蒸餾裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及一種蒸餾裝置和一種利用該蒸餾裝置分離丙烯酸2-乙基己酯的方法。
【背景技術】
[0002] 多種原料例如原油是多種物質，例如多種化合物的混合物，而且這些原料通常在 被分離成各種化合物之后使用。在分離混合物的化學工藝中代表性工藝是蒸餾工藝。
[0003] 例如，混合物可以通過一個或多個蒸餾塔被蒸餾，部分或全部的物流可以通過冷 凝器或重沸器，然后回流至蒸餾塔中，通過該過程可以獲得高純度化合物。一般而言，包含 三種以上組分的物質的原料可以通過兩個以上的蒸餾塔并被分離成各個組分。例如，低沸 點組分首先在第一蒸餾塔的上部從原料中分離出來，然后中沸點組分和高沸點組分可以在 與所述第一蒸餾塔相連接的第二蒸餾塔的上部和下部從原料中分離出來。在此情況下，在 第一蒸餾塔的下部區域會發生中沸點組分的再混合，因此，會消耗額外的能量。
【發明內容】
[0004] 技術問題
[0005] 本申請的目的在于提供一種蒸餾裝置以及一種利用該蒸餾裝置分離高純度丙烯 酸2-乙基己酯的方法。
[0006] 技術方案
[0007] 本申請涉及一種蒸餾裝置。所述蒸餾裝置的示例性實施方案可以包括兩個蒸餾裝 置。根據本申請的一個示例性實施方案的蒸餾裝置可以是連接第一蒸餾裝置和第二蒸餾裝 置的形式，而且可以在混合物，例如包含下面式1的化合物的原料的蒸餾工藝中將產生的能 量損耗最小化，并且通過利用現有的蒸餾裝置純化原料，從而提高所述工藝的經濟效益。 [0008]在下文中，將參照附圖描述本申請的蒸餾裝置，但所述附圖只是說明性的，所述蒸 餾裝置的范圍并不限于附圖。
[0009]圖1是示例性地說明根據本申請的一個示例性實施方案的蒸餾裝置的視圖。在一 個實施例中，所述蒸餾裝置是將含有下面式1的化合物的原料(Fh)引入其中并被純化的蒸 餾裝置。
[0010] 如圖1所示，所述蒸餾裝置包括第一蒸餾裝置和第二蒸餾裝置。所述第一蒸餾裝置 包括將原料(Fh)引入其中的第一蒸餾塔100,所述第二蒸餾裝置包括與所述第一蒸餾塔 100依次連接并將第一蒸餾塔100的流出物流引入其中的第二蒸餾塔200。所述第一蒸餾塔 100與第二蒸餾塔200可以通過連接通路，例如管道或導管相互連接。
[0011] [式 1]
[0012]
[0013] 在式1中，Ri表示氫和具有1至10個碳原子，例如1至8個、1至6個或1至4個碳原子的 烷基，以及R2表示烷基，例如具有1至24個、1至20個、1至16個、1至12個或1至8個碳原子的直 鏈或支鏈烷基。
[0014] 在一個實施例中，式1的組成沒有特別限制，只要該組成是符合式1的化合物即可， 而且可以是例如丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸、乙 二醇、丁醇、甲醇或異丙醇，優選地丙烯酸2-乙基己酯。
[0015]上述第一蒸餾裝置和第二蒸餾裝置是通過各個物質的沸點之間的差異分離包含 在原料(Fw)中的多組分物質的裝置。考慮到待引入的原料(Fw)的組分的沸點和待分離的 組分等，在本申請中可以使用具有各種形式的蒸餾裝置。例如，在本申請的蒸餾裝置中，低 沸點和高沸點的物質首先從第一蒸餾塔1〇〇中分離出來，然后將包含中沸點物質的物流引 入第二蒸餾塔200中，并作為產物從第二蒸餾塔200中排出。在本申請中，可以在蒸餾混合物 的工藝中使用的蒸餾裝置的具體種類沒有特別限制，而且可以使用例如如圖1所示的包括 各自具有普通結構的第一蒸餾塔100和第二蒸餾塔200的蒸餾裝置。
