本发明属于分离技术领域，具体涉及一种分离方法，特别是涉及一种分离c2-c4烃的方法。
背景技术：
c2-c4烃是一类重要的基础化工原料，因其分子结构相近，沸点相差不大，其分离纯化较困难，分离装置也是化工生产装置中能源消耗最大的板块。
譬如，丙烯主要来源于石油精炼所得的副产品，随着丙烯的需求不断上升以及催化剂研究在选择性及收率上的突破，由价格低廉的丙烷脱氢制丙烯得到了推广。丙烷脱氢制丙烯工艺的流程一般为：丙烷脱氢制丙烯、产品气深冷分离、产品精制，其中，较轻组分如氢气、乙烷和乙烯等采用深冷分离及常规精馏都能较好分离，而丙烯与丙烷却很难分离。二者沸点相近，采用传统的单塔精馏分离此类混合物需要消耗大量的能量。
再譬如，由于异丁烷和异丁烯的需求量远大于正丁烷和正丁烯，通过c4异构化即将正构烷烯烃转化为异构烷烯烃在整个c4深加工当中占据了重要的环节。同丙烯和丙烷的分离一样，由于c4正构烷烯烃和c4异构烷烯烃的性质接近，分离需要大型的精馏塔，精馏过程的能耗非常高。
如何提高c2-c4烃分离效率，降低分离能耗，是一类重要的化工工艺课题。
技术实现要素：
为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种分离方法，所述分离方法是将蒸馏塔塔顶得到的气相馏分通过增压后得到过热的气相馏分，将该过热的气相馏分作为蒸馏塔的再沸器的热源。先在温度较高的条件下通过梯级冷却降温的方式对再沸器进行加热，然后再在其余的再沸器中通过冷凝的方式对再沸器进行加热，由于用于梯级冷却降温的再沸器的温度较高，因此可以得到轻组分较少的塔底组分，降低蒸馏塔的能耗，提高分离效率。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种分离方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将待分离物料送入蒸馏塔，进行蒸馏，在蒸馏塔的塔顶得到气相馏分，在蒸馏塔的塔釜得到塔釜液；
(2)对蒸馏塔的塔顶的气相馏分进行增压，将增压后的气相馏分和塔釜液分别送入与蒸馏塔的塔底相连的再沸器中；
其中，所述再沸器包括第一再沸器和第二再沸器；所述气相馏分依次通过第一再沸器和第二再沸器；所述塔釜液分别送入第一再沸器和第二再沸器中；
在所述再沸器中，增压后的气相馏分对塔釜液进行加热；
(3)收集流经第一再沸器的塔釜液，和/或，收集流经第一再沸器和第二再沸器的气相馏分冷凝后的冷凝馏分，实现待分离物料中各组分的分离。
根据本发明，所述方法还包括如下步骤中的至少一个：
(4)流经第一再沸器的塔釜液经过加热后，得到的气相物料全部返回蒸馏塔的塔釜，得到的液相物料全部采出；
(5)流经第二再沸器的塔釜液经过加热后全部返回蒸馏塔的塔釜；
(6)气相馏分流经第一再沸器和第二再沸器冷凝后，送入回流罐，部分回流回蒸馏塔，部分采出。
根据本发明，步骤(1)中，所述待分离物料选自c2-c4烃的混合物，或者选自正丁醛和异丁醛的混合物，所述c2-c4烃的混合物例如选自丙烯与丙烷的混合物，或者选自c4正构烷烯烃的混合物和c4异构烷烯烃的混合物中的一种或二者的混合。
根据本发明，步骤(1)中，所述第一再沸器为釜式换热器。
根据本发明，步骤(1)中，所述待分离物料来自于石油裂解气、丙烷脱氢产物、甲醇制烯烃产物、丁烷异构化产物等物料。
根据本发明，步骤(2)中，所述增压例如是利用压缩机进行增压，压缩机的压缩比为1.5-3.0。
根据本发明，步骤(2)中，所述的增压后的气相馏分为过热气相馏分。所述增压后的气相馏分由于温度较高，可以作为蒸馏塔的再沸器的热源，通过热量交换，气相馏分变成冷凝馏分。
根据本发明，步骤(2)中，所述的第一再沸器用于对增压后的气相馏分进行冷却降温。该过程中，增压后的过热气相馏分优先进入第一再沸器中，由于增压后的气相馏分的温度过高，在第一再沸器中，气相馏分通过冷却降温的方式对流经第一再沸器的蒸馏塔的塔釜液进行加热，得到的塔釜液气相物料全部返回蒸馏塔的塔釜，得到的塔釜液液相物料全部采出；其中，塔釜液气相物料中轻组分浓度得到提高，塔釜液液相物料中重组分浓度得到提高，即蒸馏塔的塔釜液在第一再沸器中进一步得到分离。
