doc

新型精馏塔在分开C4烯烃与烷烃中的节能效果
  本文依据长期从事化工分开工作的工程经验，通过对新型精馏塔分开正丁烷和反-2-丁烯混合物的技术介绍，展示了新型精馏塔相关于传统精馏塔极具优势的节能效果。
    萃取精馏是石油化学工业中重要的分开方法之一，发展至今已有60多年的历史。其通过萃取剂的加入改变被分开组分间的相对挥发度，从而使近沸点物系或共沸物体系得以分开，而另一方面，大量萃取剂的加入也大大增加了此分开过程的能耗。如何降低该精馏过程的能耗已经成为当今工业非常普遍也非常重要的研究课题。近年来，开发者们通过对传统精馏工艺的模拟分析、优化制定、安装控制等方面的研究与技术改善，开发出了一种新型的精馏塔，其可有效地减少分开过程能耗，在节能和节省设备投资方面的优势十分显然。

    新型的精馏塔就对传统精馏塔进行改造而形成的。在传统精馏塔内部设一垂直隔板，将精馏塔分成下部公共提馏段、隔板两边的精馏进料段和中间采出段3部分，形成新型精馏塔。
新型精馏塔被垂直的分隔壁分成6个部分，公共精馏区1、公共提馏区6及由分隔壁分开的互相平行的进料段和侧线产品采出段4部分，其中进料段和侧线产品出料段又可以分为精馏段2、3和提馏段4、5，2、4一般被称为预分馏段或副塔，整个1、3、5、6段被称为主塔。
    含多种物质的混合物从塔进料段的中间位置进入到塔内。在预分馏段，组分A、B向塔上方移动，组分B、C向塔下方移动。公共精馏区完成A、B的分开，纯组分A从塔顶采出，公共提馏区完成B、C的分开，纯组分C从塔釜采出，纯组分B从主塔的中间采出。与传统分开三组分的两塔精馏相比，新型精馏塔可节省1座精馏塔及其附属设备，如再沸器、冷凝器、回流泵等，而且占地面积也相应减少。

   ℃，工业上通常仍然采纳萃取精馏的方法实现分开。常用的萃取剂有二甲基甲酰胺、甲乙酮、吗啉等。
    以二甲基甲酰胺为萃取剂，采纳AspenPlus化工流程模拟软件，对分隔壁萃取精馏塔分开正丁烷和反-2-丁烯混合物的过程进行了模拟计算，以期获得支持该工艺可行性和节能降耗性能的定量结果。

    新型萃取精馏塔有3个区域：萃取精馏段、溶剂回收段和公共提馏段。主塔为萃取精馏段和公共提馏段，副塔为溶剂回收段。C4烃从主塔中部适当位置进料，萃取剂从主塔顶部进料。在萃取精馏段进行C4烃的分开，烷烃从主塔塔顶采出。在副塔进行溶剂回收，烯烃从副塔塔顶采出，萃取剂从塔底采出后循环使用。

    选择C4中的正丁烷、反-2-丁烯为分开对象，溶剂选择二甲基甲酰胺，进料量为1t/h，压力0.5MPa。原料组成：反-2-丁烯88.3%(w)，正丁烷11.7%(w)。分开要求：正丁烷纯度大于99.0%(w)，反-2-丁烯纯度大于99.9%(w)。采纳AspenPlus软件中的MultiFrac模块进行模拟计算，选取Wilson方程为相平衡模型，分析溶剂比、回流比、汽相分配比等操作条件对分开效果及能耗的影响。