[0016] 圖2是圖示地說明根據本申請的一個示例性實施方案的第一蒸餾裝置的視圖。如 圖2所示，所述第一蒸餾裝置包括第一蒸餾塔100以及各自與所述第一蒸餾塔100相連接的 第一冷凝器101和重沸器102。例如，第一蒸餾塔100的內部可以分成上部塔板110、下部塔板 130和中部塔板120或分成上部110、下部130和中部120。本說明書中的術語"上部塔板"或 "上部"是指第一蒸餾塔100和第二蒸餾塔200的各個結構中相對較上面的部分，還可以指例 如通過將第一蒸餾塔100或第二蒸餾塔200在各自塔體的高度或長度方向上各自分成兩個 部分而得到的兩個區域的上部。此外，上述術語"下部塔板"或"下部"是指第一蒸餾塔100和 第二蒸餾塔200的各個結構中相對較下面的部分，還可以指例如通過將第一蒸餾塔100和第 二蒸餾塔200在各自塔體的高度或長度方向上各自分成兩個部分而得到的兩個區域的下 部。此外，本說明書中的術語"中部塔板"或"中部"可以指通過將第一蒸餾塔100在各個蒸餾 塔的高度或長度方向上分成三個部分而得到的三個區域的中間區域，還可以指第一蒸餾塔 100的上部和下部之間的區域。在本說明書中，第一蒸餾塔100和第二蒸餾塔200的上部、下 部和中部可以用作彼此相對的概念。
[0017] 此外，本說明書中使用的術語"冷凝器"作為與所述蒸餾塔分開設置的裝置，是指 通過使從主體排出的物質與從外部等流入的冷水接觸進行冷卻的裝置。例如，第一蒸餾裝 置的第一冷凝器 101是使第一蒸餾塔上部塔板流出物流（F1_2)冷凝的裝置，該流出物流 ( F1_2)從第一蒸餾塔100的第一上部塔板流出部nl排出，而且下面將描述的第二蒸餾裝置 的第二冷凝器201是使第二蒸餾塔上部塔板流出物流(F 2-2)冷凝的裝置，該流出物流(F2-2) 從第二蒸餾塔200的第二上部塔板流出部211排出。此外，所述術語"重沸器"作為設置在蒸 餾塔的外部的加熱裝置，是指使具有高沸點的物流重新沸騰和蒸發的裝置。例如，第一蒸餾 裝置的重沸器102可以是加熱從第一蒸餾塔100的第一下部塔板流出部131排出的第一蒸餾 塔下部塔板流出物流(Fh)的裝置。
[0018] 在一個實施例中，所述第一蒸餾塔100包括供入原料(Fh)的原料流入部121;排出 低沸點物流的第一上部塔板流出部111;將從第一蒸餾塔的上部110排出的物流的回流物流 引入其中的第一上部塔板流入部112;從第一蒸餾塔的下部130排出高沸點物流的第一下部 塔板流出部131;引入從第一蒸餾塔的下部130排出的物流的回流物流的第一下部塔板流入 部132;從第一蒸餾塔的中部塔板120排出中沸點物流的中部塔板流出部122;以及將從下面 將描述的第二蒸餾塔的下部220中排出的物流引入其中的中部塔板流入部123。例如，當將 原料(Fh)引入設置在第一蒸餾塔100的中部塔板的原料流入部121中時，所引入的原料 (Fh)可以在被分別分成第一蒸餾塔上部塔板流出物流(FhK將從設置在第一蒸餾塔100 的上部或上部塔板110上的第一上部塔板流出部111排出）、中部塔板流出物流(Fh)(將從 設置在第一蒸餾塔100的中部或中部塔板120上的中部塔板流出部122排出）以及第一蒸餾 塔下部塔板流出物流(Fp 3)(將從設置在第一蒸餾塔100的下部或下部塔板130的第一下部 塔板流出部131排出）的同時被排出。