借助萃取蒸馏工艺分离材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种借助萃取蒸馏工艺来分离材料A和B的混合物的方法，使用对B具有的亲和性比对A高的萃取剂。将包含A和B的进料流以与萃取剂逆流地引导至塔(3)中，其中获得包含A的塔顶馏分(6)以及包含B和萃取剂的液体馏分。将液体馏分在收集基板(7)上收集，并在第一间接热交换器(9)中加热和部分蒸发。将所得蒸汽释放至塔(3)中，并将液体馏分的未蒸发部分在塔底中作为塔底馏分(11)收集。将塔底馏分依次地在第二间接热交换器(13)和第三间接热交换器(14)中加热和部分蒸发。将所得蒸汽至少部分地释放至塔中。将塔底馏分在汽提器(32)中分离成包含B的馏分(33)和萃取剂馏分。将萃取剂馏分用作第二热交换器的加热介质，其中获得部分冷却的萃取剂馏分。将外部加热介质用于第三热交换器，并将部分冷却的萃取剂馏分用作第一热交换器(9)的加热介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借助萃取蒸馏工艺分离材料的方法本专利技术涉及一种借助萃取蒸馏来分离材料的方法。已知通过常规蒸馏不可分离或难以分离的共沸或窄沸程混合物通常可以通过萃取蒸馏分离。在萃取蒸馏中，蒸汽与萃取介质接触，所述萃取介质选择性地降低待分离混合物的组分之一的挥发性。萃取介质具有比待分离材料高的沸点或显著低的蒸汽压。萃取介质连同待分离材料之一经由塔贮槽排出。经萃取的材料可在汽提器中释放并且可再利用从汽提器贮槽排出的再生萃取介质。由于通过萃取蒸馏分离材料的方法包括多个蒸馏且因此能量强，最佳的能量集成对于其经济运行是重要的。已知回收再生萃取介质的热能以加热萃取蒸馏塔或预热负载的萃取介质料流。例如，US2014/0124358A1描述了一种方法，其中萃取蒸馏塔经由横向安装在塔上的蒸发器以多级方式加热。每个蒸发器加热来自塔收集塔盘的侧取。来自蒸发器的液体/蒸汽混合相料流再循环至萃取蒸馏塔。塔贮槽额外经由任选的蒸发器加热。在塔上横向安装的蒸发器用热再生的萃取介质进行操作。任选的贮槽蒸发器可额外用低压水蒸汽或中压水蒸汽进行操作。US2014/0124358A1的方法的缺点是，被收集塔盘隔开的上下布置的舱室增加了萃取精馏塔的高度。因此，如果要经由至少三个蒸发器加热塔，则至少需要上下布置的隔室。本专利技术的目的是指定一种萃取蒸馏方法，该方法在不显著提高萃取精馏塔高度的情况下允许最佳的能量集成。该目的通过借助萃取蒸馏来分离材料A和B的混合物的方法实现，使用对B具有的亲和性比对A高的萃取介质，其中a)将包含A和B的进料流在塔中朝萃取介质引导，其中获得包含A的塔顶馏分以及包含B和萃取介质的液体馏分，b)将液体馏分在收集塔盘上收集，并在第一间接热交换器中加热和部分蒸发，将所得蒸汽释放至塔中，并将液体馏分的未蒸发部分在塔贮槽中作为贮槽馏分收集，c)将贮槽馏分依次地在第二间接热交换器和第三间接热交换器中加热和部分蒸发，其中将所得蒸汽至少部分地释放至塔中，d)将贮槽馏分在汽提器中分离成包含B的馏分和萃取介质馏分，e)将萃取介质馏分用作第二热交换器的加热介质，其中获得部分冷却的萃取介质馏分，并将外部加热介质用于第三热交换器，和f)将部分冷却的萃取介质馏分用作第一热交换器的加热介质。根据本专利技术，将贮槽馏分依次地在第二间接热交换器和第三间接热交换器中加热和部分蒸发。将所得蒸汽至少部分地释放至塔中，优选地释放至塔贮槽上方的体积中。由于其中首先借助从汽提塔产生的萃取介质馏分并且然后借助外部加热介质加热贮槽馏分的双重传热，最佳地利用再生的萃取介质馏分的热能。