丁辛醇装置丁醛异构物塔分离操作研究

丁辛醇装置丁醛异构物塔分离操作研究

摘要：通过生产研究，确定了丁基辛醇装置丁基醛异构体塔地板的适宜作业温度为103°C，建议在(103 0.2°c)作业过程中对其进行控制。丁醛异构体的敏感板温度为85℃，通常在(85 0.5℃)c工作时调节，使塔顶和塔底的产品质量同时达到最优。同时，丁醛异构体塔的回收率可根据市场取向和异丁醛产品的实时需求快速调整。本文主要分析了丁基-辛醇装置中丁醛异构体塔的分离过程。

关键词：丁辛醇;异构物塔;分离操作;塔釜温度;灵敏板温度;正异比

引言

丁醛生产中丁醛异构塔是丁醛装置的中心交叉点，其设计和运行将直接影响丁醇装置中三种异丁醛、辛醇和n-丁醇产品的质量。由于水解生成的产品排放物丁醛由催化剂和气液分离分离，首先进入异构体丁醛塔中分离n-异丁醛，从塔底提取的一部分n-丁醛进入丁醛加氢装置生产n-丁醇产品，另一部分进入丁醛缩合装置作为生产辛醇产品的原料；从塔顶侧获得的异丁醛直接作为产品出售。异丁醛直接作为产品出售，质量保证无需详细说明，而n-丁醛作为生产n-丁醇和辛醇的原料的质量同样重要，否则在随后的反应过程中会发生各种有机副反应，导致产品单元不合格、色度等方面影响产品的销售。操作指标要求从丁醛异构化塔底提取的n-丁醛中异丁醛含量低于0.2%，塔外侧异丁醛含量低于0.4%。

1、工艺流程简述

稳定的丁醛从羰基合成单元进入异构体分离塔，塔顶气相进入塔顶冷凝器，然后进入水分离器，有机相通过丁醛回流泵返回塔顶，水相完全提取。从塔顶侧提取液体异丁醛成品，然后通过异丁醛冷却器冷却，并从电池限制中发送。塔底上升的蒸汽由塔底的再沸器提供，从塔底提取的丁醛由n丁醛泵通过n丁醛冷却器送到加氢装置。从塔底部侧边提取的n-丁醛成品以蒸汽形式进入n-丁醛冷凝器，冷凝后送到n-丁醛萃取槽，由n-丁醛萃取泵冷却，再由n-丁醛萃取冷却器冷却，然后送到蓄电池边界冷凝单元。

2、精馏原理

采用共混溶液中各组分挥发性或沸点的差，通过液体相回流和气体相反向多

级接触，得出气相和液相。在热能运转和相平衡的限制下，挥发性成分(轻成分)

不断地从液相转移到气相，而不易挥发成分(重成分)则从气相转移到液相，使混

合物多次分离，轻、重成分完全分离的过程称为整流。该过程同时进行传热传质

过程，属于传质过程控制。原料从塔中央的正确位置进入直肠塔，塔分为两部分。进纸盘上方的部分为整流部分，进给盘下方的部分为带部分。凝汽器提供塔顶的

液体相回流，再沸器提供塔底的气相回流。在整顿中，气相上升时，气相光组分

通过传热传质不断细化，气相连续富集，得到塔顶光组分产物。在汽提段，当液

体相倾斜时，轻组分连续去除，使重组分连续集中于液体相，得到塔底重组分。

八醇单元异构体丁醛塔是典型的双溢流板蒸馏装置，直径3600 mm，高度62，

000 mm。采用了华东科技大学的专利产品，牙形组合式浮动导向阀阀，塔内有

145个壳，间距305毫米。从底部到顶部有3个饲料碗，分别是84、88和92个。从塔顶侧提取的托盘还有3个，从下往上数分别为133个、137个和141个托盘。丁基纳米平面阵列水解反应堆生成的丁基醛混合料由丁基醛异构体塔进行精馏分离。混合丁醛主要是n-丁醛和异丁醛的混合物，其中还含有水和其他杂质的痕迹。n-丁醛和异丁醛是具有相同求和公式但结构不同的异构体，导致其物理性质略有

不同。在正常压力下，正丁醛的沸点为75.7℃，异丁醛的沸点为64℃。丁醛异

构体的运行利用n-异丁醛和n-异丁醛之间的沸点微小差异，通过整改过程将它

们分离在塔中。

3、异构物塔操作条件的研究

该车间启动丁醛装置后，对丁醛和异丁醛的操作过程中塔板的温度和敏感板

的温度进行了研究，以使n-丁醛和异丁醛的产品质量达到标准。比较了饲料中

n-丁醛与异丁醛的比值(简称正异常比值)与提取产物的正异常比值。

3.1塔釜温度对异构物塔分离效果的影响

在恒定运行压力条件下塔板土作业温度的变化对蒸汽速度和气液相组成的变

化有很大影响，因而对产品质量有很大影响。

3.2灵敏板温度对异构物塔分离效果的影响

蒸馏罐正常运行期间，蒸馏部分或蒸馏部分部分部分壳的温度变化最为显着，这些壳的材料温度对外界因素的干扰最为敏感。这个托盘通常称为易碎盘。敏感

板温度的变化往往可以预测塔顶和塔底材料组成的变化，因此是控制整个蒸馏罐

的关键。在生产过程中，往往通过测量和调节敏感板的温度来保证产品质量。丁

醛异构体塔的敏感板是自下而上的105托盘。如果保持此托盘组件的温度不变，

托盘组件的组成可能会稳定下来。

3.3进料正异比与异构物塔采出正异比的关系

生产过程中饲料的正负比受羰基合成反应和醛混合容器进料的影响，正负比

可调。生产过程中还选择了不同的饲料配比，对n-丁醛和异丁醛的产量进行了研究。

3.4确定最佳进料位置

一般来说，整流塔分为整流段和带进线段作为边界。其中，整流作用位于饲

料入口上方，主要用于清洗轻组分，剥离部分位于饲料入口下方，主要用于清洗

重组分。当饲料入口位置过高时，整流剖面中板数过低，导致塔顶蒸馏装置中光

元件浓度低，无法满足抢占要求；相反，机身部分叶片数量太少，导致塔底残留

液体浓度低，无法满足抢占要求。因此，进料位置对定向塔的运行有重要影响。

对于丁醛异构体塔而言，如果供给位置选择不当，本装置的产品分离可能不符合

要求，运营成本也会增加。合理的供料位置可以有效地降低塔顶和塔底在同等数

量的轨线和相同的回流比下的热负荷。

3.5确定最佳回流比

当决定料斗数量和进料位置时，回流比对产品质量、性能、塔总负荷和稳定

运行有很大影响。提高回流比可以提高产品质量，但会降低塔的生产能力，增加

壳的气液相负荷。当回流比上升到一定程度时，塔板上材料的流通太大，可能导

致洪水。当回流比降低时，塔板上的液相负荷降低，气液传质效应降低，容易导