從第一上部塔板流出部111排出的第一蒸餾塔上部塔 板流出物流(Fn)通過第一冷凝器101，而且可以將通過第一冷凝器101的部分或全部的第 一蒸餾塔上部塔板流出物流(Fn)引入第一上部塔板流入部112并回流至第一蒸餾塔100或 作為產物被儲存。此外，從第一蒸餾塔100的第一下部塔板流出部131排出的第一蒸餾塔下 部塔板流出物流(Fh)通過重沸器102,而且可以將通過重沸器102的部分或全部的第一蒸 餾塔下部塔板流出物流(Fn)引入第一下部塔板流入部132并回流至第一蒸餾塔100或作為 產物被儲存。
[0019] 在一個示例性實施方案中，所述中部塔板流出物流(Fh)是從第一蒸餾塔100的中 部塔板流出部122排出的高溫氣相物流，將其引入與所述第一蒸餾塔100相連接的第二蒸餾 塔200的下部220,因此，提供第二蒸餾塔下部220所需要的熱量。
[0020] 本說明書中的術語"低沸點物流"是指在包含具有低沸點、中沸點和高沸點的三組 分的原料物流中富集具有相對較低沸點的組分的物流，而且所述低沸點物流是指例如從第 一蒸餾塔100的第一上部塔板流出部111排出的物流。"高沸點物流"是指在包含具有低沸 點、中沸點和高沸點的三組分的原料物流中富集具有相對較高沸點的組分的物流，而且所 述高沸點物流是指例如從第一蒸餾塔100的第一下部塔板流出部131排出的富集具有相對 較高沸點的組分的物流。所述術語"中沸點物流"是指在包含具有低沸點、中沸點和高沸點 的三組分的原料物流中富集具有介于低沸點組分和高沸點組分之間的沸點的組分的物流， 而且所述中沸點物流是指例如從第一蒸餾塔100的中部塔板流出部122排出的物流。所述中 沸點組分可以從下面將要最后描述的第二蒸餾塔的上部210排出，然后作為產物被儲存。所 述術語"富集的物流"是指從第一蒸餾塔100的第一上部塔板流出部111排出的物流中含有 的低沸點組分、從第一下部塔板流出部131排出的物流中含有的高沸點組分以及從中部塔 板流出部122排出的物流中含有的中沸點組分的各自含量高于在原料(Fh )中含有的低沸 點組分、高沸點組分和中沸點組分的各自含量的物流。例如，所述術語可以指包含在第一蒸 餾塔上部塔板流出物流(Fh)中的低沸點組分、包含在第一蒸餾塔下部塔板流出物流(Fh) 中的高沸點組分以及包含在中部塔板流出物流(Fh )中的中沸點組分的各自含量為50wt % 以上、80wt%以上、90wt%以上、95wt%以上或99wt%以上的物流。在本說明書中，所述第一 蒸餾塔100的低沸點物流和第一蒸餾塔上部塔板流出物流(Fn)可以交換使用，所述第一蒸 餾塔100的高沸點物流和第一蒸餾塔下部塔板流出物流(Fh)可以交換使用，以及所述第一 蒸餾塔100的中沸點物流和中部塔板流出物流(Fh )可以交換使用。
[0021]如圖2所示，所述第一蒸餾塔100的中部塔板流出部122可以設置在第一蒸餾塔100 的中部區域或中部塔板120上，而且在一個實施例中，所述中部塔板流出部122可以設置在 比原料流入部121低的部位，即在其下面。此外，所述中部塔板流入部123可以設置在中部區 域或中部塔板120上并且在比中部塔板流出部122低的部位，即在其下面。如上所述，所述中 部塔板流入部123可以設置在比中部塔板流出部122低的部位，而且可以順利地使氣體/液 體彼此接觸，從而達到保持分離效率的效果。在一個實施例中，中部塔板流出部122和中部 塔板流入部123可以設置在相同的塔板上。