外部加热介质仅传递所需的能量输入，以将贮槽温度从通过用再生的萃取介质馏分加热达到的温度水平提升到期望值。此外，液体馏分被收集在收集塔盘上，并在第一间接交换器中加热和部分蒸发。由于内部材料料流的温度比塔贮槽温度低，对于中间加热，可以使用低温水平的热能。根据本专利技术，可将部分冷却的萃取介质馏分用作第一热交换器的加热介质。将包含A和B的进料流在塔中朝萃取介质引导。将包含A和B的进料流引入至塔的下部区域或中心区域。将萃取介质在顶部引入或引入至塔的上部区域。将萃取介质以液态引入至塔中。可将进料流以蒸汽或液态引入至塔中。作为分离作用的内件，该塔优选地包括塔盘、无规填料和/或规整填料。该塔可以具有例如位于包含A和B的进料流的进料管上方的富集区和位于进料流的进料管下方的汽提区。获得包含A的塔顶馏分以及包含B和萃取介质的液体馏分。在包含A的塔顶馏分中，物质量比例A/(A+B)比在包含A和B的进料流中高，优选高至少1.3倍，特别是高至少1.5倍。物质量比例A/(A+B)通过将物质A的量除以物质A的量和物质B的量总和而计算。将包含A的塔顶馏分在塔顶处引导出塔。包含B和萃取介质的液体馏分被收集在收集塔盘上。收集塔盘布置在塔贮槽上方的塔中，例如在贮槽和汽提区之间。收集的液体馏分在第一间接热交换器中被加热和部分蒸发。第一热交换器优选布置在塔外。液体馏分可以从收集塔盘排出并引导至布置在塔外的热交换器中。将在第一热交换器中加热时形成的蒸汽释放至塔中，并将液体馏分的未蒸发部分在塔贮槽中作为贮槽馏分收集。通常，将包含所得蒸汽和液体馏分的未蒸发部分的来自蒸发器的液体/蒸汽混合相料流再循环至收集塔盘下方的塔中。也可将所得蒸汽与液体馏分的未蒸发部分分离，例如在相分离器中，这两个相可以单独地引导至塔中。在本专利技术方法中，可将适用于从液体传热至另一液体的任何形式的间接热交换器用作第一热交换器。该第一热交换器例如可为降膜蒸发器、釜式蒸发器、强制循环蒸发器或自然循环蒸发器。优选地，该第一热交换器为自然循环蒸发器。本专利技术方法的优点是，作为自然循环蒸发器，第一热交换器即使在非常低的汽化速率下也可以操作，也就是说，甚至以低热量供应，也就是说，对于泵没有额外的成本和能量消耗。这是由于第一热交换器和进一步位于上方的收集塔盘之间通常存在高度差，以及伸出的液体塔的静压。因此，即使在低的汽化速率下(也就是说，甚至以低热量供应)，可以确保通过连续经过第一热交换器，而没有循环停止的风险。优选地，第一热交换器布置在塔外在下方足够远，使得从第一热交换器获得的液体馏分的未蒸发部分出现在收集塔盘下方，优选在收集塔盘下方的0.15m至0.70m的范围内，特别优选在收集塔盘下方的0.20m至0.60m的范围内，非常特别优选在收集塔盘下方的0.25m至0.50m的范围内。例如，第一热交换器可以布置在塔外在下方足够远，使得其对于液体馏分的未蒸发部分或对于包含所得蒸汽和液体馏分的未蒸发部分的液体/蒸汽混合进料流的出口位于收集塔盘下方，优选在收集塔盘下方的0.15m至0.70m的范围内，特别优选在收集塔盘下方的0.20m至0.60m的范围内，非常特别优选在收集塔盘下方的0.25m至0.50m的范围内。该距离涉及两个水平面之间的距离，其中液体馏分到达收集塔盘上的最低点位于上平面，蒸发器出口的最低点位于下平面。优选地，第一热交换器不安装在下方太远处。因此，这也将有助于无需增加萃取精馏塔的高度这一事实。由此实现关于一方面成本和能量消耗以及另一方面塔高的最佳。将贮槽馏分依次地在第二间接热交换器和第三间接换热器中加热和部分蒸发，其中将所得蒸汽至少部分地释放至塔中。这可以通过至少部分地将蒸汽释放至贮槽中和/或贮槽和收集塔盘之间的区域中来进行。如下文所述，可以各种方式将贮槽馏分依次地引导通过第二热交换器和第三热交换器。