根据本发明，步骤(2)中，所述第一再沸器的数量为至少一个，例如为1-10个，例如为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个。其中，当设置多个第一再沸器时，多个第一再沸器之间可以是串联(所述的串联是指气相馏分依次通过多个第一再沸器)，也可以是并联(所述的并联是指气相馏分分流并通过多个第一再沸器)。
根据本发明，步骤(2)中，所述第二再沸器用于对增压后的气相馏分进行冷凝。该过程中，增压后的过热气相馏分由于已经经过第一再沸器进行冷却降温了，故其温度降低，但仍保持气相状态；在第二再沸器中，气相馏分主要是通过冷凝的方式对塔釜液进行加热，加热后的塔釜液返回塔釜，而冷凝后气相馏分则送入回流罐，部分回流回蒸馏塔，部分采出。
根据本发明，步骤(2)中，所述第二再沸器的数量为至少一个，例如为1-10个，例如为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个。其中，当设置多个第二再沸器时，多个第二再沸器之间可以是串联(所述的串联是指气相馏分依次通过多个第二再沸器)，也可以是并联(所述的并联是指气相馏分分流并通过多个第二再沸器)。
根据本发明，所述蒸馏塔为精馏塔。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种分离方法，所述分离方法是将蒸馏塔的塔顶得到的气相馏分通过增压后得到过热的气相馏分，将该过热的气相馏分作为蒸馏塔的再沸器的热源。通过梯级冷却降温的方式先在温度较高的条件下对再沸器进行加热，然后再在其余的再沸器中通过冷凝的方式对再沸器进行加热，由于用于梯级冷却降温的再沸器的温度较高，因此可以得到轻组分较少的塔底组分，降低蒸馏塔的能耗，提高分离效率。
附图说明
图1为本发明的一个优选方案所述的蒸馏工艺流程图。
附图标记为：a、精馏塔；b、压缩机；c、回流罐；d、第一再沸器；e、第二再沸器；f、压力调节阀；1、烃类进料管线；2、精馏塔顶出气相；3、经压缩后的塔顶气相；4、经第一再沸器冷却后的塔顶气相；5、经第二再沸器冷却后的凝液；7、回流液；8、塔顶馏分采出；9、塔釜液去再沸器；10、塔釜液经第二再沸器加热后返塔；11、塔釜液经第一再沸器加热后气相返塔；12、塔釜采出液。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的制备方法做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而并非指示或暗示相对重要性。
实施例1
蒸馏工艺流程图如图1所示，实现该工艺的蒸馏系统包含精馏塔a、压缩机b、回流罐c、第一再沸器d、第二再沸器e和压力调节阀f。待分离物料经烃类进料管线1进入精馏塔a内，经过蒸馏处理，精馏塔顶出气相2，气相组分经压缩机b得到压缩后的塔顶气相3，压缩后的塔顶气相3进入第一再沸器d，进行换热，经第一再沸器冷却后的塔顶气相4进入第二再沸器e继续换热，经第二再沸器冷却后的凝液5去回流罐c，回流罐c中的部分为回流液7，部分塔顶馏分采出8；精馏塔a的塔釜液去再沸器9，塔釜液经第二再沸器e加热后返塔10，塔釜液经第一再沸器d加热后气相返塔11，液相塔釜采出12。
实施例2
采用实施例1的工艺流程对丙烷和丙烯进行蒸馏分离，其中，精馏塔的塔板数为158，塔顶温度为10.6℃，塔顶压力为0.79mpa，塔釜温度为22℃，塔釜压力为0.88mpa，回流比为21。待分离物料(丙烯含量为27.7mol％；丙烷含量为72.3mol％)15000kg/h，进料温度为18℃，压力0.85mpa。塔顶蒸汽压缩机的压缩比为1.7，压缩后的塔顶气相馏分的温度37.3℃。经压缩后的塔顶气相馏分，先进入第一再沸器(釜式换热器)，控制第一再沸器操作温度为24℃，塔釜液在第一再沸器内汽化分相，塔釜液中的气相经压力控制阀控制返回精馏塔，塔釜液中的液相组分为丙烷相，经辅助冷却器冷却后送出装置。出第一再沸器的塔顶气相馏分温度降低至35℃，进入第二再沸器冷凝后回回流罐。进第二再沸器的塔釜液受热后返回塔釜。回流罐中为丙烯液体，可选地，经过辅助冷却器后回流回精馏塔，部分送出界外，丙烯液体中丙烯含量99.7mol％。