例如，中部塔板流出部122和中部塔板流入部123 可以設置在第一蒸餾塔100的中部區域120內部的相同塔板上，在此情況下，中部塔板流入 部123可以設置在相同塔板上低于中部塔板流出部122的一側上。因此，從第一蒸餾塔100的 中部塔板流出部122排出的中部塔板流出物流(Fh )和被引入第一蒸餾塔100的中部塔板流 入部123的第二蒸餾塔下部塔板流出物流(Fh)可以從第一蒸餾塔100的相同塔板上排出和 引入其中。當中部塔板流出部122和中部塔板流入部123設置在相同塔板上時，引入和排出 發生在相同塔板上，使得氣體/液體可以順利地彼此接觸并可以獲得水力光滑的物流。 [0022] 在一個實施例中，第一蒸餾塔100的理論塔板數可以是30至80、40至70、25至50或 45至60。在此情況下，第一蒸餾塔100的原料流入部121可以設置在第一蒸餾塔100的中部區 域或中部塔板120上。例如，在第一蒸餾塔100的第五至第三十塔板處、第五至第二十五塔板 處或第十至第二十塔板處。此外，所述第一蒸餾塔100的中部塔板流出部122可以設置在比 原料流入部121低的一側，例如在第一蒸餾塔100的第二十至第七十八塔板處、第二十二至 第四十五塔板處、第三十至第七十八塔板處或第四十至第七十五塔板處。此外，所述第一蒸 餾塔100的中部塔板流入部123可以設置在與中部塔板流出部122相同的塔板上，而且可以 設置在比中部塔板流出部122低的一側。如上所述的"理論塔板數"是指例如氣相和液相的 兩個相在利用包括第一蒸餾塔100和第二蒸餾塔200的蒸餾裝置的分離工藝中相互處于平 衡狀態下的虛擬區域或塔板數。
[0023] 在一個實施例中，第一蒸餾塔100的第一上部塔板流出部111和第一上部塔板流入 部112可以位于第一蒸餾塔的上部110,而且第一上部塔板流出部111可以優選位于第一蒸 餾塔100的塔頂。此外，第一蒸餾塔100的第一下部塔板流出部131和第一下部塔板流入部 132可以位于第一蒸餾塔的下部130,而且第一下部塔板流出部131可以優選位于第一蒸餾 塔100的塔底。如上所述"塔頂"是指蒸餾塔的最高的頂部，而且可以設置在上述蒸餾塔的上 部塔板上，而如上所述的"塔底"是指最低的底部，而且可以設置上述蒸餾塔的下部塔板上。 例如第一蒸餾塔100的第一上部塔板流出部111可以設置在第一蒸餾塔100的塔頂，而且第 一蒸餾塔100的第一上部塔板流入部112可以設置在第一蒸餾塔100的最上塔板上，例如第 一蒸餾塔100的第一塔板上。此外，第一蒸餾塔100的第一下部塔板流出部131可以設置在第 一蒸餾塔100的塔底，而且第一蒸餾塔100的第一下部塔板流入部132可以設置在第一蒸餾 塔100的最下部塔板上，例如第一蒸餾塔100的第八十、第七十或第六十塔板處。
[0024] 圖3是圖示地說明根據本申請的一個示例性實施方案的第二蒸餾裝置的視圖。如 圖3所示，所述第二蒸餾裝置包括與所述第一蒸餾塔100相連接的第二蒸餾塔200以及與所 述第二蒸餾塔200相連接的第二冷凝器201。此外，第二蒸餾塔200包括第二下部塔板流入部 221、第二下部塔板流出部222和第二上部塔板流入部212以及第二上部塔板流出部211。
[0025] 在一個實施例中，中部塔板流出物流(Fh)是從第一蒸餾塔100的中部塔板流出部 122排出的高溫氣相物流，將其引入第二蒸餾塔200的第二下部塔板流入部221，并且第二蒸 餾塔下部塔板流出物流(F 2-〇是包含第二蒸餾塔200的下部產物的高溫液相物流，將其從第 二下部塔板流出部222中排出，然后引入第一蒸餾塔100的中部塔板流入部123。
