CN105031960A - 一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于余热利用技术领域，公开了一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置及工艺，该装置包括高压釜、高压釜加热装置、塔釜、精馏塔、储存罐、高压排放阀、减压阀、第一换热器、三通阀、第二换热器和油管回路；油管回路在高压釜与塔釜之间循环；高压釜通过管道依次连接高压排放阀、减压阀、第一换热器、三通阀、精馏塔、第二换热器和储存罐；三通阀第三端口连通塔釜；塔釜与精馏塔之间通过管道连通形成回路。本发明精馏回收的醇纯度高；有效利用了醇超临界法生产气凝胶的余热，节能降耗，降低成本；解决了醇超临界法生产气凝胶工艺中溶剂醇不能循环使用的问题，减少了工业“三废”以及溶剂醇的消耗，是一种循环经济的绿色工艺。

Description

一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置及工艺
技术领域
本发明属于余热利用技术领域，具体涉及一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置及工艺。
背景技术
余热利用符合国家产业政策，有利于节能减排，保护环境，提高经济效益，实现可持续发展。目前，在醇超临界法生产气凝胶的过程中，超临界状态下的溶剂醇被直接冷凝回收，高压反应釜被反复地升温降温，大量的热量被白白浪费。如果将这些热量有效利用，可以创造很好的经济效益和社会效益。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置及工艺，通过该工艺可有效利用醇超临界法生产气凝胶过程中超临界状态下的溶剂醇所含的大量热能和高温的高压釜降温所释放掉的热量，从而保护了环境，节约了能源，提高了经济效益。
本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：
一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置，包括高压釜、高压釜加热装置、塔釜、精馏塔、储存罐、高压排放阀、减压阀、第一换热器、三通阀、第二换热器和油管回路；所述油管回路在高压釜与塔釜之间循环；所述高压釜通过管道依次连接高压排放阀、减压阀、第一换热器、三通阀、精馏塔、第二换热器和储存罐；所述三通阀第三端口连通塔釜；所述塔釜与精馏塔之间通过管道连通形成回路。
优选地，所述油管回路包括通过油管依次首尾连通的第四热油阀、第三换热器、热油泵和第三热油阀，所述第四热油阀与第三热油阀之间的油管螺旋盘绕在高压釜侧壁，所述第三热油阀与热油泵之间的油管螺旋盘绕在塔釜侧壁。
优选地，所述高压釜加热装置包括螺旋盘绕于高压釜侧壁的热油管、分别设置在热油管进出口的第二热油阀与第一热油阀。
本发明的另一目的在于公开基于上述装置的一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用工艺，包括以下步骤：
(1)将高压釜内达到超临界状态的溶剂醇，经减压阀和第一换热器，以不超过600Kpa的压力、65～85℃的温度直接排入精馏塔，进行精馏提纯，冷凝回收溶剂醇；
(2)当塔釜内液体体积达到塔釜容积的1/3时，切换三通阀，步骤1)中减压和换热后的醇气体通入塔釜，使得塔釜内液体吸热汽化，以65～85℃的温度进入精馏塔，进行精馏提纯，冷凝回收溶剂醇，直至高压釜内溶剂醇排放干净；
(3)关闭高压釜加热装置和高压排放阀，开启油管回路在高压釜和塔釜之间循环，利用高压釜的余热为塔釜加热，使塔釜内液体汽化进入精馏塔，直至精馏完毕。
优选地，所述超临界状态溶剂醇的温度为240～300℃，压力为8.0～10.0Mpa。
优选地，所述步骤(3)中塔釜温度为105～135℃。
优选地，所述步骤(1)和(2)中高压釜的温度为240～300℃。
优选地，所述步骤(1)中经过减压阀后溶剂醇的压力为600Kpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明有效地利用了醇超临界法生产气凝胶的过程中的余热，节能降耗，降低成本，提高了经济效益。
(2)本发明精馏后回收的甲醇，纯度可达99％以上。
(3)本发明解决了醇超临界法生产气凝胶工艺中溶剂醇不能循环使用的问题，减少了工业“三废”以及溶剂醇的消耗，是一种循环经济的绿色工艺。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明，下面结合图1和实施例来做详细说明，但本发明并不局限于实施例。
实施例1
如图1所示，一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置，包括高压釜1、高压釜加热装置、塔釜2、精馏塔3、储存罐4、高压排放阀5、减压阀6、第一换热器7、三通阀8、第二换热器9和油管回路。油管回路在高压釜1与塔釜2之间循环，利用高压釜1的余热为塔釜2加热，使塔釜2内液体汽化进入精馏塔3。高压釜1通过管道依次连接高压排放阀5、减压阀6、第一换热器7、三通阀8、精馏塔3、第二换热器9和储存罐4。三通阀8的第三端口连通塔釜2。塔釜2与精馏塔3之间通过管道连通形成回路。
精馏塔3中的气态馏分通过第二换热器9冷凝后，回收至储存罐4。而精馏塔3中的液体则回流至塔釜2，通过后续塔釜2加热重新汽化进入精馏塔3。
油管回路包括通过油管依次首尾连通的第四热油阀10、第三换热器11、热油泵12和第三热油阀13。第四热油阀10与第三热油阀13之间的油管螺旋盘绕在高压釜1侧壁，第三热油阀13与热油泵12之间的油管螺旋盘绕在塔釜2侧壁。
高压釜加热装置包括螺旋盘绕于高压釜1侧壁的热油管14、分别设置在热油管14进出口的第二热油阀15与第一热油阀16。
