一种甲醇热泵精馏方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种甲醇热泵精馏方法及装置，属于化工精馏技术领域。该方法及装置中涉及高压塔和低压塔，其中，高压塔精馏段和低压塔精馏段获得的精甲醇蒸汽经压缩机加压升温后分别进入高压塔再沸器和低压塔再沸器的热侧，以用作二者的热源。相较传统甲醇双效精馏，该方法及装置不再使用生蒸汽供热，低压塔精馏段获得的精甲醇蒸汽也参与到供热当中，降低低压塔精甲醇蒸汽的冷凝负荷，节省循环冷却水，实现高压塔和低压塔双塔热泵精馏，替代传统双效精馏，将高压塔和低压塔精甲醇蒸汽的低品位热能转化为高品位热能，合理利用热量，节能减排效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇热泵精馏方法及装置
本专利技术属于化工精馏
，涉及一种甲醇热泵精馏方法及装置。
技术介绍
甲醇是一种重要的有机化工原料、工业溶剂和新型能源燃料，在化工、轻工和清洁能源领域具有广泛的应用。现有合成工艺合成的粗甲醇中含有较多杂质，需作精制处理，精馏是当前粗甲醇精制的主要方法。随着煤化工行业的蓬勃发展，甲醇精馏的规模也越来越大，甲醇精馏过程的节能问题已成为企业生存和提高竞争力的关键。现有甲醇精馏技术主要包括双塔精馏、三塔双效精馏和四塔双效精馏，双塔精馏已逐渐淘汰，三塔双效精馏包括预精馏塔、加压塔和常压塔，在三塔双效精馏的基础上增加回收塔进一步回收甲醇即形成了四塔双效精馏，四塔双效精馏已广泛应用。在三塔或者四塔双效精馏中，预精馏塔的塔顶脱除粗甲醇中的轻组分，塔底出料经加压塔和常压塔精馏后，在加压塔的塔顶和常压塔的塔顶出料分别获得精甲醇。加压塔的塔顶蒸汽作为常压塔再沸器的热源，形成双效精馏，具有一定节能效果，但加压塔再沸器要使用生蒸汽加热，常压塔的塔顶蒸汽需大量循环冷却水进行冷却，仍存在能耗较高的问题。而且，近年来，国内甲醇产量过剩，供大于求，对甲醇精馏装置的新建需求小。在此背景下，迫切需要对现有高耗能的甲醇精馏装置进行节能改造。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种甲醇热泵精馏方法及装置，适用于对现有甲醇三塔或者四塔双效精馏装置的节能改造，利用双塔热泵精馏替代双效精馏，解决现有甲醇三塔或者四塔双效精馏装置面临的节能减排问题。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种甲醇热泵精馏方法，包括以下步骤：脱除轻组分后的初始甲醇水溶液进入高压塔，从高压塔精馏段获得精甲醇蒸汽，与来自低压塔精馏段并经一级压缩机加压的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机加压，经二级压缩机加压的精甲醇蒸汽一部分作为热源进入高压塔再沸器热侧，一部分作为热源进入低压塔再沸器热侧，精甲醇蒸汽换热后冷凝形成精甲醇液，一部分作为高压塔精馏段回流液返回高压塔，一部分作为低压塔精馏段回流液返回低压塔，一部分作为精甲醇产品采出；从高压塔提馏段获得甲醇水溶液，一部分进入高压塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回高压塔，一部分进入低压塔；从低压塔精馏段获得精甲醇蒸汽，精甲醇蒸汽进入一级压缩机，加压后与来自高压塔的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机；从低压塔提馏段获得甲醇水溶液，一部分进入低压塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回低压塔，一部分采出进入后继工序。需要说明的是，高压塔的压力高于低压塔，此处高压塔的“高压”和低压塔的“低压”是相对而言的，低压塔在实际应用场景中可以是常压塔。进一步，从低压塔精馏段获得的精甲醇蒸汽分成两部分，一部分进入一级压缩机，加压后与来自高压塔精馏段的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机，一部分经冷凝后形成精甲醇液，作为精馏段回流液返回低压塔。进一步，从低压塔提馏段侧线采出杂醇油。进一步，还包括预精馏塔初步精馏步骤：将粗甲醇原料经粗甲醇预热器预热后通入预精馏塔，从预精馏塔精馏段获得轻组分并进行冷凝与分离处理，将冷凝后形成的溶液作为精馏段回流液返回预精馏塔，将未冷凝的不凝气分离并采出；从预精馏塔提馏段获得甲醇水溶液分成两股，一股进入预精馏塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回预精馏塔，另一股进入高压塔；在向预精馏塔通入粗甲醇原料的同时从预精馏塔精馏段通入萃取水。进一步，还包括回收塔再次精馏步骤：从低压塔提馏段采出的甲醇水溶液进入回收塔；从回收塔精馏段获得精甲醇蒸汽，经冷凝后形成的精甲醇液分成两股，一股作为精馏段回流液返回回收塔，另一股作为精甲醇产品采出；从回收塔提馏段获得甲醇水溶液分成两股，一股进入回收塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回回收塔，另一股作为废液采出；从回收塔提馏段侧线获得杂醇油采出。一种甲醇热泵精馏装置，包括高压塔、高压塔再沸器、低压塔、低压塔再沸器，所述高压塔和低压塔均包含有精馏段和提馏段，两段之间设有料液进料口，精馏段设有精馏段出料口和回流液回流口，提馏段设有提馏段出料口和提馏蒸汽进料口，高压塔的提馏段出料口与低压塔的料液进料口连通；高压塔的提馏段出料口和提馏蒸汽进料口之间循环连通高压塔再沸器的冷侧，低压塔的提馏段出料口和提馏蒸汽进料口之间循环连通低压塔再沸器的冷侧；低压塔的精馏段出料口依次连通有一级压缩机和二级压缩机，二级压缩机的进口端还与高压塔的精馏段出料口连通，二级压缩机的出口端分别与高压塔再沸器和低压塔再沸器的热侧连通；高压塔再沸器和低压塔再沸器的热侧设有回流通道分别与高压塔的回流液回流口及低压塔的回流液回流口连通，还设有产品采集通道以采出精甲醇产品。