热泵精馏，降低了精馏操作的能耗；塔釜液(丙烷相)经过第一再沸器的加热汽化，气相中富集了易挥发分丙烯，返回精馏塔；从第一再沸器中采出的塔釜液丙烷相，丙烯的含量低于0.8mol％。
对比例1
采用实施例1的工艺流程，区别在于不包括第一再沸器，经压缩后的塔顶气相馏分直接进入第二再沸器，具体的工艺参数和流程如下：精馏塔的塔板数为158，塔顶温度为10.6℃，塔顶压力为0.79mpa，塔釜温度为22℃，塔釜压力为0.88mpa，回流比为21。待分离物料(丙烯含量为27.7mol％；丙烷含量为72.3mol％)15000kg/h，进料温度为18℃，压力0.85mpa。塔顶蒸汽压缩机的压缩比为1.7，压缩后的塔顶气相馏分的温度37.3℃，经压缩后的塔顶气相馏分进入第二再沸器和塔釜液换热，经第二再沸器加热的塔釜液返回塔釜。经第二再沸器换热后的塔顶气相馏分，可选地，经过辅助冷却器后回流回精馏塔，部分送出界外，塔顶馏分(丙烯液体)中丙烯含量99.7mol％。
塔釜液从塔底直接采出，采出的塔釜液丙烷相中丙烯的含量1.1mol％。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种分离方法，其中，所述方法包括以下步骤：
(1)将待分离物料送入蒸馏塔，进行蒸馏，在蒸馏塔的塔顶得到气相馏分，在蒸馏塔的塔釜得到塔釜液；
(2)对蒸馏塔的塔顶的气相馏分进行增压，将增压后的气相馏分和塔釜液分别送入与蒸馏塔的塔底相连的再沸器中；
其中，所述再沸器包括第一再沸器和第二再沸器；所述气相馏分依次通过第一再沸器和第二再沸器；所述塔釜液分别送入第一再沸器和第二再沸器中；
在所述再沸器中，增压后的气相馏分对塔釜液进行加热；
(3)收集流经第一再沸器的塔釜液，和/或，收集流经第一再沸器和第二再沸器的气相馏分冷凝后的冷凝馏分。
2.根据权利要求1所述的分离方法，其中，所述方法还包括如下步骤中的至少一个：
(4)流经第一再沸器的塔釜液经过加热后，得到的气相物料全部返回蒸馏塔的塔釜，得到的液相物料全部采出；
(5)流经第二再沸器的塔釜液经过加热后全部返回蒸馏塔的塔釜；
(6)气相馏分流经第一再沸器和第二再沸器冷凝后，送入回流罐，部分回流回蒸馏塔，部分采出。
3.根据权利要求1或2所述的分离方法，其中，步骤(1)中，所述待分离物料选自c2-c4烃的混合物，或者选自正丁醛和异丁醛的混合物，所述c2-c4烃的混合物例如选自丙烯与丙烷的混合物，或者选自c4正构烷烯烃的混合物和c4异构烷烯烃的混合物的一种或两种的混合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的分离方法，其中，步骤(1)中，所述第一再沸器为釜式换热器。
5.根据权利要求1-4任一项所述的分离方法，其中，步骤(1)中，所述待分离物料来自于石油裂解气、甲醇制烯烃产物、丙烷脱氢产物或丁烷异构化产物中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的分离方法，其中，步骤(2)中，所述增压是利用压缩机进行增压，压缩机的压缩比为1.5-3.0。
7.根据权利要求1-6任一项所述的分离方法，其中，步骤(2)中，所述的第一再沸器用于对增压后的气相馏分进行冷却降温；在第一再沸器中，气相馏分通过冷却降温的方式对流经第一再沸器的蒸馏塔的塔釜液进行加热，得到的塔釜液气相物料全部返回蒸馏塔的塔釜，得到的塔釜液液相物料全部采出；其中，塔釜液气相物料中轻组分浓度得到提高，塔釜液液相物料中重组分浓度得到提高，即蒸馏塔的塔釜液在第一再沸器中进一步得到分离。
8.根据权利要求1-7任一项所述的分离方法，其中，步骤(2)中，所述第一再沸器的数量为至少一个，例如为1-10个，其中，当设置多个第一再沸器时，多个第一再沸器之间是串联，或是并联。
9.根据权利要求1-8任一项所述的分离方法，其中，步骤(2)中，所述第二再沸器用于对增压后的气相馏分进行冷凝；在第二再沸器中，气相馏分主要是通过冷凝的方式对塔釜液进行加热，加热后的塔釜液返回塔釜，而冷凝后气相馏分则送入回流罐，部分回流回蒸馏塔，部分采出。
10.根据权利要求1-9任一项所述的分离方法，其中，步骤(2)中，所述第二再沸器的数量为至少一个，例如为1-10个，其中，当设置多个第二再沸器时，多个第二再沸器之间是串联，或是并联。
技术总结