精馏塔3还设有废水排出管17和废水排放阀18。
实施例2
一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用工艺，利用实施例1所述装置，包括以下步骤：
(1)将高压釜内达到超临界状态的溶剂醇，经减压阀和第一换热器，以不超过600Kpa的压力、65～85℃的温度直接排入精馏塔，进行精馏提纯，冷凝回收溶剂醇；
(2)当塔釜内液体体积达到塔釜容积的1/3时，切换三通阀，步骤1)中减压和换热后的醇气体通入塔釜，使得塔釜内液体吸热汽化，以65～85℃的温度进入精馏塔，进行精馏提纯，冷凝回收溶剂醇，直至高压釜内溶剂醇排放干净；
(3)关闭高压釜加热装置和高压排放阀，开启油管回路在高压釜和塔釜之间循环，利用高压釜的余热为塔釜加热，使塔釜内液体汽化进入精馏塔，直至精馏完毕。
步骤1)中超临界状态溶剂醇的温度为240～300℃，压力为8.0～10.0Mpa。
步骤(1)中经过减压阀后溶剂醇的压力为600Kpa。
步骤(1)和(2)中高压釜的温度为240～300℃。
步骤(3)中塔釜温度为105～135℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明有效地利用了醇超临界法生产气凝胶的过程中的余热，节能降耗，降低成本，提高了经济效益。
(2)本发明精馏后回收的甲醇，纯度可达99％以上。
(3)本发明解决了醇超临界法生产气凝胶工艺中溶剂醇不能循环使用的问题，减少了工业“三废”以及溶剂醇的消耗，是一种循环经济的绿色工艺。
实施例3
基于实施例1所述装置，对于现有醇超临界法生产气凝胶后所留下的溶剂醇进行余热利用，具体如下：
(1)高压釜内溶剂醇的温度达到256℃，压力达到9.0Mpa的超临界状态时，维持温度不变。
(2)设定减压阀6出口压力为400Kpa，控制三通阀8导通第一换热器7与精馏塔3，缓慢开启高压排放阀5，通过第一换热器7调节温度，以72℃进入精馏塔3开始精馏，精醇经第二换热器9冷凝后回收至储存罐4。
(3)2小时后，塔釜2内的液位升至塔釜2容积的1/3时，控制三通阀8导通第一换热器7与塔釜2，将醇气体通入塔釜2，利用醇气体的热量把回流到塔釜2内的醇液加热，以80℃的温度进入精馏塔3进行精馏，直至高压釜1内的溶剂挥发干净，精醇经第二换热器9冷凝后回收至储存罐4。
(4)高压釜1内的溶剂挥发干净，高压釜1内压力为0后，关掉第一热油阀16、第二热油阀15停止给高压釜1加热，再关闭高压排放阀5，然后打开第三热油阀13、第四热油阀10，启动热油泵12，使热油在油管回路内循环，利用高压釜1的余热为塔釜2加热，使塔釜2内液体汽化进入精馏塔3。高压釜1慢慢降温，塔釜2开始升温,通过第三换热器11调控塔釜2内的温度为120℃直至将塔釜2内的物料精馏完毕，精醇回收至储存罐4,极少量废水经废水排出管17与废水排放阀18放出，收集起来交有资质的环保机构处理。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置，其特征在于，包括高压釜、高压釜加热装置、塔釜、精馏塔、储存罐、高压排放阀、减压阀、第一换热器、三通阀、第二换热器和油管回路；所述油管回路在高压釜与塔釜之间循环；所述高压釜通过管道依次连接高压排放阀、减压阀、第一换热器、三通阀、精馏塔、第二换热器和储存罐；所述三通阀第三端口连通塔釜；所述塔釜与精馏塔之间通过管道连通形成回路。
2.根据权利要求1所述的一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置，其特征在于，所述油管回路包括通过油管依次首尾连通的第四热油阀、第三换热器、热油泵和第三热油阀，所述第四热油阀与第三热油阀之间的油管螺旋盘绕在高压釜侧壁，所述第三热油阀与热油泵之间的油管螺旋盘绕在塔釜侧壁。
3.根据权利要求1所述的一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用装置，其特征在于，所述高压釜加热装置包括螺旋盘绕于高压釜侧壁的热油管、分别设置在热油管进出口的第二热油阀与第一热油阀。
4.基于权利要求1～3任一项所述装置的一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将高压釜内达到超临界状态的溶剂醇，经减压阀和第一换热器，以不超过600Kpa的压力、65～85℃的温度直接排入精馏塔，进行精馏提纯，冷凝回收溶剂醇；
(2)当塔釜内液体体积达到塔釜容积的1/3时，切换三通阀，步骤1)中减压和换热后的醇气体通入塔釜，使得塔釜内液体吸热汽化，以65～85℃的温度进入精馏塔，进行精馏提纯，冷凝回收溶剂醇，直至高压釜内溶剂醇排放干净；
(3)关闭高压釜加热装置和高压排放阀，开启油管回路在高压釜和塔釜之间循环，利用高压釜的余热为塔釜加热，使塔釜内液体汽化进入精馏塔，直至精馏完毕。
5.根据权利要求4所述的一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用工艺，其特征在于，所述超临界状态溶剂醇的温度为240～300℃，压力为8.0～10.0Mpa。
6.根据权利要求4所述的一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用工艺，其特征在于，所述步骤(3)塔釜温度控制为105～135℃。
7.根据权利要求4所述的一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用工艺，其特征在于，所述步骤(1)和(2)中高压釜的温度为240～300℃。
8.根据权利要求4所述的一种醇超临界法生产气凝胶的余热利用工艺，其特征在于，所述步骤(1)中经过减压阀后溶剂醇的压力为600Kpa。
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