甲醇双效精馏节能节水系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及甲醇双效精馏节能节水系统及工艺。包括：粗甲醇预热器、预精馏塔、预后甲醇加热器、加压塔、常压塔、再沸器、冷凝再沸器和甲醇回收塔；其特征是常压塔侧线采出管与冷却器连接，冷却器再与回收塔进料口连接；常压塔底连接含碱盐溶液采出管；回收塔侧线连接杂醇油采出管；塔底的废液排出管与预精馏塔的萃取水管连接。现有甲醇双效精馏设备进行改造时，不需添加任何设备，只要将原有部分设备的连接方式进行改动，但是该工艺大大地降低了精馏能耗，并且节约了萃取用水，从而提高了精馏过程的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工产品纯化
，特别涉及的是甲醇双效精馏节能节水系统及工艺。
技术介绍
甲醇是一种非常重要的基本化工原料，也是一种性能优良的洁净能源和动力燃料，在当前全球化工产品市场上起着举足轻重的作用。而精馏是甲醇生产中的一个非常重要的化工单元操作，直接关系到产品的质量、环境保护、能耗和生产成本等问题，所以节省精馏过程中的能耗和水耗是推动甲醇生产进一步发展的重要技术环节，越来越引起人们的重视。我国现有甲醇装置中的精馏单元大体分为单效(双塔)、双效(三塔或三加一塔)精馏流程。前者具有流程简单，操作方便，运行稳定等优点，但存在能耗高的缺陷；后者如图1所示的双效精馏工艺流程示意图，利用加压塔顶甲醇蒸汽的冷凝热作为常压塔再沸器的热源，形成双效精馏，实现热量的充分利用，既节约蒸汽，又一定程度的节约冷却水，与单效工艺相比，减少能耗30％左右，所以该工艺是目前普遍采用的精馏工艺。但是，通过分析可知，双效精馏仍有很多环节有待改善。以三加一塔精馏流程为例，通常采用常压塔底出料作为回收塔的进料，该工艺具有一定的局限性①由于常压塔底出料的甲醇浓度大大低于进料粗甲醇浓度，故回收塔要想达到理想的分离效果，必须加大回流比，增加了回收塔的负荷；②将预精馏塔中产生的大量的盐和过量碱带入了回收塔，导致回收塔底排出废液中含有较高浓度的盐碱成分而不能循环使用，只能送往污水处理厂，造成大量的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的缺点，提供一种设计合理、产品纯度高、能耗、水耗低、生产过程和产品质量易于控制的甲醇双效精馏节能节水系统及工艺。本专利技术的一种甲醇双效精馏节能节水系统，包括粗甲醇预热器、预精馏塔、预后甲醇加热器、加压塔、常压塔、再沸器、冷凝再沸器和甲醇回收塔；其特征是常压塔侧线采出管与冷却器连接，冷却器再与回收塔进料口连接；常压塔底连接含碱盐溶液采出管；回收塔侧线连接杂醇油采出管；塔底的废液排出管与预精馏塔的萃取水管连接。本专利技术的具体工艺条件如下进入预精馏塔中上部的萃取水温度为65～70℃；平衡预后甲醇的温度为125～130℃，PH值为7～9；加压塔塔顶的甲醇蒸汽温度约为120～123℃，与再沸冷凝器换热后的冷凝液温度为118～120℃；从加压塔中部侧线采出蒸汽物料，经冷却器后，靠静压差流入回收塔；回收塔下部侧线采出0.5～2％的杂醇油，塔底废液全部送往预精馏塔作萃取水。具体说明如下1)常压塔侧线采出蒸汽进入回收塔。常压塔侧线采出中等浓度的蒸汽物料，在高位经冷却(可以用来预热粗甲醇)后，靠静压差进入回收塔，这样提高回收塔的进料浓度，使三塔分离程度均衡，可使总能耗比普通双效精馏工艺降低20～40％。同时，因为侧线采出口的位置比进料口位置高，这样可以使预精馏塔中产生的大量的盐和过量碱在常压塔塔底浓缩。2)常压塔塔底采出含碱盐溶液。常压塔塔底采出含碱盐溶液，避免将其带入回收塔，从而使回收塔塔底液成为不含盐碱成分的软水。3)回收塔侧线采出杂醇油。回收塔侧线采出杂醇油，可以改善甲醇产品的质量，并降低塔内高沸点物的富集浓度，结合1)条中的工艺，能使回收塔塔底液中的水浓度达到99.9％，足以作为预精馏塔萃取水，这样既可以节省软水约20～40％，又可以减少整个系统的废水排放量。另外，侧线采出杂醇油的提出率很高，甲醇损失很少。4)回收塔顶也采出精甲醇产品。除了从加压塔、常压塔塔顶采出产品外，也从回收塔塔顶采出精甲醇产品，这样可以由各塔产品采出量更合理有效的平衡加压塔、常压塔和回收塔之间的分离负荷。5)回收塔底排出废液可以作为预精馏塔的萃取水。