專(zhuān)利名稱(chēng)：甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品純化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及的是甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
甲醇是一種非常重要的基本化工原料，又是一種很有發(fā)展前途的潔凈能源和動(dòng)力燃料，在當(dāng)前全球化工產(chǎn)品市場(chǎng)上起著舉足輕重的作用。近年來(lái)，由于甲醇的發(fā)展和世界能源結(jié)構(gòu)的變化，以甲醇為原料的新產(chǎn)品不斷開(kāi)發(fā)，世界對(duì)甲醇的生產(chǎn)量和需求量逐年遞加。
精餾是甲醇生產(chǎn)中的一個(gè)非常重要的化工單元操作，并且直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)、能耗和生產(chǎn)成本等問(wèn)題，其中精餾工序的能耗占到總能耗的10～20％，所以精餾過(guò)程中的節(jié)能降耗越來(lái)越引起人們的重視。
我國(guó)現(xiàn)有甲醇裝置中的精餾單元大體分為單效(雙塔)、雙效(三塔或三加一塔)精餾流程。后者利用加壓塔頂甲醇蒸汽的冷凝熱作為常壓塔再沸器的熱源，既節(jié)約蒸汽，又節(jié)約冷卻水，而且產(chǎn)品質(zhì)量提高。但仍存在很多不足之處首先加壓塔頂甲醇蒸汽提供的冷凝熱大于常壓塔再沸器所需熱量，而為達(dá)到一定的產(chǎn)品質(zhì)量，必須增大回流比，即增大了常壓塔的負(fù)荷，造成了熱能和設(shè)備的浪費(fèi)；其次，從常壓塔再沸器出來(lái)的一般為接近泡點(diǎn)溫度的甲醇?xì)庖夯旌衔?，?jīng)過(guò)加壓塔回流泵時(shí)易發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致回流泵不能正常操作；另外，由于加壓塔接近泡點(diǎn)回流，不利于加壓塔頂甲醇和乙醇的分離，從而使產(chǎn)品中乙醇含量較高，影響產(chǎn)品純度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種設(shè)計(jì)合理、產(chǎn)品純度高、質(zhì)量好、生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量易于控制的甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備及方法。
本發(fā)明的甲醇雙效精餾節(jié)能主要設(shè)備與普通的雙效精餾設(shè)備相同，具體包括粗甲醇預(yù)熱器、預(yù)精餾塔、預(yù)后甲醇加熱器、加壓塔、常壓塔、再沸器、冷凝再沸器和甲醇回收塔等。
但其中部分設(shè)備的連接方式是本發(fā)明的獨(dú)到之處，具體技術(shù)方案如下本發(fā)明是由粗甲醇預(yù)熱器、預(yù)精餾塔、預(yù)后甲醇加熱器、加壓塔、常壓塔、再沸器、冷凝再沸器和甲醇回收塔組成，其中預(yù)蒸餾塔和加壓塔的再沸器的蒸汽冷凝水管均與預(yù)后甲醇加熱器連接；預(yù)后甲醇加熱器的出水管與粗甲醇預(yù)熱器相連接；常壓塔冷凝再沸器與預(yù)蒸餾塔冷凝再沸器或粗甲醇預(yù)熱器連接；預(yù)蒸餾塔冷凝再沸器或粗甲醇預(yù)熱器與加壓塔回流罐連接；加壓塔回流罐與回流泵連接。
利用本發(fā)明的連接設(shè)備，使用的甲醇雙效精餾節(jié)能方法是1)預(yù)后甲醇在進(jìn)入加壓塔之前，先分別與預(yù)蒸餾塔和加壓塔再沸器的蒸汽冷凝水在預(yù)后甲醇加熱器(12)中換熱，被加熱至接近泡點(diǎn)溫度后再進(jìn)入加壓塔；2)加壓塔頂?shù)娜炕虿糠旨状颊羝腿氤核淠俜衅?8-1)作為其熱源，再利用換熱后的甲醇蒸汽的余熱向預(yù)精餾塔冷凝再沸器(8-2)或粗甲醇預(yù)熱器(11)提供部分熱量；3)預(yù)后甲醇在進(jìn)入加壓塔之前，先分別與預(yù)蒸餾塔和加壓塔再沸器的蒸汽冷凝水在預(yù)后甲醇加熱器(12)中換熱，被加熱至接近泡點(diǎn)溫度后再進(jìn)入加壓塔；4)經(jīng)預(yù)后甲醇加熱器中換熱后的蒸汽冷凝水再向粗甲醇提供部分預(yù)熱能量。