贮槽馏分可经由贮槽循环进行循环，其中将贮槽馏分依次地引导通过第二间接热交换器和第三间接热交换器。如果将贮槽馏分在一个贮槽循环中依次地引导通过第二间接热交换器和第三间接热交换器，则在第二热交换器中形成的蒸汽在贮槽馏分进入至第三热交换器之前不与贮槽馏分分离。因此，将液体/蒸汽混合相料流从第二蒸发器通入第三热交换器。在第三热交换器中，蒸发贮槽馏分的另一部分。然后，可将由此加热的贮槽馏分引导通过分流器，从而从贮槽循环中分离待供入汽提器的贮槽馏分。可将在第三间接热交换器下游的贮槽馏分引导通过在蒸汽侧与塔连通的隔室，在该隔室中将所得蒸汽与贮槽馏分分离，并从中排出待供入汽提塔的贮槽馏分。该隔室可整合至塔贮槽中或为布置在塔外的相分离器。当将该隔室整合至塔贮槽中时，优选实现隔室与塔的蒸汽侧连通，其中隔室开口朝向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助萃取蒸馏来分离材料A和B的混合物的方法，使用对B具有的亲和性比对A高的萃取介质，其中a)将包含A和B的进料流在塔中朝萃取介质引导，其中获得包含A的塔顶馏分以及包含B和萃取介质的液体馏分，b)将液体馏分在收集塔盘上收集，并在第一间接热交换器中加热和部分蒸发，将所得蒸汽释放至塔中，并将液体馏分的未蒸发部分在塔贮槽中作为贮槽馏分收集，c)将贮槽馏分依次地在第二间接热交换器和第三间接热交换器中加热和部分蒸发，其中将所得蒸汽至少部分地释放至塔中，d)将贮槽馏分在汽提器中分离成包含B的馏分和萃取介质馏分，e)将萃取介质馏分用作第二热交换器的加热介质，其中获得部分冷却的萃取介质馏分，并将外部加热介质用于第三热交换器，和f)将部分冷却的萃取介质馏分用作第一热交换器的加热介质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.05 EP 16154499.41.一种借助萃取蒸馏来分离材料A和B的混合物的方法，使用对B具有的亲和性比对A高的萃取介质，其中a)将包含A和B的进料流在塔中朝萃取介质引导，其中获得包含A的塔顶馏分以及包含B和萃取介质的液体馏分，b)将液体馏分在收集塔盘上收集，并在第一间接热交换器中加热和部分蒸发，将所得蒸汽释放至塔中，并将液体馏分的未蒸发部分在塔贮槽中作为贮槽馏分收集，c)将贮槽馏分依次地在第二间接热交换器和第三间接热交换器中加热和部分蒸发，其中将所得蒸汽至少部分地释放至塔中，d)将贮槽馏分在汽提器中分离成包含B的馏分和萃取介质馏分，e)将萃取介质馏分用作第二热交换器的加热介质，其中获得部分冷却的萃取介质馏分，并将外部加热介质用于第三热交换器，和f)将部分冷却的萃取介质馏分用作第一热交换器的加热介质。2.根据权利要求1的方法，其中贮槽馏分经由贮槽循环进行循环，其中将贮槽馏分依次地引导通过第二间接热交换器和第三间接热交换器。3.根据权利要求2的方法，其中将在第三间接热交换器下游的循环贮槽馏分引导通过在蒸汽侧与塔连通的隔室，在该隔室中将所得蒸汽与贮槽馏分分离，并从中排出待供入汽提塔的贮槽馏分。4.根据权利要求3的方法，其中该隔室整合至塔贮槽中或相分离器布置在塔外。5.根据权利要求1的方法，其中将贮槽馏分引导通过在蒸汽侧与塔连通的三个隔室，通过在整合至塔贮槽中的第一隔室中收集贮槽馏分，从第一隔室排出贮槽馏分并将其引导通过第二热交换器进入第二隔室中，从第二隔室排出贮槽馏分...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·阿斯普利昂，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE