一种三塔三效的粗甲醇精制工艺系统技术方案

本实用新型专利技术创造提供一种三塔三效的粗甲醇精制工艺系统，包括预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔，所述预精馏塔塔底设有至少两个再沸器，所述预精馏塔的塔底采出口与所述加压精馏塔的进料口连接；所述加压精馏塔的塔顶采出口分出两条支路：一支接入所述预精馏塔塔底的其中一个再沸器并返回连接加压精馏塔的回流罐，一支接入常压精馏塔底部的再沸器并返回连接加压精馏塔的回流罐；加压精馏塔的回流罐分出至少两条支路：一支与所述加压精馏塔的塔顶回流连接，一支与产品采出装置连接；所述加压精馏塔塔底采出口与所述常压精馏塔的进料口连接；所述常压精馏塔塔顶采出口与产品采出装置连接。本实用新型专利技术创造能够降低甲醇精制的系统能耗，减小设备投资。

A Crude Methanol Refining System with Three Towers and Three Efficiencies

The utility model creates a three-tower and three-effect crude methanol refining process system, which comprises a pre-distillation column, a pressurized distillation column and a atmospheric distillation column. The bottom of the pre-distillation column is provided with at least two reboilers, and the bottom of the pre-distillation column is connected with the inlet and outlet of the pressurized distillation column; the top of the pressurized distillation column is separated into two branches: one is connected with the inlet and outlet of the One of the reboilers at the bottom of the pre-distillation column is returned to the reflux tank connected with the pressurized distillation column, one is connected to the reboiler at the bottom of the atmospheric distillation column and returns to the reflux tank connected with the pressurized distillation column; the reflux tank of the pressurized distillation column is divided into at least two branches: one is connected with the top reflux of the pressurized distillation column and the other is connected with the product extraction device; The extraction outlet is connected with the inlet and outlet of the atmospheric distillation column, and the top extraction outlet of the atmospheric distillation column is connected with the product extraction device. The utility model can reduce the system energy consumption of methanol refining and reduce the equipment investment.

【技术实现步骤摘要】
一种三塔三效的粗甲醇精制工艺系统
本专利技术创造属于化工材料提纯工艺方法及设备
，具体涉及一种粗甲醇精制方法和系统。
技术介绍