预精馏塔的萃取水的加入量是粗甲醇进料量的5％20％或按照指定的回流液密度或预后甲醇密度定量控制，以回收塔地排出废液循环回到预精馏塔代替部分萃取水，可以节约新鲜萃取水20～60％，有效降低成本。本专利技术的甲醇双效精馏节能主要设备与普通的双效精馏设备相同，所以根据该专利技术对现有甲醇双效精馏设备进行改造时，不需添加任何设备，只要将原有部分设备的连接方式进行改动即可，但是该工艺大大地降低了精馏能耗，并且节约了萃取用水，从而提高了精馏过程的经济效益。附图说明图1现有双效精馏工艺流程示意图；图2本专利技术的工艺流程示意图。其中1-预精馏塔，2-加压塔，3-常压塔，4-回收塔，5-1-预精馏塔回流罐、5-2-加压塔回流罐、5-3-常压塔回流罐、5-4-回收塔回流罐，6-1-预精馏塔二级冷凝器、6-2-预精馏塔一级冷凝器、6-3-常压塔冷凝器、6-4-回收塔冷凝器，7-1-预精馏塔再沸器、7-2-加压塔再沸器、7-3-回收塔再沸器，8-冷凝再沸器，9-1-预精馏塔回流泵、9-2-加压塔回流泵、9-3-常压塔回流泵、9-4-回收塔回流泵，10-1-加压塔精甲醇冷却器、10-2-回收塔进料冷却器，11-预热器。具体实施例方式本专利技术的甲醇双效精馏节能主要设备与普通的双效精馏设备相同，具体包括粗甲醇预热器、预精馏塔、预后甲醇加热器、加压塔、常压塔、再沸器、冷凝再沸器和甲醇回收塔等。其中各设备也现有装置连接方式不同之处在于1)常压塔侧线采出管与冷却器连接，冷却器再与回收塔进料口连接；2)常压塔底连接含碱盐溶液采出管；3)回收塔侧线连接杂醇油采出管；4)塔底的废液排出管与预精馏塔的萃取水管连接。其余的设备连接方式与现有工艺基本相同，如预精馏塔的塔底出料管与加压塔的进料口连接，加压塔底出料管与常压塔进料口连接；加压塔顶甲醇蒸汽出口与常压塔的冷凝再沸器连接，蒸气冷凝液管与加压塔回流罐连接；预精馏塔、加压塔和回收塔的再沸器的蒸汽冷凝水管均与粗甲醇的预热器连接等。下面结合附图2对本专利技术的工艺流程作进一步说明1)粗甲醇经原料预热器11与各塔再沸器蒸汽冷凝水换热后，与60-70℃左右进入预精馏塔1中上部。预精馏塔顶蒸汽在预精馏塔一级冷凝器6-2中部分冷凝，该冷凝器温度控制在60-70℃。一级冷凝器不凝气体进入预精馏塔二级冷凝器6-1被冷却到38-40℃，二级冷凝器不凝气送作燃料，凝液经一级冷凝器预精馏塔回流罐5-1，由预精馏塔回流泵9-1打回至塔顶。在二级冷凝器或一级冷凝器或同时在两个冷凝回流罐内加入工艺萃取水，可以不定期地从二级冷凝器回流罐的采出口处采出初馏分。工艺萃取水的加入量是粗甲醇进料量的5％～20％或按照指定的回流液密度或预后甲醇密度定量控制。预精馏塔顶总回流量为粗甲醇进料量的50％～70％。在该塔的中下部设NaOH水溶液加入口，平衡预后甲醇的温度为125-130℃，PH值控制在7～9。2)预后甲醇作为加压塔2进料。加压塔塔顶的甲醇蒸汽温度约为120-123℃，送入常压塔冷凝器再沸8作为其热源，温度为118-120℃的冷凝液流入加压塔回流罐5-2，其中部分冷凝液经加压塔回流泵9-2作为该塔的回流液，另外一部分经加压塔精甲醇冷却器10-1冷却至38-42℃后作为精甲醇产品采出。3)加压塔塔底液进入常压塔3。常压塔顶蒸汽经常压塔冷凝器6-3冷凝，凝液经常压塔回流罐5-3，部分作为回流液由常压塔回流泵9-3送回塔顶，其余部分作为精甲醇产品。常压塔回流液温度控制在40～60℃，回流比控制为1.5～2.5。常压塔底采出含碱盐溶液，避免将其带入回收塔4。4)从加压塔中部进料板以上的一、二块板的侧线采出蒸汽物料，经回收塔进料冷却器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醇双效精馏节能节水系统，包括：粗甲醇预热器、预精馏塔、预后甲醇加热器、加压塔、常压塔、再沸器、冷凝再沸器和甲醇回收塔；其特征是常压塔侧线采出管与冷却器连接，冷却器再与回收塔进料口连接；常压塔底连接含碱盐溶液采出管；回收塔侧线连接杂醇油采出管；塔底的废液排出管与预精馏塔的萃取水管连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙津生，李鑫钢，徐世民，宋慧平，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]