CN103524301B - 甲醇精馏系统及从该系统的不凝气中回收甲醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种甲醇精馏系统及从该系统的不凝气中回收甲醇的方法。甲醇精馏系统包括预精馏塔、精馏塔、火炬管网和用于将预精馏塔的不凝气排出至火炬管网的不凝气输送管路，甲醇精馏系统还包括：不凝气洗涤装置，不凝气洗涤装置包括洗涤装置进气口、洗涤装置出气口、洗涤装置进液口和洗涤装置出液口，洗涤装置进气口和洗涤装置出气口分别与不凝气输送管路通过管路连接以对来自预精馏塔的至少部分不凝气进行洗涤后输送至火炬管网。根据本发明，可以实现甲醇精馏系统的不凝气中甲醇的回收。

Description

甲醇精馏系统及从该系统的不凝气中回收甲醇的方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体而言，涉及一种甲醇精馏系统及从该系统的不凝气中回收甲醇的方法。
背景技术
国内甲醇装置单套能力发展迅速，短短几年，已从20万吨发展到90万吨，甲醇精馏装置自然也日趋大型化，甲醇精馏工艺也已从早期的两塔工艺发展成三塔工艺、三加一塔工艺，虽然投资比两塔工艺高，但产品品质好，节能效果明显。
现有技术中，甲醇三塔精馏工艺流程具体如下：来自粗甲醇合成装置7的粗甲醇经粗甲醇泵加压后进入预精馏塔1的粗甲醇预热器，经粗甲醇预热器预热至72℃后进入预精馏塔1，轻组分在预精馏塔内上升至塔顶，进入预精馏塔冷凝器11，控制预精馏塔塔顶温度在65～70℃，放空温度在40℃左右，经预精馏塔冷凝器11冷凝下来的液体进入预精馏塔回流槽12，经预精馏塔回流泵13再次打入预精馏塔内作为回流，而预精馏塔底的粗甲醇经预精馏塔再沸器14加热后经加压塔进料泵21送入加压精馏塔2；在加压精馏塔2内，水和甲醇部分被分离，加压精馏塔塔顶的甲醇蒸汽经过常压精馏塔再沸器31冷凝后一部分由加压精馏塔回流泵22升压后回流至加压精馏塔塔顶，其余部分经精甲醇冷却器4冷却，作为成品送去精甲醇贮槽区5；在加压精馏塔塔底取出的甲醇水溶液，进入常压精馏塔3，常压精馏塔塔顶甲醇蒸汽经常压精馏塔冷凝器32冷凝后一部分作为回流液进入常压精馏塔回流槽33，经常压精馏塔回流泵34打入常压精馏塔塔顶，一部分经精甲醇冷却器冷却作为成品送去精甲醇贮槽区5，常压精馏塔塔底的残液经残液冷却器61冷却后进入废水处理系统6或直接外排。
在上述工艺中，由于预精馏塔塔顶的控制温度高于甲醇的沸点，导致预精馏塔塔顶气相中甲醇浓度较高，虽然经过预精馏塔冷凝器11的降温回收，还是有部分甲醇存在预精馏塔塔顶不凝气中，虽然经过排污槽洗涤，不凝气中的甲醇含量仍在20%左右，以产生60万吨甲醇的甲醇精馏装置为例，上述甲醇精馏装置的预精馏塔不凝气的排放量为501.5Nm3/h，产生的不凝气包括：20.01%的CH3OH2，65%的CO2，14.9%的轻馏分。现有技术均采用将以上预精馏塔塔顶不凝气通过火炬管网8焚烧放空，既造成环境污染，又浪费甲醇造成经济损失。
发明内容
本发明旨在提供一种甲醇精馏系统及从该系统的不凝气中回收甲醇的方法，可以实现甲醇精馏系统的不凝气中甲醇的回收。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种甲醇精馏系统，包括预精馏塔、精馏塔、火炬管网和用于将预精馏塔的不凝气排出至火炬管网的不凝气输送管路，甲醇精馏系统还包括：不凝气洗涤装置，不凝气洗涤装置包括洗涤装置进气口、洗涤装置出气口、洗涤装置进液口和洗涤装置出液口，洗涤装置进气口和洗涤装置出气口分别与不凝气输送管路通过管路连接以对来自预精馏塔的至少部分不凝气进行洗涤后输送至火炬管网。
进一步地，不凝气洗涤装置包括甲醇吸收段和甲醇提浓段，其中，甲醇提浓段通过洗涤装置出液口排出的部分液体对从洗涤装置进气口进入的不凝气进行洗涤，甲醇吸收段通过软水对来自甲醇提浓段的不凝气进行洗涤。
进一步地，甲醇精馏系统还包括预精馏塔冷凝器，预精馏塔冷凝器包括冷凝器进气口、冷凝器出气口、冷凝器进液口和冷凝器出液口，预精馏塔通过冷凝器进气口和冷凝器出气口串接于不凝气输送管路，来自预精馏塔的不凝气经过预精馏塔冷凝器冷凝后进入不凝气洗涤装置进行洗涤。
进一步地，甲醇精馏系统包括两个以上串联的预精馏塔冷凝器。