甲醇是一种重要的基础有机化工原料和新型能源燃料，工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳加压催化加氢的方法，工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序，甲醇精馏的主要任务是脱除易挥发组分如二甲醚，以及难挥发的乙醇、高碳醇和水，生产符合产品要求的精甲醇。随着煤化工行业的蓬勃发展，甲醇精馏装置的规模也越来越大，如何降低甲醇精制装置单吨精甲醇的能耗已成为企业生存和提高竞争力的关键，广大科研工作者以此为研究对象进行深入研究。目前广泛采用的三塔甲醇精馏(顺流双效精馏)工艺，即粗甲醇顺序通过预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔进行精馏分离，在加压塔塔顶出料和常压塔塔顶出料分别获得甲醇产品。分离顺序为由预精馏塔脱除粗甲醇中的轻组分，塔釜的预后粗甲醇进入加压精馏塔，利用加压塔塔顶甲醇蒸汽的冷凝潜热作为常压塔再沸热源，实现顺流双效精馏，杂醇从常压塔侧线采出，废水从常压塔塔底排出。这种方法是常见的粗甲醇精制过程，甲醇精馏过程能耗约为3223.7MJ/吨甲醇产品，生产能耗较高，随着甲醇精制规模的扩大，总能量消耗也显著增加。为降低甲醇精馏的能耗，现有技术具有多种尝试方案，例如增设为五塔精馏，或者采用热泵技术。但是五塔精馏直接导致了场地、塔投资、以及冷凝水需耗等其他问题，热泵精馏也具有设备投资和功率消耗的问题。
技术实现思路
本专利技术创造的目的在于提供一种三塔三效的粗甲醇精制工艺系统，采用本系统进行甲醇精制能够降低系统能耗，减小设备投资。本专利技术创造的三塔三效的粗甲醇精制工艺系统，包括预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔，所述预精馏塔塔底设有至少两个再沸器，所述预精馏塔的塔底采出口与所述加压精馏塔的进料口连接；所述加压精馏塔的塔顶采出口分出两条支路：一支接入所述预精馏塔塔底的其中一个再沸器并返回连接加压精馏塔的回流罐，一支接入常压精馏塔底部的再沸器并返回连接加压精馏塔的回流罐；加压精馏塔的回流罐分出至少两条支路：一支与所述加压精馏塔的塔顶回流连接，一支与产品采出装置连接；所述加压精馏塔塔底采出口与所述常压精馏塔的进料口连接；所述常压精馏塔塔顶采出口与产品采出装置连接。上述工艺系统的设置能够使加压精馏塔塔顶采出的精甲醇气相热量得到合理配置，首先满足常压精馏塔底再沸负荷，剩余精甲醇气相热量为预精馏塔塔底再沸提供部分热量。两部分热量的分配能够使得加压精馏塔塔顶气相物料的热量得到最大化的合理分配和利用，有效降低系统能耗。其中，所述预精馏塔塔底设有三个再沸器，所述加压精馏塔塔底设有两个再沸器，所述常压精馏塔塔底设有一个再沸器。由于物料流量以及再沸所需温度的不同，再沸器数量的优化设置有利于满足再沸需求，维持系统稳定。其中，所述预精馏塔的塔板数为50-60层，所述加压精馏塔的塔板数为70-90层，所述常压精馏塔的塔板数为80-100层。其中，所述加压精馏塔的塔顶采出口的一条支路首先经过一个缓冲罐再接入所述预精馏塔塔底的再沸器，并在返回连接加压精馏塔的回流罐前经过该所述缓冲罐。由于加压精馏塔的塔顶物料温度与预精馏塔塔底的再沸温度差异较大，这一缓冲罐的设置使得物料在热量耦合前得以充分稳定，保证了热交换的充分性和可靠性。其中，所述预精馏塔的塔顶采出口依次串联有第一冷凝器M5和第二冷凝器M6，第二冷凝器M6的冷凝液出口依次连接气液分离器M7和预精馏塔的回流罐M8，所述预精馏塔的回流罐M8与所述预精馏塔的塔顶回流连接，所述第二冷凝器M6和预精馏塔的回流罐M8的不凝气出口分别与不凝气后处理系统如火炬系统连接。进一步，所述第一冷凝器M5的冷凝液出口还与预精馏塔的回流罐M8的进料口连接，所述预精馏塔的回流罐M8的不凝气出口与所述第二冷凝器M6的进料口连接。预精馏塔的塔顶采出口的连接设置能够有效提高冷凝回收效率，降低甲醇的流失率。其中，所述加压精馏塔的回流罐的一条支路，先后经过第一冷却器M17和第二冷却器M18再与产品采出装置连接。使产品得到充分的冷却降温，避免甲醇汽化造成的系统不稳定。其中，所述常压精馏塔塔顶采出口依次经过第三冷凝器M20、第三回流罐M21和第三冷却器M22后与产品采出装置连接，所述第三回流罐M21和第三冷却器M22之间设有与常压精馏塔塔顶回流连接的支路。该设计同样使产品得到充分的冷却降温，避免甲醇汽化造成的系统不稳定。其中，所述常压精馏塔中下部设有杂醇采出口，所述杂醇采出口依次经第五冷却器M23和第二缓冲罐M24送入杂醇罐区。其中，所述加压精馏塔的回流罐M16具有不凝气出口，该不凝气出口接入所述常压精馏塔塔顶采出口的管线。该设计不凝气一方面能够被进一步回收，也能够避免重新进入加压精馏塔造成能源浪费及影响系统运行稳定性。其中，所述预精馏塔和加压精馏塔的进料口前分别设有物料预热装置。与现有技术相比，本专利技术创造具有以下优势：工艺方法易于控制实施，设备投资小，可操作性强，能够有效降低甲醇精制单位能耗，无需占用额外场地，易于实现对现有工程的快速改造。附图说明构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1是本专利技术创造的工艺流程图。