下面詳細(xì)解釋本發(fā)明的內(nèi)容1.預(yù)蒸餾塔和加壓塔的再沸器的蒸汽冷凝水管均與預(yù)后甲醇加熱器連接。
由于預(yù)后甲醇(預(yù)精餾塔塔底產(chǎn)品)的溫度低于加壓精餾塔進(jìn)料位置溫度50～60℃，如按此溫度進(jìn)料，則加壓塔提餾段氣液負(fù)荷將大幅度增加，從而使該段成為全塔的瓶頸。所以預(yù)后甲醇在進(jìn)入加壓精餾塔之前分別與裝置內(nèi)各塔再沸器的蒸汽冷凝水換熱，被加熱至接近泡點(diǎn)溫度進(jìn)入加壓精餾塔，使該塔的提餾段和精餾段負(fù)荷接近。
2.預(yù)后甲醇加熱器的出水管與粗甲醇預(yù)熱器相連接。
經(jīng)預(yù)后甲醇加熱器中換熱后的蒸汽冷凝水足以提供預(yù)熱粗甲醇的能量，這樣既提高了工藝效率，又充分利用了能量。
3.常壓塔冷凝再沸器與預(yù)蒸餾塔冷凝再沸器或粗甲醇預(yù)熱器連接。
加壓塔頂?shù)募状颊羝腿氤核俜欣淠髯鳛槠錈嵩?，再利用換熱后的甲醇蒸汽的余熱向預(yù)精餾塔冷凝再沸器或粗甲醇預(yù)熱器提供部分熱量，可以替代部分蒸汽，節(jié)省能量。
4.預(yù)蒸餾塔冷凝再沸器或粗甲醇預(yù)熱器與加壓塔回流罐、回流泵連接。
加壓塔頂?shù)募状颊羝?jīng)兩級(jí)冷凝即常壓塔和與精餾塔的冷凝再沸器，進(jìn)入加壓塔回流罐，部分經(jīng)回流泵作為加壓塔的回流液。不僅使加壓塔回流方式為過(guò)冷回流，有利于塔頂甲醇和乙醇的分離，從而提高甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量；而且可以有效避免加壓塔回流泵(9-2)的氣蝕現(xiàn)象。
這樣加熱蒸汽的用量明顯下降，整個(gè)裝置的能耗較現(xiàn)有流程能降低10～20％。另外，加壓塔頂甲醇蒸汽與預(yù)精餾塔和常壓塔的冷凝再沸器換熱，形成兩級(jí)冷凝，使加壓塔的回流液體溫度在降至泡點(diǎn)以下，形成過(guò)冷回流，有效提高加壓塔精甲醇的產(chǎn)品純度，并降低加壓塔回流泵產(chǎn)生汽蝕的可能性。本發(fā)明的甲醇雙效精餾節(jié)能方法，既做到能量綜合利用，達(dá)到節(jié)能目的，又提高產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備使用效率。
本發(fā)明的甲醇雙效精餾節(jié)能主要設(shè)備與普通的雙效精餾設(shè)備相同，所以根據(jù)該發(fā)明對(duì)現(xiàn)有甲醇雙效精餾設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，不需添加任何設(shè)備，只要將原有部分設(shè)備的連接方式加一改動(dòng)即可。但是正是由于這些設(shè)備的重新組合，達(dá)到了以前甲醇精餾所沒(méi)有的效果，解決了長(zhǎng)期以來(lái)本技術(shù)領(lǐng)域人員一直沒(méi)有解決的問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖其中1-預(yù)蒸餾塔，2-加壓塔，3-常壓塔，4-回流塔，5-1、5-2、5-3回流罐，6-1、6-2、6-3、6-4冷凝器，7-1、7-2再沸器，8-1、8-2冷凝再沸器9-1、9-2、9-3回流泵，10-冷卻器，11-預(yù)熱器，12-預(yù)后甲醇加熱器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明的設(shè)備和方法作進(jìn)一步說(shuō)明，具體流程如如圖1所示1.粗甲醇經(jīng)原料預(yù)熱器(11)與各塔再沸器蒸汽冷凝水換熱后，進(jìn)入預(yù)精餾塔(1)中上部。預(yù)精餾塔塔頂蒸汽在一級(jí)冷凝器(6-2)中部分冷凝，該冷凝器溫度控制在60-70℃。一級(jí)冷凝器不凝氣體進(jìn)入二級(jí)冷凝器(6-1)被冷卻到38-40℃，二級(jí)冷凝器不凝氣送作燃料，凝液經(jīng)一級(jí)冷凝器回流罐(5-1)，由回流泵(9-1)打回至預(yù)精餾塔頂。在二級(jí)冷凝器或一級(jí)冷凝器或同時(shí)在兩個(gè)冷凝回流罐內(nèi)加入工藝萃取水，可以不定期地從二級(jí)冷凝器回流罐的采出口處采出初餾分。工藝萃取水的加入量是粗甲醇進(jìn)料量的5％～20％或按照指定的回流液密度或預(yù)后甲醇密度定量控制。塔頂總回流量為粗甲醇進(jìn)料量的50％～70％。在該塔的中下部設(shè)NaOH水溶液加入口，平衡預(yù)后甲醇的PH值，一般將PH值控制在7～9。加熱蒸汽通過(guò)預(yù)蒸餾塔和加壓塔的再沸器(7-1)和再沸器(7-2)分別為其提供熱量。
2.預(yù)后甲醇在進(jìn)入加壓塔(2)之前，先分別與預(yù)蒸餾塔和加壓塔再沸器的蒸汽冷凝水在預(yù)后甲醇加熱器(12)中換熱(換后的蒸汽冷凝水再去預(yù)熱粗甲醇)，被加熱至接近泡點(diǎn)溫度后進(jìn)入加壓塔。加壓塔頂?shù)娜炕虿糠?可針對(duì)不同的原料組成，該流程可以對(duì)加壓塔向常壓塔供熱的甲醇蒸汽流量進(jìn)行調(diào)整)甲醇蒸汽送入常壓塔再沸冷凝器(8-1)作為其熱源，再利用換熱后的甲醇蒸汽的余熱向預(yù)精餾塔冷凝再沸器(8-2)或粗甲醇預(yù)熱器提供部分熱量。冷凝液經(jīng)回流罐(5-2)，部分經(jīng)回流泵(9-2)作為加壓塔的回流液，部分經(jīng)冷卻器(10)冷卻后作為精甲醇產(chǎn)品采出。
3.加壓塔頂不凝氣一般采用平衡管引入常壓塔或預(yù)精餾塔冷凝器，塔底液進(jìn)入常壓塔(3)。常壓塔頂蒸汽經(jīng)冷凝器(6-3)冷凝，凝液經(jīng)冷凝器回流罐(5-3)，部分作為回流液由回流泵(9-3)送回塔頂，其余部分作為精甲醇產(chǎn)品。該塔下部設(shè)有側(cè)線，采出雜甲醇，以降低常壓塔下部高沸點(diǎn)物的富集濃度，改善甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量。采出量一般控制在進(jìn)料量的1％左右。
4.常壓塔底廢液中維持一定的甲醇含量直接進(jìn)入甲醇回收塔(4)。甲醇回收塔塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷凝器(6-4)冷凝后，部分返回常壓塔，另外部分由回流泵(9-4)送往回收塔頂，塔底產(chǎn)物主要是水，含有微量的甲醇和高沸點(diǎn)雜質(zhì)，送去生化處理。
本發(fā)明提出的甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備及方法，已通過(guò)較佳實(shí)施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的結(jié)構(gòu)和制備方法進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類(lèi)似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1.一種甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備，包括粗甲醇預(yù)熱器、預(yù)精餾塔、預(yù)后甲醇加熱器、加壓塔、常壓塔、再沸器、冷凝再沸器和甲醇回收塔，其特征是預(yù)蒸餾塔和加壓塔的再沸器的蒸汽冷凝水管均與預(yù)后甲醇加熱器連接；預(yù)后甲醇加熱器的出水管與粗甲醇預(yù)熱器相連接；常壓塔冷凝再沸器與預(yù)蒸餾塔冷凝再沸器或粗甲醇預(yù)熱器連接；預(yù)蒸餾塔冷凝再沸器或粗甲醇預(yù)熱器與加壓塔回流罐連接；加壓塔回流罐與回流泵連接。
2.一種權(quán)利要求1所述的甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備的使用方法，其特征是1)預(yù)后甲醇在進(jìn)入加壓塔之前，先分別與預(yù)蒸餾塔和加壓塔再沸器的蒸汽冷凝水在預(yù)后甲醇加熱器(12)中換熱，被加熱至接近泡點(diǎn)溫度后再進(jìn)入加壓塔；2)加壓塔頂?shù)娜炕虿糠旨状颊羝腿氤核淠俜衅?8-1)作為其熱源，再利用換熱后的甲醇蒸汽的余熱向預(yù)精餾塔冷凝再沸器(8-2)或粗甲醇預(yù)熱器(11)提供部分熱量；3)預(yù)后甲醇在進(jìn)入加壓塔之前，先分別與預(yù)蒸餾塔和加壓塔再沸器的蒸汽冷凝水在預(yù)后甲醇加熱器(12)中換熱，被加熱至接近泡點(diǎn)溫度后再進(jìn)入加壓塔；4)經(jīng)預(yù)后甲醇加熱器中換熱后的蒸汽冷凝水再向粗甲醇提供部分預(yù)熱能量。