进一步地，甲醇精馏系统还包括预精馏塔回流槽、稀甲醇溶液输送管路和排液泵，预精馏塔回流槽用于回收预精馏塔冷凝器的冷凝液体，稀甲醇溶液输送管路分别与洗涤装置出液口和预精馏塔回流槽通过管路连接，排液泵串接于稀甲醇溶液输送管路，排液泵的入口与洗涤装置出液口通过管路连接。
进一步地，甲醇精馏系统还包括软水供应管路，洗涤装置进液口包括第一洗涤装置进液口和第二洗涤装置进液口，第一洗涤装置进液口与软水供应管路连接，第二洗涤装置进液口与排液泵的出口通过管路连接。
进一步地，甲醇精馏系统还包括串接于不凝气输送管路上的鼓风机，鼓风机的出气口和洗涤装置进气口连通。
进一步地，甲醇精馏系统还包括氮气输送管路，氮气输送管路与洗涤装置进气口具有连通状态。
进一步地，不凝气洗涤装置还包括设置于不凝气洗涤装置下部的液位检测部。
进一步地，不凝气洗涤装置串接于不凝气输送管路；或者，甲醇精馏系统还包括不凝气洗涤装置的旁路系统，旁路系统上设置有控制阀，不凝气洗涤装置与控制阀并联设置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种从甲醇精馏系统的不凝气中回收甲醇的方法，该方法采用前述的甲醇精馏系统的不凝气洗涤装置进行甲醇回收。
应用本发明的技术方案，由于甲醇精馏系统包括不凝气洗涤装置，不凝气洗涤装置包括分别与不凝气输送管路连接以对来自预精馏塔的不凝气进行洗涤的洗涤装置进气口和洗涤装置出气口，可以实现甲醇精馏系统的不凝气中甲醇的回收。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术的甲醇三塔精馏工艺流程示意图；
图2示出了根据本发明实施例的甲醇回收装置的工艺流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图2所示，本实施例的甲醇精馏系统包括预精馏塔、精馏塔、火炬管网10和用于将预精馏塔的至少部分不凝气排出至火炬管网的不凝气输送管路20。
本实施例的甲醇精馏系统还包括不凝气洗涤装置30。通过该装置，可以对来自预精馏塔的不凝气进行洗涤，防止造成环境污染。
如图2所示，本发明的实施例中，不凝气洗涤装置30包括洗涤装置进气口301、洗涤装置出气口302、洗涤装置进液口303和洗涤装置出液口304。洗涤装置进气口301和洗涤装置出气口302分别与不凝气输送管路20连接以对来自预精馏塔的至少部分不凝气进行洗涤后输送至火炬管网10。
本实施例中优选地，不凝气输送管路20包括不凝气控制阀400。通过上述不凝气控制阀400，可便于控制经不凝气洗涤装置30洗涤后输送至火炬管网的不凝气的流量。
甲醇精馏系统还包括预精馏塔冷凝器。预精馏塔冷凝器包括冷凝器进气口、冷凝器出气口、冷凝器进液口和冷凝器出液口。预精馏塔通过冷凝器进气口和冷凝器出气口串接于不凝气输送管路，来自预精馏塔的不凝气经过预精馏塔冷凝器冷凝后进入不凝气洗涤装置进行洗涤。
甲醇精馏系统包括一个或两个以上串联的预精馏塔冷凝器。本实施例中具体地，甲醇精馏系统包括两个串联的预精馏塔冷凝器，以对来自预精馏塔的不凝气轻馏分进行冷凝。当然，在未给出的实施例中，也可以根据实际需要设置更多个预精馏塔冷凝器。
本实施例中，甲醇精馏系统还包括预精馏塔回流槽40、稀甲醇溶液输送管路50和排液泵60。预精馏塔回流槽40用于回收预精馏塔冷凝器的冷凝液体；稀甲醇溶液输送管路50分别与洗涤装置出液口304和预精馏塔回流槽40连接；排液泵60串接于稀甲醇溶液输送管路50，排液泵60的入口与洗涤装置出液口304通过管路连接。
如图2所示，本实施例的甲醇精馏系统还包括软水供应管路70。不凝气洗涤装置30包括甲醇吸收段305和甲醇提浓段306。其中，甲醇提浓段306通过洗涤装置出液口304排出的部分液体对从洗涤装置进气口301进入的不凝气进行洗涤；甲醇吸收段305通过软水供应管路70提供的软水对来自甲醇提浓段的不凝气进行洗涤。
优选地，软水供应管路70设置有软水流量控制阀401。通过上述设置，可根据需要对进入不凝气洗涤装置的软水流量进行控制。
本实施例中优选地，洗涤装置进液口303包括第一洗涤装置进液口303a和第二洗涤装置进液口303b。其中，第一洗涤装置进液口303a与软水供应管路70通过管路连接，第二洗涤装置进液口303b与排液泵60的出口通过管路连接。通过上述设置，可以将经过不凝气洗涤装置洗涤的部分稀甲醇溶液输送至预精馏塔回流槽40作为回流液使用。
