CN103288593A - 机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置及方法 - Google Patents

机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置及方法，属于节能领域。其特征在于：该装置由碱液储罐（2）、碱液泵（3）、甲醇钠反应塔（4）、甲醇钠接收罐（5）、甲醇钠泵（6）、甲醇精馏塔（9）、第一压缩机（10）、第二压缩机（11）、相变换热器（12）、稀甲醇回流泵（13）、甲醇缓冲罐（14）、甲醇回流泵（15）、稀甲醇接收罐（16）、稀甲醇输送泵（17）、换热夹套（20）组成。该生产装置通过增加甲醇蒸气压缩机（10）和相变换热器（12），回收了甲醇精馏塔顶气相甲醇的潜热，并用于为甲醇精馏塔（9）提供热量，仅需要消耗少量蒸汽为反应塔内化工合成过程提供热量，无需为精馏塔增加再沸器和冷却塔，特别适用于现有甲醇钠生产装置的节能减排改造。

Description

机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置及方法
技术领域
本发明涉及一种机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置及方法，属于节能领域。
背景技术
甲醇钠是一种重要的医药工业用生产原料，主要用作有机合成中的合作缩合剂、化学试剂和催化剂。其工业生产过程主要包括反应塔和精馏塔两部分，其中反应塔主要用于碱与甲醇合成甲醇钠，精馏塔主要用于回收未参与反应的富裕的甲醇进行精馏，返回反应塔继续参与反应。目前生产过程中的反应塔，主要采用原生蒸汽作为热源，而为了给甲醇精馏塔提供回流液，还需要增加冷却装置用于冷却精馏塔顶部的气相产物。现有系统及工艺流程复杂，能耗高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种工艺流程简单的低能耗的机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置及方法。
一种机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置，其特征在于：包括碱液储罐、甲醇钠反应塔、甲醇精馏塔、相变换热器； 其中甲醇钠反应塔具有顶部液相入口、顶部气相出口、底部气相入口、底部液相出口；甲醇钠反应塔底部塔釜还布置有换热夹套，换热夹套具有与蒸汽源相连的入口，还具有冷凝水出口；甲醇精馏塔具有顶部气相出口、顶部液相入口、底部气相入口底部液相出口所述碱液储罐经过原料泵与甲醇钠反应塔顶部液相入口相连，甲醇钠反应塔底部液相出口依次与甲醇钠接收罐、甲醇钠泵、与甲醇钠出料收集装置相连；甲醇钠反应塔顶部气相出口与甲醇精馏塔底部气相入口相连，甲醇精馏塔顶部气相出口分为两路：一路经过第一压缩机与相变换热器热侧入口相连，相变换热器热侧出口依次与稀甲醇缓冲罐、甲醇钠循环泵及甲醇精馏塔顶部液相入口相连；另一路经过第二压缩机与甲醇钠反应塔底部气相入口相连；所述甲醇精馏塔底部液相出口物料分为两路：一路经甲醇料液泵与相变换热器冷侧入口相连，相变换热器冷侧出口与甲醇精馏塔底部气相入口相连；另一路依次经过稀甲醇接收罐、稀甲醇循环泵与稀甲醇收集装置相连。
利用所述的机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置的生产方法，其特征在于包括以下过程： 
整个蒸气再压缩甲醇钠生产系统在常压工况下工作；