3.如權(quán)利要求2所述的一種甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備的使用方法，其特征是所述的預(yù)精餾塔，預(yù)精餾塔塔頂蒸汽在一級(jí)冷凝器(6-2)溫度控制在60-70℃，一級(jí)冷凝器不凝氣體進(jìn)入二級(jí)冷凝器(6-1)被冷卻到38-40℃，在二級(jí)冷凝器或一級(jí)冷凝器或同時(shí)在兩個(gè)冷凝回流罐內(nèi)加入工藝萃取水，工藝萃取水的加入量是粗甲醇進(jìn)料量的5％～20％或按照指定的回流液密度或預(yù)后甲醇密度定量控制，塔頂總回流量為粗甲醇進(jìn)料量的50％～70％，在該塔的中下部設(shè)NaOH水溶液加入口，平衡預(yù)后甲醇的PH值，一般將PH值控制在7～9。
4.如權(quán)利要求3所述的一種甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備的使用方法，其特征是所述的方法是預(yù)后甲醇分別與預(yù)蒸餾塔和加壓塔再沸器的蒸汽冷凝水在預(yù)后甲醇加熱器(12)中換熱，被加熱至接近泡點(diǎn)溫度后進(jìn)入加壓塔，加壓塔頂?shù)娜炕虿糠旨状颊羝腿氤核俜欣淠?8-1)作為其熱源，再利用換熱后的甲醇蒸汽的余熱向預(yù)精餾塔冷凝再沸器(8-2)或粗甲醇預(yù)熱器提供部分熱量；冷凝液經(jīng)回流罐(5-2)，部分經(jīng)回流泵(9-2)作為加壓塔的回流液，部分經(jīng)冷卻器(10)冷卻后作為精甲醇產(chǎn)品采出。
5.如權(quán)利要求4所述的一種甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備的使用方法，其特征是所述的方法是加壓塔頂不凝氣采用平衡管引入常壓塔或預(yù)精餾塔冷凝器，塔底液進(jìn)入常壓塔(3)；常壓塔頂蒸汽經(jīng)冷凝器(6-3)冷凝，凝液經(jīng)冷凝器回流罐(5-3)，部分作為回流液由回流泵(9-3)送回塔頂，其余部分作為精甲醇產(chǎn)品；加壓塔下部設(shè)有側(cè)線，采出雜甲醇，采出量一般控制在進(jìn)料量的1％。
6.如權(quán)利要求4所述的一種甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備的使用方法，其特征是所述的方法是常壓塔底廢液直接進(jìn)入甲醇回收塔(4)；甲醇回收塔塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷凝器(6-4)冷凝后，部分返回常壓塔，另外部分由回流泵(9-4)送往回收塔頂，塔底產(chǎn)物主要是水，含有微量的甲醇和高沸點(diǎn)雜質(zhì)，送去生化處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是甲醇雙效精餾節(jié)能設(shè)備及方法。是由粗甲醇預(yù)熱器、預(yù)精餾塔、預(yù)后甲醇加熱器、加壓塔、常壓塔、再沸器、冷凝再沸器和甲醇回收塔組成，其中預(yù)蒸餾塔和加壓塔的再沸器的蒸汽冷凝水管均與預(yù)后甲醇加熱器連接；預(yù)后甲醇加熱器的出水管與粗甲醇預(yù)熱器相連接；常壓塔冷凝再沸器與預(yù)蒸餾塔冷凝再沸器或粗甲醇預(yù)熱器連接；預(yù)蒸餾塔冷凝再沸器或粗甲醇預(yù)熱器與加壓塔回流罐連接；加壓塔回流罐與回流泵連接。根據(jù)該發(fā)明對(duì)現(xiàn)有甲醇雙效精餾設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，不需添加任何設(shè)備，只要將原有部分設(shè)備的連接方式加一改動(dòng)即可。但是正是由于這些設(shè)備的重新組合，達(dá)到了以前甲醇精餾所沒(méi)有的效果，解決了長(zhǎng)期以來(lái)本技術(shù)領(lǐng)域人員一直沒(méi)有解決的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C07C31/04GK1760164SQ200510015658
公開(kāi)日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者孫津生, 李鑫鋼, 徐世民, 宋慧平 申請(qǐng)人:天津大學(xué)