本实施例中优选地，甲醇精馏系统还包括第一控制阀402和第二控制阀403。
其中，第一控制阀402位于第二洗涤装置进液口303b和稀甲醇溶液输送管路50之间的管路上。通过该第一控制阀402，可根据需要调节输送至不凝气洗涤装置的稀甲醇溶液的流量，从而为甲醇提浓段306提供所需的液体流量。
第二控制阀403位于排液泵60的出口和预精馏塔回流槽40的入口之间的液体管路。通过上述设置，可根据需要调节和控制输送至预精馏塔回流槽40的稀甲醇溶液的流量大小。
如图2所示，甲醇精馏系统还包括串接于不凝气输送管路上的鼓风机100。其中，鼓风机100的出气口和洗涤装置进气口301连通。由于预精馏塔的塔顶压力为0.02Mpa，无法确保不凝气洗涤装置的压降。通过设置鼓风机100，可以保证经不凝气洗涤装置洗涤后的不凝气顺利排放至火炬管网10。本发明的实施例中，鼓风机100还可以为甲醇回收装置的不凝气洗涤装置提供动力。
本实施例中优选地，甲醇精馏系统还包括设置于鼓风机100的进气口处的气体控制阀405。通过上述设置，可根据实际需要调节通过鼓风机100输送至不凝气洗涤装置的气体流量。
本发明的实施例中，不凝气洗涤装置30串接于不凝气输送管路20；或者，甲醇精馏系统还包括不凝气洗涤装置30的旁路系统，旁路系统上设置有控制阀110，所述不凝气洗涤装置与控制阀110并联设置。
如图2所示，本发明实施例的甲醇精馏系统还包括氮气输送管路90。其中，氮气输送管路90的氮气进气口与洗涤装置进气口301具有连通状态。通过上述设置，可以保证不凝气洗涤装置在关闭状态时不残留可燃气体，从而保证不凝气洗涤装置的安全性能。
本实施例中优选地，氮气输送管路90还包括设置在氮气输送管路90的氮气控制阀。具体地，本实施例中包括均串接于氮气输送管路90的两组氮气控制阀404。通过上述设置，可根据需要调节进入不凝气洗涤装置30的氮气的流量。
本发明实施例的不凝气洗涤装置30还包括设置于不凝气洗涤装置30下部的液位检测部307。通过上述设置，可对不凝气洗涤装置30的液体溶液的液位进行控制。
在本发明的实施例中，甲醇精馏系统还包括用于排出废液的废液输送管路600、稀甲醇溶液排出管路51和稀甲醇溶液排出管路的旁支系统511。
其中，稀甲醇溶液排出管路51设置于洗涤装置出液口304和排液泵60的入口之间。稀甲醇溶液排出管路51上设置有排液控制阀512、排液切断阀514和液位调节阀513。排液切断阀514包括第一排液切断阀514a和第二排液切断阀514b，514a、514b主要作用是当排液切断阀514出现故障时将其切出进行检修。通过设置排液控制阀512，可对从洗涤装置出液口304排出的液体的流量大小进行控制。
当液位调节阀513出现异常时，通过排液切断阀514切断稀甲醇溶液排出管路51，启动稀甲醇溶液排出管路的旁支系统511以排出不凝气洗涤装置30的稀甲醇溶液。
在本发明的又一种实施方式中，本发明还提供了一种从甲醇精馏系统的不凝气中回收甲醇的方法，采用上述的甲醇精馏系统的不凝气洗涤装置进行甲醇回收。该方法包括以下步骤：
将预精馏塔塔顶的不凝气输送至不凝气洗涤装置进行洗涤；
将通过不凝气洗涤装置洗涤后的不凝气排放；
将通过不凝气洗涤装置洗涤后的稀甲醇溶液排出。
其中，在将通过不凝气洗涤装置洗涤后的不凝气排放的步骤之前，从甲醇精馏系统的不凝气中回收甲醇的方法还包括以下步骤：通过鼓风机将通过不凝气洗涤装置洗涤后的不凝气排至火炬管网。
在将通过不凝气洗涤装置洗涤后的稀甲醇溶液排出的步骤中，从甲醇精馏系统的不凝气中回收甲醇的方法还包括将稀甲醇溶液排放至不凝气洗涤装置中。
在将通过不凝气洗涤装置洗涤后的稀甲醇溶液排出的步骤中，从甲醇精馏系统的不凝气中回收甲醇的方法还包括将稀甲醇溶液排放至甲醇精馏系统的预精馏塔回流槽中。
通过前述方法，排放至火炬管网的不凝气中甲醇含量≤0.1%，既不会造成环境污染，也减少了经济损失。
以下将结合具体实施例，进一步说明本发明的有益效果：
本实施例以某甲醇产量为60万吨的甲醇精馏系统为例对本发明进行说明，来自预精馏塔的不凝气和从不凝气洗涤装置排出的不凝气的相关数据具体见表1。
表1
从表1的数据可以看出，经不凝气洗涤装置洗涤后排放至火炬管网的不凝气中，甲醇含量为0.1%，既不会污染环境，也不会造成经济损失。
