CN104496821A - 碳酸二甲酯生产中气化co2和回收放空物料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法，用泵将储水罐内的水首先打入二氧化碳气化器管程，再进入放空冷凝器，然后回到储水罐，形成一个闭路循环。水在经过二氧化碳气化器时，与液体二氧化碳进行热交换，自身温度降低，而二氧化碳吸热气化，CO2由液态变为气态满足生产需要。低温水进入放空冷凝器与碳酸二甲酯生产放空气进行热交换，将放空冷凝器中的碳酸二甲酯生产放空气相物料冷凝成液体，而水本身被加热温度升高后回储水罐循环利用。对设备材质性能要求较低，在放空冷凝器中气相物料被冷凝成液体，回收物料，降低了环境的污染，节约了能源，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法
技术领域：
本发明涉及利用酯交换法生产碳酸二甲酯(DMC)技术领域，具体涉及一种碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法。
背景技术：
目前在国内外利用酯交换法生产碳酸二甲酯(DMC)的过程中，均使用CO2作为原料。在生产DMC的过程中需要处理Cat(催化剂)一个工序，所用的CO2为气相，为了满足处理Cat的要求，必须将采购的液相CO2先转化为气相CO2。
传统工艺是将通过有机热载体炉加热的导热油通入到CO2气化器加热管程内，液态CO2按一定流量进入气化器中被加热成气态CO2，CO2气化吸收导热油的热量而致导热油温度降低，而降温后的导热油再去有机热载体炉加热，进行循环与CO2液体进行热交换，达到生产的正常进行。此工艺不足之处在于导热油需要油炉不断的给他提供热量，然后再与液体CO2进行热交换，需要消耗煤炭来提供热源，造成能耗高和生产成本高；由于生产过程中导热油的温度一般在250℃，而液体CO2的温度在-17℃左右，换热温差大，所以要求换热器的材质性能好，投资费用高，另外导热油高温易燃，安全隐患大，油炉还会造成环境污染。
碳酸二甲酯生产放空物料(60-80℃)的回收工序。传统工艺用冷凝器进行冷凝回收，所用的冷却介质为循环水，循环水一般温度在28℃-35℃，冷却效果差，回收量少。一是造成浪费，使得生产成本高，二是由于大量的物料(主要是甲醇及碳酸二甲酯)排空，造成环境污染，还带来了很大的安全隐患。数十年来，所属技术领域的有关专家做了很多摸索和探讨，但始终未获得突破。
发明内容：
本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种仅依靠自然吸热放热，便可使系统的冷能量和热能量得到充分利用，从而有利于降低生产成本、安全、节能环保的碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：
碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法，该方法包括：
a.储水罐内的循环水经循环水泵先进CO2气化器进行热交换，循环水自身得到降温，然后进入放空冷凝器进行热交换，循环水自身得到加热，最后返回储水罐，形成闭路循环；
b.低温储罐内的液态CO2进CO2气化器进行热交换，液态CO2被循环水加热气化，气化后的CO2通送碳化工序；
c.碳酸二甲酯生产放空气相物料进放空冷凝器被冷凝成液体，然后送碳酸二甲酯物料收集工序。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：
所述的CO2气化器循环水出水温度为0～5℃；所述的放空冷凝器循环水出水温度为25～30℃；所述的CO2气化器CO2气体出口温度为-5～-2℃；所述的放空冷凝器中冷凝液体温度为25～35℃。
进一步讲：
——在碳酸二甲酯生产处理催化剂工序去掉导热油炉系统，加一个储水罐和一台循环水泵。在储水罐加满水，用泵将储水罐内的水(水温为28～35℃)打入CO2气化器管程，再进入放空冷凝器，然后回到储水罐，形成一个闭路循环。
——水经过CO2气化器时，与液体CO2(-17～-15℃)进行热交换，自身温度降低(水温为0～5℃)，而CO2吸热气化(温度为-5～-2℃)，CO2由液态变为气态满足生产需要。
——低温水(水温为0～5℃)进入放空冷凝器与碳酸二甲酯生产放空气(温度为50～60℃)进行热交换，将放空冷凝器中的气相物料冷凝成液体(温度为25～35℃)回收，其他微量不凝气排空，而水本身被加热温度(25～30℃)升高后回储水罐循环利用，这样以水为传热介质形成一个闭路循环。
——以水为传热介质形成一个闭路循环，仅依靠自然吸热放热，便可使系统的冷能量和热能量得到充分利用。
与现有技术相比，本发明具有以下明显有益效果：
