一种甲醇热耦合多效精馏方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及甲醇化工分离工程中的精馏技术领域，特别涉及一种甲醇热耦合多效精馏方法及装置。其装置结构包括串接的预精馏塔和第一精馏塔，所述的预精馏塔和第一精馏塔之间设置加压泵，第一精馏塔后方依次串接有第二精馏塔，第三精馏塔和第四精馏塔，所述的预精馏塔顶部设置有预精馏塔冷凝器，所述的预精馏塔底部设置有预精馏塔耦合再沸器，所述的第一精馏塔底部设置有第一精馏塔耦合再沸器，所述的第二精馏塔底部设置有第二精馏塔耦合再沸器，所述的第三精馏塔底部设置有第三精馏塔耦合再沸器，所述的第四精馏塔底部设置有第四精馏塔耦合再沸器，所述的第四精馏塔顶部设置有第四精馏塔冷凝器；操作压力较高的塔顶蒸汽通过耦合再沸器给操作压力较低的塔输入热量。本发明专利技术的一种甲醇热耦合多效精馏方法及装置，其能够降低能耗、减少三废排放。

A Methanol Thermally Coupled Multi-effect Distillation Method and Device

The invention relates to the technical field of distillation in the separation engineering of methanol chemical industry, in particular to a heat-coupled multi-effect distillation method and device for methanol. The device structure includes a series of pre-distillation column and a first distillation column. A pressure pump is arranged between the pre-distillation column and the first distillation column. The second distillation column, the third distillation column and the fourth distillation column are successively connected behind the first distillation column. The top of the pre-distillation column is provided with a pre-distillation column condenser, and the bottom of the pre-distillation column is provided with a pre-distillation column coupling reboiler. A first distillation column coupled reboiler is arranged at the bottom of the first distillation column, a second distillation column coupled reboiler is arranged at the bottom of the second distillation column, a third distillation column coupled reboiler is arranged at the bottom of the third distillation column, a fourth distillation column coupled reboiler is arranged at the bottom of the fourth distillation column, and a fourth distillation column condenser is arranged at the top of the fourth distillation column. The steam at the top of the tower with higher operating pressure enters heat into the tower with lower operating pressure through a coupled reboiler. The invention provides a method and device for methanol Thermo-coupled multi-effect distillation, which can reduce energy consumption and three wastes discharge.