本发明的实施例实现了下述技术效果：实现了甲醇精馏系统的不凝气中甲醇的高效回收，减少了环境污染。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种甲醇精馏系统，包括预精馏塔、精馏塔、火炬管网(10)和用于将所述预精馏塔的不凝气排出至所述火炬管网(10)的不凝气输送管路(20)，其特征在于，所述甲醇精馏系统还包括：
不凝气洗涤装置(30)，所述不凝气洗涤装置(30)包括洗涤装置进气口(301)、洗涤装置出气口(302)、洗涤装置进液口(303)和洗涤装置出液口(304)，所述洗涤装置进气口(301)和所述洗涤装置出气口(302)分别与所述不凝气输送管路(20)通过管路连接以对来自所述预精馏塔的至少部分不凝气进行洗涤后输送至所述火炬管网(10)；
所述不凝气洗涤装置(30)包括甲醇吸收段(305)和甲醇提浓段(306)，其中，所述甲醇提浓段(306)通过所述洗涤装置出液口(304)排出的部分液体对从所述洗涤装置进气口(301)进入的不凝气进行洗涤，所述甲醇吸收段(305)通过软水对来自所述甲醇提浓段(306)的不凝气进行洗涤；
所述甲醇精馏系统还包括预精馏塔回流槽(40)、稀甲醇溶液输送管路(50)和排液泵(60)，所述预精馏塔回流槽(40)用于回收所述预精馏塔冷凝器的冷凝液体，所述稀甲醇溶液输送管路(50)分别与所述洗涤装置出液口(304)和所述预精馏塔回流槽(40)通过管路连接，所述排液泵(60)串接于所述稀甲醇溶液输送管路(50)，所述排液泵(60)的入口与所述洗涤装置出液口(304)通过管路连接；
所述甲醇精馏系统还包括软水供应管路(70)，所述洗涤装置进液口(303)包括第一洗涤装置进液口(303a)和第二洗涤装置进液口(303b)，所述第一洗涤装置进液口(303a)与所述软水供应管路(70)连接，所述第二洗涤装置进液口(303b)与所述排液泵(60)的出口通过管路连接且所述第二洗涤装置进液口(303b)位于所述甲醇吸收段(305)和所述甲醇提浓段(306)之间。
2.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述甲醇精馏系统还包括预精馏塔冷凝器，所述预精馏塔冷凝器包括冷凝器进气口、冷凝器出气口、冷凝器进液口和冷凝器出液口，所述预精馏塔通过所述冷凝器进气口和所述冷凝器出气口串接于所述不凝气输送管路(20)，来自所述预精馏塔的不凝气经过所述预精馏塔冷凝器冷凝后进入所述不凝气洗涤装置(30)进行洗涤。
3.根据权利要求2所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述甲醇精馏系统包括两个以上串联的所述预精馏塔冷凝器。
4.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述甲醇精馏系统还包括串接于所述不凝气输送管路(20)上的鼓风机(100)，所述鼓风机(100)的出气口和所述洗涤装置进气口(301)连通。
5.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述甲醇精馏系统还包括氮气输送管路(90)，所述氮气输送管路(90)与所述洗涤装置进气口(301)具有连通状态。
6.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述不凝气洗涤装置(30)还包括设置于所述不凝气洗涤装置(30)下部的液位检测部(307)。
7.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，
所述不凝气洗涤装置(30)串接于所述不凝气输送管路(20)；或者，
所述甲醇精馏系统还包括所述不凝气洗涤装置(30)的旁路系统，所述旁路系统上设置有控制阀(110)，所述不凝气洗涤装置(30)与所述控制阀(110)并联设置。
8.一种从甲醇精馏系统的不凝气中回收甲醇的方法，其特征在于，所述方法采用根据权利要求1至7中任一项所述的甲醇精馏系统的不凝气洗涤装置(30)进行甲醇回收。
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