来自碱液储罐的常温、浓度为10%-30%的NaOH原料，通过碱液泵送入甲醇钠反应塔顶部液相入口，自顶而底向下流动，甲醇钠反应塔釜液受到换热夹套内蒸汽加热后，与来自甲醇钠反应塔底部气相入口的高纯甲醇蒸气混合后自底向上流动，在甲醇钠反应塔内与甲醇发生化学反应生成甲醇钠，从甲醇钠反应塔底部液相出口得到甲醇钠产品，通过甲醇钠储罐及甲醇钠循环泵排出系统。
甲醇钠反应塔顶部出口的气相物料进入甲醇精馏塔底部气相入口，与自上而下流动的液体物料重新进行相平衡实现甲醇的精馏，从甲醇精馏塔顶部气相出口得到的高纯的甲醇分为两路：第一路经过第一压缩机增压升温后，对甲醇精馏塔底部液相出口物料进行加热，自身被冷凝，然后进入甲醇精馏塔顶部液入口作为回流液；第二路经过第二压缩机增压升温后作为甲醇钠反应塔底部气相入口作为气提蒸气提供富甲醇气氛，促进甲醇钠的合成；第一压缩机进出口压差为0.01MPa-0.04MPa，主要用于循环气相甲醇物料，第一压缩机进出口压力差能够克服流动过程的阻力即可。为了保证相变换热器换热性能，第二压缩机出口压力所对应的饱和温度与相变换热器冷侧物料温差一般为5℃-10℃，这要求第二压缩机压比为1.1-1.3。
甲醇精馏塔底部液相出口甲醇质量浓度为40-50%的物料分为两路：一路通过稀甲醇回流泵进入相变换热器冷侧吸收热量后蒸发，并进入甲醇精馏塔底部气相入口作为必要的气提蒸气；另一路经过稀甲醇接收罐和稀甲醇输送泵送入稀甲醇收集装置。
该甲醇钠生产装置采用甲醇蒸气压缩机和相变换热器，通过回收利用反应塔顶部出口气相出口物料的相变潜热，并用于为甲醇钠反应塔和甲醇精馏塔提供气提蒸气。无需配置再沸器和冷却塔，具有节能和节水的优势。
附图说明
图1是甲醇钠生产装置及方法；
图中标号名称：1．原料，2．碱液储罐，3.碱液泵，4．甲醇钠反应塔，5.甲醇钠接收罐，6.甲醇钠泵，7. 甲醇钠出料收集装置，8.冷凝水，9.甲醇精馏塔，10.第一压缩机，11. 第二压缩机，12.相变换热器，13. 稀甲醇回流泵，14.甲醇缓冲罐，15.甲醇回流泵，16.稀甲醇接收罐，17.稀甲醇输送泵，18. 稀甲醇收集装置，19.蒸汽，20.换热夹套。
具体实施方式
参照附图1，详细说明本发明提供的甲醇钠生产过程和方法。该装置的工作过程如下：
打开碱液泵3，来自碱液储罐2的温度为40℃、含有10%H2O，70%CH3OH和20%NaoH的原料1，通过碱液泵3送入甲醇钠反应塔4顶部液相入口，自顶而底向下流动，甲醇钠反应塔4釜液受到换热夹套20内蒸汽加热后，与来自甲醇钠反应塔4底部气相入口的99.9%甲醇蒸气混合后自底向上流动，在甲醇钠反应塔4内原料中的NaOH与甲醇发生化学反应生成甲醇钠，从甲醇钠反应塔4底部液相出口得到甲醇钠质量浓度为28%的甲醇钠产品，通过甲醇钠储罐5及甲醇钠循环泵6排出系统。
甲醇钠反应塔4顶部气相出口甲醇质量浓度不低于99%的物料进入甲醇精馏塔9底部气相出口，与自上而下流动的液体物料重新进行相平衡实现甲醇的精馏，从甲醇精馏塔9顶部气相出口得到的纯度为99.9%的的甲醇分为两路：一路经过第一压缩机10增压升温后，对甲醇精馏塔9底部液相出口物料进行加热自身被冷凝，然后进入甲醇精馏塔9顶部液入口作为回流液；另一路经过第二压缩机11增压升温后作为甲醇钠反应塔4底部气相入口作为气提蒸气提供富甲醇气氛，促进甲醇钠的合成，第一压缩机（10）进出口压差为0.02Mpa，第二压缩机（11）压比为1.1-1.3
甲醇精馏塔9底部液相出口甲醇浓度为40%-50%的物料分为两路，一路经过稀甲醇回流泵13进入相变换热器12冷侧吸收热量后蒸发再进入甲醇精馏塔底部气相入口，作为气提蒸气；另一路经过稀甲醇接收罐16、输送泵17排出系统。
由于该甲醇钠生产装置采用甲醇蒸气压缩机，通过回收利用反应塔顶部出口气相出口物料的相变潜热，并用于为反应塔提供气提蒸气。无需消耗原生蒸汽和冷却水，具有节能和节水的优势。