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇热耦合多效精馏方法及装置
本专利技术涉及甲醇化工分离工程中的精馏
，特别涉及一种甲醇热耦合多效精馏方法及装置。
技术介绍
甲醇是碳一化学中最重要的有机化学产品和有机化工原料之一。甲醇精馏技术是工业上甲醇生产的唯一方法，其能耗占甲醇生产总能耗的30％左右，先进的、节能的、可靠的甲醇精馏技术对于甲醇工业非常重要。对于节能降耗、提质减排和清洁环境非常关键。最早工业上使用单效两精馏塔来精制甲醇，获得精甲醇。后来随着甲醇精馏装置大型化，工业上普遍采用双效三精馏塔处理甲醇，得到精甲醇。一般每吨精甲醇消耗蒸汽小于<0.75吨.目前工业装置普遍采用串级、反馈等常见控制回路和方法来实现甲醇精馏系统的控制，其简单价廉，然而无法应对日益发展的生产需求。其缺点是需要过多的人工干预，从而造成系统的波动，从而使产品质量不稳定，装置能耗也较高。《浅析甲醇精馏技术》(全国甲醇合成技术交流研讨会，2010)对于目前广泛采用的双效三精馏塔技术的特点和能耗进行了详细的探讨；《改善甲醇精馏过程技术》(《乙醛醋酸化工》，2015(2)：50-50)也试图对甲醇精馏技术进行改善；天津大学(中国专利200710150233.x，差压低能耗精馏方法及设备)试图对主精馏塔采用热泵精馏技术，从而获得精甲醇产品，但是由于粗甲醇体系性质的特殊性，导致热泵的压缩比太大，经济上不合算，因此没有获得工业应用。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种甲醇热耦合多效精馏方法及装置，其能够降低能耗、减少三废排放。本专利技术所采用的技术方案如下：一种甲醇热耦合多效精馏装置，包括串接的预精馏塔和第一精馏塔，所述的预精馏塔和第一精馏塔之间设置加压泵，第一精馏塔后方依次串接有第二精馏塔，第三精馏塔和第四精馏塔，所述的预精馏塔顶部设置有预精馏塔冷凝器，所述的预精馏塔底部设置有预精馏塔耦合再沸器，所述的第一精馏塔底部设置有第一精馏塔耦合再沸器，所述的第二精馏塔底部设置有第二精馏塔耦合再沸器，所述的第三精馏塔底部设置有第三精馏塔耦合再沸器，所述的第四精馏塔底部设置有第四精馏塔耦合再沸器，所述的第四精馏塔顶部设置有第四精馏塔冷凝器。第四精馏塔后方串接有第五精馏塔。一种甲醇热耦合多效精馏方法，包括以下步骤：A、从预精馏塔来的粗甲醇经过加压泵送入第一精馏塔，第一精馏塔顶部采出精甲醇，塔釜采出含醇水；B、第一精馏塔产出的含醇水送到第二精馏塔中部；第二精馏塔顶部采出精甲醇，塔釜采出含醇水，送到第三精馏塔，第二精馏塔顶物料加热第三精馏塔耦合再沸器；C、第三精馏塔顶部采出精甲醇，塔釜采出废水；第三精馏塔物料或者公用工程物料可以给预精馏塔耦合再沸器加热。方法还包括步骤D、增加第五精馏塔，采用第四精馏塔、第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔、预精馏塔五效精馏超级热耦合技术。总之在不同压力下(加压、常压、真空)，，操作压力高(同时温度也高)的精馏塔的塔顶蒸汽给操作压力低(同时温度也低)的精馏塔的再沸器加热，形成的多次(四次、五次或者六次)热量梯级利用的工艺流程可以显著的节能减排，提高回收率。要保证多效精馏(四效、五效或者六效)压力梯级和温度匹配，特为本专利技术配置了先进自动控制技术。其根据甲醇精馏技术本身的特点，将各精馏塔内压力、温度、温度梯度、回流量等参数整合到一套自动控制系统内，根据目标产品特点，自动控制塔的温度、压力、回流量、采出量，从而保证采出精甲醇质量稳定，排放废水也可以实现低醇化。此自动控制系统内置能量匹配模块，这个能量匹配模块根据获得各个设备的温度、压力及流量等参数，计算主要设备的所需能量和所消耗的能量，判断出所需能量和所消耗能量是否匹配，如匹配，则维持目前的操作工况；如不匹配，则自动搜寻可以调整的参数，进而调整这些参数，从而使系统各个设备的能量消耗完全匹配。这样，则可保证整个精馏系统的能量消耗可以达到目标。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术将多效精馏(四效、五效或者六效)、热耦合技术和与之匹配的先进控制技术应用于甲醇精馏过程，即在充分研究粗甲醇各个组分基本性质和相互作用的基础上，将甲醇提纯过程的分离功合理的分为多个梯级(四个、五个以及六个)，然后将各个梯级的能量合理匹配进而逐次回收。本专利技术是将粗甲醇性质研究、精馏技术开发和先进控制技术相结合，然后将其与工程建设技术融合，从而最终形成了低能耗、清洁、低三废排放的新工艺技术。