[0026] 本申請的蒸餾裝置通過引入中部塔板流出物流(Fn)提供第二蒸餾塔下部220所 需的熱量而無需單獨的重沸器加熱從第二蒸餾塔下部220排出的物流的回流物流，所述中 部塔板流出物流(Fn)是從第一蒸餾塔100的中部塔板流出部122排至第二蒸餾塔200的第 二下部塔板流入部221的高溫氣相物流，而且可以表現出優異的純化效率而無需額外供應 為重沸器提供外部熱源的高溫蒸汽。也就是，中部塔板流出物流(Fn)可以提高第二蒸餾塔 下部塔板流出物流(Fh)的溫度，流出物流(Fh)是包含第二蒸餾塔200的下部產物的液相 物流，因此，本申請的第二蒸餾裝置不需要單獨的外部熱源加熱第二蒸餾塔200的第二蒸餾 塔下部塔板流出物流(Fh)，從而降低該工藝需要的成本。此外，通過使用由高溫蒸汽產生 的潛熱，只通過比使用液體顯熱時使用的熱能少的熱能就可以有效提高第二蒸餾塔下部塔 板流出物流(Fh)的溫度。因此，就裝置的能量效率和安裝成本而言，本申請的蒸餾裝置可 以表現出優異的經濟效益。此外，通過引入第二蒸餾塔下部塔板流出物流(Fh)可以從第一 蒸餾塔的下部130完全去除未被去除的少量高沸點物質，流出物流(Fh)是從第二蒸餾塔的 下部220排至第一蒸餾塔100的中部塔板流入部123的高溫液相物流。
[0027]在一個實施例中，第二蒸餾塔200的第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入 部221可以設置在第二蒸餾塔200的相同塔板上。因此，從第二蒸餾塔200的第二下部塔板流 出部222排出的第二蒸餾塔下部塔板流出物流(F 2-〇和引入第二蒸餾塔200的第二下部塔板 流入部221的中部塔板流出物流(Fh )可以從第二蒸餾塔200的相同塔板上排出和引入其 中。當第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部221設置在相同塔板上時，在相同塔 板上發生引入和排出，使得氣體/液體可以順利地彼此接觸并獲得水力光滑的物流。
[0028]在一個實施例中，第二蒸餾塔200的第二上部塔板流出部211和第二上部塔板流入 部212可以位于第二蒸餾塔的上部210,而且第二上部塔板流出部211可以優選位于第二蒸 餾塔200的塔頂。此外，第二蒸餾塔200的第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部 221可以位于第二蒸餾塔的下部220上，優選地，在第二蒸餾塔200的塔底。例如，第二蒸餾塔 200的理論塔板數可以是5至40、優選地10至30、更優選地15至25。在此情況下，第二蒸餾塔 200的第二上部塔板流出部211可以設置在第二蒸餾塔200的塔頂上，而且第二蒸餾塔200的 第二上部塔板流入部212可以設置在第二蒸餾塔200的最上塔板上，例如第二蒸餾塔200的 第一塔板處。此外，第二蒸餾塔200的第二下部塔板流出部222和第二下部塔板流入部221可 以設置在第二蒸餾塔200的塔底上。
[0029]將含有第二蒸餾塔200的上部產物的第二蒸餾塔上部塔板流出物流(F2-2)從第二 蒸餾塔200的第二上部塔板流出部211排出，并通過第二冷凝器201，而且將通過第二