进一步，所述低压塔的精馏段出料口还依次连通有低压塔冷凝器和低压塔回流罐，低压塔再沸器的热侧的回流通道经低压塔回流罐与低压塔的回流液回流口连通。进一步，所述低压塔的提馏段侧线设有杂醇油采集口。进一步，还包括预精馏塔、预精馏塔再沸器和粗甲醇预热器，所述预精馏塔包含有精馏段和提馏段，两段之间设有料液进料口，精馏段设有精馏段出料口和回流液回流口，提馏段设有提馏段出料口和提馏蒸汽进料口，预精馏塔的提馏段出料口与高压塔的料液进料口连通；预精馏塔的提馏段出料口和提馏蒸汽进料口之间循环连通预精馏塔再沸器的冷侧；预精馏塔的料液进料口连通粗甲醇预热器的冷侧；预精馏塔的精馏段出料口依次连通有预精馏塔一级冷凝器、预精馏塔二级冷凝器和不凝气分离器，预精馏塔一级冷凝器、预精馏塔二级冷凝器和不凝气分离器的出口端连通有预精馏塔回流罐，预精馏塔回流罐的出口端与预精馏塔的回流液回流口连通；不凝气分离器上还设有不凝气出口；预精馏塔精馏段设有用于通入萃取水的进水口。进一步，还包括回收塔和回收塔再沸器，所述回收塔包含有精馏段和提馏段，两段之间设有料液进料口，精馏段设有精馏段出料口和回流液回流口，提馏段设有提馏段出料口和提馏蒸汽进料口，低压塔的提馏段出料口与回收塔的料液进料口连通；回收塔的提馏段出料口和提馏蒸汽进料口之间循环连通回收塔再沸器的冷侧；回收塔的精馏段出料口依次连通有回收塔冷凝器和回收塔回流罐，回收塔回流罐的出口端与回收塔的回流液回流口连通；回收塔回流罐的出口端还设有产品采集通道；回收塔的提馏段侧线设有杂醇油采集口。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术公开的甲醇热泵精馏方法及装置，高压塔精馏段获得的精甲醇蒸汽与低压塔精馏段获得的并经过一级压缩机处理的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机进行加压升温，二级压缩机排出的精甲醇蒸汽分别用作高压塔再沸器和低压塔再沸器的热源，不再使用生蒸汽供热，低压塔精馏段的精甲醇蒸汽也参与到供热当中，降低低压塔冷凝负荷，节省循环冷却水，实现高压塔和低压塔双塔热泵精馏，替代传统双效精馏，将高压塔和低压塔精馏段获得的精甲醇蒸汽的低品位热能转化为高品位热能，合理利用热量，与现有三塔或者四塔双效精馏相比，单位甲醇精馏的综合能耗降低60％以上，二氧化碳排放量也下降60％以上，节能减排效果显著，符合绿色发展指标。(2)本专利技术公开的甲醇热泵精馏方法及装置，各塔的负荷与现有双效精馏的各塔的负荷相近，高压塔和低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇热泵精馏方法，其特征在于，包括以下步骤：/n脱除轻组分后的初始甲醇水溶液进入高压塔，从高压塔精馏段获得精甲醇蒸汽，与来自低压塔精馏段并经一级压缩机加压的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机加压，经二级压缩机加压的精甲醇蒸汽一部分作为热源进入高压塔再沸器热侧，一部分作为热源进入低压塔再沸器热侧，精甲醇蒸汽换热后冷凝形成精甲醇液，一部分作为高压塔精馏段回流液返回高压塔，一部分作为低压塔精馏段回流液返回低压塔，一部分作为精甲醇产品采出；从高压塔提馏段获得甲醇水溶液，一部分进入高压塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回高压塔，一部分进入低压塔；从低压塔精馏段获得精甲醇蒸汽，精甲醇蒸汽进入一级压缩机，加压后与来自高压塔的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机；从低压塔提馏段获得甲醇水溶液，一部分进入低压塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回低压塔，一部分采出进入后继工序。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲醇热泵精馏方法，其特征在于，包括以下步骤：
脱除轻组分后的初始甲醇水溶液进入高压塔，从高压塔精馏段获得精甲醇蒸汽，与来自低压塔精馏段并经一级压缩机加压的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机加压，经二级压缩机加压的精甲醇蒸汽一部分作为热源进入高压塔再沸器热侧，一部分作为热源进入低压塔再沸器热侧，精甲醇蒸汽换热后冷凝形成精甲醇液，一部分作为高压塔精馏段回流液返回高压塔，一部分作为低压塔精馏段回流液返回低压塔，一部分作为精甲醇产品采出；从高压塔提馏段获得甲醇水溶液，一部分进入高压塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回高压塔，一部分进入低压塔；从低压塔精馏段获得精甲醇蒸汽，精甲醇蒸汽进入一级压缩机，加压后与来自高压塔的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机；从低压塔提馏段获得甲醇水溶液，一部分进入低压塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回低压塔，一部分采出进入后继工序。