一般而言运用此四效精馏技术建设甲醇精馏装置生产每吨精甲醇消耗蒸汽小于<0.75吨，不到现有装置能耗的72％；运用此五效精馏技术建设甲醇精馏装置生产每吨精甲醇消耗蒸汽小于<0.6吨，不到现有装置能耗的56％。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一种甲醇热耦合多效精馏方法及装置的装置构成图；图2为本专利技术的一种甲醇热耦合多效精馏方法及装置的方法控制原理图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一如附图1所示，一种甲醇热耦合多效精馏装置，包括依次串接的预精馏塔1和第一精馏塔4，所述的预精馏塔1和第一精馏塔4之间设置加压泵，其特征在于，所述的第一精馏塔4后方依次串接有第二精馏塔6，第三精馏塔8和第四精馏塔10，所述的预精馏塔1顶部设置有预精馏塔冷凝器2，所述的预精馏塔1底部设置有预精馏塔耦合再沸器3，所述的第一精馏塔4底部设置有第一精馏塔耦合再沸器5，所述的第二精馏塔6底部设置有第二精馏塔耦合再沸器7，所述的第三精馏塔8底部设置有第三精馏塔耦合再沸器9，所述的第四精馏塔10底部设置有第四精馏塔耦合再沸器12，所述的第四精馏塔10顶部设置有第四精馏塔冷凝器11。实施例二本实施例的一种甲醇热耦合多效精馏方法，包括以下步骤：粗甲醇首先进入预精馏塔1脱除轻组分后，塔釜含水甲醇由泵送到换热器与出料换热后，进入高压精馏塔(即第一精馏塔4)，高压精馏塔顶蒸汽去加热后续中压精馏塔耦合再沸器(即第二精馏塔耦合再沸器7)，同时采出部分精甲醇；塔釜含水甲醇去中间换热器换热回收热量后进入中压精馏塔(即第二精馏塔6)中部。中压精馏塔顶蒸汽去加热后续加压精馏塔耦合再沸器(即第三精馏塔耦合再沸器9)，同时采出部分精甲醇；塔釜含水甲醇去中间换热器换热回收热量后进入加压精馏塔(即第三精馏塔8)中部。加压精馏塔顶蒸汽去加热后续常压精馏塔耦合再沸器(即第四精馏塔耦合再沸器12)，同时采出部分精甲醇；塔釜含水甲醇去中间换热器换热回收热量后进入常压精馏塔(即第四精馏塔)中部。常压精馏塔顶蒸汽去第四精馏塔冷凝器11，冷凝后的甲醇，部分采出作为精甲醇产品，部分返回常压塔顶作为回流；塔釜废水经过换热后去污水处理；侧线采出乙醇等杂醇油。运用此四效精馏技术建设装置生产每吨精甲醇消耗蒸汽小于<0.75吨，不到现有装置能耗的72％。实施例三本实施例的一种甲醇热耦合多效精馏方法，包括以下步骤：粗甲醇首先进入预精馏塔脱除轻组分后，塔釜含水甲醇由泵送到换热器与出料换热后，进入高压精馏塔，高压精本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇热耦合多效精馏装置，包括串接的预精馏塔和第一精馏塔，所述的预精馏塔和第一精馏塔之间设置加压泵，其特征在于，所述的第一精馏塔后方依次串接有第二精馏塔，第三精馏塔和第四精馏塔，所述的预精馏塔顶部设置有预精馏塔冷凝器，所述的预精馏塔底部设置有预精馏塔耦合再沸器，所述的第一精馏塔底部设置有第一精馏塔耦合再沸器，所述的第二精馏塔底部设置有第二精馏塔耦合再沸器，所述的第三精馏塔底部设置有第三精馏塔耦合再沸器，所述的第四精馏塔底部设置有第四精馏塔耦合再沸器，所述的第四精馏塔顶部设置有第四精馏塔冷凝器；操作压力较高的塔顶蒸汽通过耦合再沸器给操作压力较低的塔输入热量。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇热耦合多效精馏装置，包括串接的预精馏塔和第一精馏塔，所述的预精馏塔和第一精馏塔之间设置加压泵，其特征在于，所述的第一精馏塔后方依次串接有第二精馏塔，第三精馏塔和第四精馏塔，所述的预精馏塔顶部设置有预精馏塔冷凝器，所述的预精馏塔底部设置有预精馏塔耦合再沸器，所述的第一精馏塔底部设置有第一精馏塔耦合再沸器，所述的第二精馏塔底部设置有第二精馏塔耦合再沸器，所述的第三精馏塔底部设置有第三精馏塔耦合再沸器，所述的第四精馏塔底部设置有第四精馏塔耦合再沸器，所述的第四精馏塔顶部设置有第四精馏塔冷凝器；操作压力较高的塔顶蒸汽通过耦合再沸器给操作压力较低的塔输入热量。2.根据权利要求1所述的一种甲醇热耦合多效精馏装置，其特征在于，所述的第四精馏塔后方串接有第五精馏塔。3.一种甲醇热耦合多效精馏方法，包括以下步骤：A、从预精馏塔来的粗甲醇经过加压泵送入第一精馏塔，第一精馏塔顶部采出精甲醇，塔釜采出含醇水；B、第一精馏塔产出的含醇水送到第二精馏塔中部；第二精馏塔顶部采出精甲醇，塔釜采出含醇水，送到第三精馏塔，第二精馏塔顶物料加热第三精馏塔耦合再沸器；C、第三精馏塔顶部采出精甲醇，塔釜采出废水；第三精馏塔物料或者公用工程物料可...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵婷婷，
申请(专利权)人：赵婷婷，
类型：发明
国别省市：天津,12