Claims (2)

1.一种机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置，其特征在于：
包括碱液储罐（2）、甲醇钠反应塔（4）、甲醇精馏塔（9）、相变换热器（12）； 
其中甲醇钠反应塔（4）具有顶部液相入口、顶部气相出口、底部气相入口、底部液相出口；甲醇钠反应塔（4）底部塔釜还布置有换热夹套（20），换热夹套（20）具有与蒸汽源（19）相连的入口，还具有冷凝水出口；
甲醇精馏塔（9）具有顶部气相出口、顶部液相入口、底部气相入口底部液相出口
所述碱液储罐（2）经过原料泵（3）与甲醇钠反应塔（4）顶部液相入口相连，甲醇钠反应塔（4）底部液相出口依次与甲醇钠接收罐（5）、甲醇钠泵（6）、与甲醇钠出料收集装置（7）相连；
甲醇钠反应塔（4）顶部气相出口与甲醇精馏塔（9）底部气相入口相连，甲醇精馏塔（9）顶部气相出口分为两路：一路经过第一压缩机（10）与相变换热器（12）热侧入口相连，相变换热器（12）热侧出口依次与稀甲醇缓冲罐（14）、甲醇钠循环泵（15）及甲醇精馏塔（9）顶部液相入口相连；另一路经过第二压缩机（11）与甲醇钠反应塔（4）底部气相入口相连；
所述甲醇精馏塔（9）底部液相出口物料分为两路：一路经甲醇料液泵（13）与相变换热器（12）冷侧入口相连，相变换热器（12）冷侧出口与甲醇精馏塔（9）底部气相入口相连；另一路依次经过稀甲醇接收罐（16）、稀甲醇循环泵（17）与稀甲醇收集装置（18）相连。
2.利用权利要求1所述的机械蒸气再压缩甲醇钠生产装置的生产方法，其特征在于包括以下过程： 
整个蒸气再压缩甲醇钠生产系统在常压工况下工作；
来自碱液储罐（2）的常温、浓度为10%-30%的NaOH原料（1），通过碱液泵（3）送入甲醇钠反应塔（4）顶部液相入口，自顶而底向下流动，甲醇钠反应塔（4）釜液受到换热夹套（20）内蒸汽加热后，与来自甲醇钠反应塔（4）底部气相入口的高纯甲醇蒸气混合后自底向上流动，在甲醇钠反应塔（4）内与甲醇发生化学反应生成甲醇钠，从甲醇钠反应塔（4）底部液相出口得到甲醇钠产品，通过甲醇钠储罐（5）及甲醇钠循环泵（6）排出系统；
甲醇钠反应塔（4）顶部出口的气相物料进入甲醇精馏塔（9）底部气相入口，与自上而下流动的液体物料重新进行相平衡实现甲醇的精馏，从甲醇精馏塔（9）顶部气相出口得到的高纯的甲醇分为两路：第一路经过第一压缩机（10）增压升温后，对甲醇精馏塔（9）底部液相出口物料进行加热，自身被冷凝，然后进入甲醇精馏塔（9）顶部液入口作为回流液；第二路经过第二压缩机（11）增压升温后作为甲醇钠反应塔（4）底部气相入口作为气提蒸气提供富甲醇气氛，促进甲醇钠的合成；第一压缩机（10）进出口压差为0.01MPa-0.04MPa，第二压缩机（11）压比为1.1-1.3；
甲醇精馏塔（9）底部液相出口甲醇质量浓度为40-50%的物料分为两路：一路通过稀甲醇回流泵（13）进入相变换热器（12）冷侧吸收热量后蒸发，并进入甲醇精馏塔（9）底部气相入口作为必要的气提蒸气；另一路经过稀甲醇接收罐（16）和稀甲醇输送泵（17）送入稀甲醇收集装置（18）。
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