申请人为了有效的解决现有技术的不足，经过数十年的摸索和试验，综合两个工序的工艺特点，进行技术工艺创新改造，利用循环水使CO2气化，循环水自身降温，降温后的循环水再去冷凝回收碳酸二甲酯生产放空物料。由于使用水代替导热油给液体CO2加热，节省了煤耗(吨产品节约标煤7.5Kg)，降低了生产成本；不使用高温(250℃)的导热油降低了安全风险；由于水温在30℃左右，与CO2液体温差(45℃左右)不大，对设备材质性能要求较低，从而降低了投资费用；在碳酸二甲酯生产放空气回收工序，由于使用了低温水替代了循环水，使得换热温差增大，换热量增加，换热效率提高，回收物料增多，同时由于放空物料的减少，减轻了环境的污染，也降低了安全风险。仅通过这一工艺改进，巧妙结合，依靠自然吸热放热，便可使系统的冷能量和热能量得到充分利用，从而降低了生产成本、安全、节能环保，具有极好的经济效益和社会效益。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程示意图。
1—储水罐，2—循环水泵，3—CO2气化器，4—液态CO2低温储罐，5—放空冷凝器，6、7、8、9、10、11、12、13、14—管道。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制。
将储水罐1中的循环水通过循环水泵2和管道6打入CO2气化器3管程中使CO2气化、自身降温，然后通过管道7进入放空冷凝器5管程用于冷凝碳酸二甲酯生产放空气，通过管道8进入储水罐1中形成闭路循环。液体CO2通过管道9进入液态CO2低温储罐4中，通过管道10进入CO2气化器3壳程中进行气化，气化后CO2通过管道11进入碳化工序。碳酸二甲酯生产放空气通过管道12进入放空冷凝器5的壳程中，冷凝后的物料通过管道13收集。
例1
以年产4万吨碳酸二甲酯生产装置为例：一个储水罐(10m3)和一台循环水泵(流量Q＝30m3/h；扬程H＝40m)，循环水(水温为28℃)在经过CO2气化器3时，与液体CO2(-17℃)进行热交换，自身温度降低(水温为0℃)，经循环水泵打入放空冷凝器5与碳酸二甲酯放空气(温度为50℃)进行热交换，将放空冷凝器中的气相物料冷凝成液体(温度为35℃)回收，而水本身被加热(30℃)后回储水罐1，这样以水为传热介质形成一个闭路循环。液体CO2与循环水热交换后，由液态变为气态(温度为-2℃)，压力在1.0MPa以内、流量为260m3/h，满足生产需要。
例2
以年产4万吨碳酸二甲酯生产装置为例：一个储水罐(15m3)和一台循环水泵(例如：流量Q＝20m3/h；扬程H＝60m)，循环水(水温为35℃)在经过CO2气化器3时，与液体CO2(-15℃)进行热交换，自身温度降低(水温为5℃)，经循环水泵打入放空冷凝器5与碳酸二甲酯放空气(温度为60℃)进行热交换，将放空冷凝器中的气相物料冷凝成液体(温度为25℃)回收，而水本身被加热(25℃)后回储水罐1，这样以水为传热介质形成一个闭路循环。液体CO2与循环水热交换后，由液态变为气态(温度为-5℃)，压力在1.0MPa以内、流量为260m3/h，满足生产需要。
本发明以例1、例2为例进行测试，每天可节省标煤0.96吨。将碳酸二甲酯生产放空气中气相物料冷凝成液体(流量为0.0976m3/h；温度为30℃)进行回收，本发明增加了放空物料与循环水间的换热温差，从而提高了冷凝器的冷凝效果，由原工艺每天回收0.6吨物料，提高到每天回收2吨物料，回收率增加233％。以年产4万吨碳酸二甲酯生产装置计，年新增经济效益约为240万元。

Claims (5)

1.碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法，其特征在于该方法包括：
a.储水罐内的循环水经循环水泵先进CO2气化器进行热交换，循环水自身得到降温，然后进入放空冷凝器进行热交换，循环水自身得到加热，最后返回储水罐，形成闭路循环；
b.低温储罐内的液态CO2进CO2气化器进行热交换，液态CO2被循环水加热气化，气化后的CO2通送碳化工序；
c.碳酸二甲酯生产放空气相物料进放空冷凝器被冷凝成液体，然后送碳酸二甲酯物料收集工序。
2.根据权利要求1所述的碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法，其特征在于所述的CO2气化器循环水出水温度为0～5℃。
3.根据权利要求1所述的碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法，其特征在于所述的放空冷凝器循环水出水温度为25～30℃。
4.根据权利要求1所述的碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法，其特征在于所述的CO2气化器CO2气体出口温度为-5～-2℃。
5.根据权利要求1所述的碳酸二甲酯生产中气化CO2和回收放空物料的方法，其特征在于所述的放空冷凝器中冷凝液体温度为25～35℃。
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