2.如权利要求1所述的甲醇热泵精馏方法，其特征在于，从低压塔精馏段获得的精甲醇蒸汽分成两部分，一部分进入一级压缩机，加压后与来自高压塔精馏段的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机，一部分经冷凝后形成精甲醇液，作为精馏段回流液返回低压塔。


3.如权利要求1或2所述的甲醇热泵精馏方法，其特征在于，从低压塔提馏段侧线采出杂醇油。


4.如权利要求1或2所述的甲醇热泵精馏方法，其特征在于，还包括预精馏塔初步精馏步骤：将粗甲醇原料经粗甲醇预热器预热后通入预精馏塔，从预精馏塔精馏段获得轻组分并进行冷凝与分离处理，将冷凝后形成的溶液作为精馏段回流液返回预精馏塔，将未冷凝的不凝气分离并采出；从预精馏塔提馏段获得甲醇水溶液分成两股，一股进入预精馏塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回预精馏塔，另一股进入高压塔；在向预精馏塔通入粗甲醇原料的同时从预精馏塔精馏段通入萃取水。


5.如权利要求1或2所述的甲醇热泵精馏方法，其特征在于，还包括回收塔再次精馏步骤：从低压塔提馏段采出的甲醇水溶液进入回收塔；从回收塔精馏段获得精甲醇蒸汽，经冷凝后形成的精甲醇液分成两股，一股作为精馏段回流液返回回收塔，另一股作为精甲醇产品采出；从回收塔提馏段获得甲醇水溶液分成两股，一股进入回收塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回回收塔，另一股作为废液采出；从回收塔提馏段侧线获得杂醇油采出。


6.一种甲醇热泵精馏装置，其特征在于，包括高压塔、高压塔再沸器、低压塔、低压塔再沸器，所述高压塔和低压塔均包含有精馏段和提馏段，两段之间设有料液进...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴嘉，
申请(专利权)人：吴嘉，
类型：发明
国别省市：浙江;33