其中粗蓝色线为液相工艺物流，细粉色线为气相工艺物流。具体实施方式为了更好的理解本专利技术创造，下面结合具体附图对本专利技术创造进行详细描述。为了详细阐述本专利技术创造，下面的实例进行了诸多工艺细节的说明，并非用于对本专利技术创造造成不当限定。如图1所示，粗甲醇(物料R1)经第一预热器M4预热进入预精馏塔M1中，进料温度60℃，塔内设置52层高效DVST塔板。粗甲醇中的轻组分和一少部分气态形式甲醇自预精馏塔M1塔顶采出，塔顶采出的气相物料中甲醇含量约为63w％，塔顶采出的温度为64.7℃，压力为129kPa，塔顶采出的气相物料分别经过第一冷凝器M5和第二冷凝器M6进行二次冷凝，物料降温至40℃，二次冷凝后的不凝气送入后续火炬系统，二次冷凝后的冷凝液送入气液分离器M7进行进一步气液分离，气液分离后的分离液经第一回流罐M8进入预精馏塔M1的顶部第52层塔板进行回流，回流比为5.5，回流液温度40℃，气液分离后的分离气体与二次冷凝后的不凝气合并送入后续火炬系统。第一冷凝器M5中的冷凝液直接进入第一回流罐M8，第一回流罐M8中的不凝气相回流进入第二冷凝器M6继续进行冷凝。所述预精馏塔M1底部并联有至少两台再沸器，本例为三台，分别为再沸器M9、再沸器M10、和再沸器M11。再沸器M10和再沸器M11分别通过外部蒸汽管线进行供热。其中一台再沸器M11一侧设有缓冲罐M12，自加压精馏塔M2塔顶采出的气相物料进入缓冲罐M12，然后与再沸器M11进行热耦合(热交换)降温形成凝液，凝液返回加压精馏塔M2的第二回流罐M16。所述预精馏塔M1塔底采出含水甲醇溶液A(物料R2)，其中甲醇含量约为83.6％，塔底采出的温度为80.4℃，压力为1.6kg/cm2。含水甲醇溶液A经过第二预热器M13预热后进入加压精馏塔M2的中下部塔板之上，进料温度125℃。第二预热器M13通过外部蒸汽管线进行供热。加压精馏塔M2塔内设置85层高效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三塔三效的粗甲醇精制工艺系统，包括预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔，其特征在于，所述预精馏塔塔底设有至少两个再沸器，所述预精馏塔的塔底采出口与所述加压精馏塔的进料口连接；所述加压精馏塔的塔顶采出口分出两条支路：一支接入所述预精馏塔塔底的其中一个再沸器并返回连接加压精馏塔的回流罐，一支接入常压精馏塔底部的再沸器并返回连接加压精馏塔的回流罐；加压精馏塔的回流罐分出至少两条支路：一支与所述加压精馏塔的塔顶回流连接，一支与产品采出装置连接；所述加压精馏塔塔底采出口与所述常压精馏塔的进料口连接；所述常压精馏塔塔顶采出口与产品采出装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种三塔三效的粗甲醇精制工艺系统，包括预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔，其特征在于，所述预精馏塔塔底设有至少两个再沸器，所述预精馏塔的塔底采出口与所述加压精馏塔的进料口连接；所述加压精馏塔的塔顶采出口分出两条支路：一支接入所述预精馏塔塔底的其中一个再沸器并返回连接加压精馏塔的回流罐，一支接入常压精馏塔底部的再沸器并返回连接加压精馏塔的回流罐；加压精馏塔的回流罐分出至少两条支路：一支与所述加压精馏塔的塔顶回流连接，一支与产品采出装置连接；所述加压精馏塔塔底采出口与所述常压精馏塔的进料口连接；所述常压精馏塔塔顶采出口与产品采出装置连接。2.根据权利要求1所述的三塔三效的粗甲醇精制工艺系统，其特征在于，所述预精馏塔塔底设有三个再沸器，所述加压精馏塔塔底设有两个再沸器，所述常压精馏塔塔底设有一个再沸器。3.根据权利要求1所述的三塔三效的粗甲醇精制工艺系统，其特征在于，所述预精馏塔的塔板数为50-60层，所述加压精馏塔的塔板数为70-90层，所述常压精馏塔的塔板数为80-100层。4.根据权利要求1所述的三塔三效的粗甲醇精制工艺系统，其特征在于，所述加压精馏塔的塔顶采出口的一条支路首先经过一个缓冲罐再接入所述预精馏塔塔底的再沸器，并在返回连接加压精馏塔的回流罐前经过该所述缓冲罐。5.根据权利要求1所述的三塔三效的粗甲醇精制工艺系统，其特征在于，所述预精馏塔的塔顶采出口依次串联有第一冷凝器(M5)和第二冷凝器(M6)，第二冷凝器(M6)的冷凝液出口依次连接气液分离器(M7)和预精馏塔的回流罐(M8)，所述预精馏塔的回流罐(M8)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，张兵，肖连杰，林长青，徐贵友，武培培，陈娜，杨静，
申请(专利权)人：天津奥展兴达化工技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12