CN106045824B - 一种带余热发电的二甲醚生产系统及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带余热发电的二甲醚生产系统及生产工艺，该系统包括甲醇综合预热器，甲醇综合预热器顶部与甲醇汽化塔上部连接，甲醇汽化塔顶部与换热器下部连接，换热器上部与反应器顶部连接，反应器底部与换热器底部连接，换热器顶部与甲醇综合预热器的上部连接，甲醇综合预热器的上部与二甲醚精馏塔的下部连接，二甲醚精馏塔的底部与甲醇回收塔的上部连接，甲醇回收塔与甲醇综合预热器的连接，甲醇回收塔的底部与甲醇综合预热器连接，甲醇回收塔下部设有甲醇回收塔再沸器；反应器上部与蒸汽气包连接，蒸汽气包与背压发动机连接，背压发动机与甲醇回收塔再沸器连接，采用该系统的生产工艺可实现能量梯级利用带余热发电，能耗低。
Description
技术领域
本发明属于化工产品生产技术领域，具体涉及一种带余热发电的二甲醚生产系统及生产工艺。
背景技术
二甲醚又称甲醚，是重要的化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，被广泛应用在工业、农业、医疗、日常生活等领域，二甲醚未来还用于代替汽车燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔，由于石油资源短缺，煤炭资源丰富及人们环保意识的增强，二甲醚由甲醇脱水而得，作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视，成为近年来国内外竞相开发和生产的产品，是国内、外优先发展的产业。目前生产二甲醚所采用的方法，大部分为二步法，中国乃至世界都采用高温催化剂反应，反应转化率低，只有80-85%，并且在能量利用方面效率低，只有50%，所以生产二甲醚主要靠外供热能来制造，并且能耗大，成本高，难以有效推广应用，二甲醚生产也远远满足不了现代化工业生产上的需要。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种带余热发电的二甲醚生产系统及生产工艺，可有效解决二甲醚生产单程转化率低，能耗大、成本高的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种带余热发电的二甲醚生产系统，包括甲醇综合预热器，所述甲醇综合预热器顶部与甲醇汽化塔上部连接，甲醇汽化塔顶部与换热器下部连接，换热器上部与反应器顶部连接，反应器底部与换热器底部连接，换热器顶部通过管道Ⅰ与甲醇综合预热器的上部连接，甲醇综合预热器的上部通过管道Ⅱ与二甲醚精馏塔的下部连接，二甲醚精馏塔的顶部经由二甲醚精馏塔水冷器与二甲醚存储槽连接，二甲醚精馏塔的底部与甲醇回收塔的上部连接，甲醇回收塔的顶部经由甲醇回收塔水冷器与甲醇综合预热器的甲醇进料管线连接，甲醇回收塔的底部与甲醇综合预热器连接，所述甲醇回收塔的下部设有甲醇回收塔再沸器；所述反应器上部与蒸汽气包连接，蒸汽气包与背压发动机连接，背压发动机与甲醇回收塔再沸器连接。
所述甲醇气化塔下部设有蒸汽再沸器和余热再沸器，蒸汽再沸器与甲醇气化塔连通，余热再沸器和甲醇气化塔连通。
所述余热再沸器的其中一个进料口与换热器底部连接，余热再沸器的其中一个出料口与管道Ⅰ连通。
所述甲醇回收塔蒸汽再沸器与甲醇回收塔相连通，且甲醇回收塔蒸汽再沸器与管道Ⅱ相连通。
所述的带余热发电的二甲醚生产系统的生产工艺，步骤如下：
（1）甲醇进入甲醇综合预热器（1）预热到80~100℃进甲醇汽化塔（2）；
（2）在甲醇汽化塔（2）内，由蒸汽和反应热将甲醇加热至165℃进行汽化后，在130℃~135℃的条件下（请核实温度为什么降低）进入换热器3，升温至205~215℃进入反应器（4）；
（3）甲醇在反应器（4）中，在220~300℃、0.3~1.3MPa及改性氧化铝作催化剂的条件下，甲醇脱水生成粗二甲醚混合物，粗二甲醚混合物出反应后（4）后进入换热器（3），同时将20℃软水经由软水管道送入反应器（4），经过反应器（4）放出的能量进行加热，产生3.8~4.2MPa的蒸汽送入蒸汽汽包（13），蒸汽出蒸汽汽包（13）再进入背压发电机（7），蒸汽背压到1.25~1.35MPa，再送入甲醇回收塔再沸器（10）；
（4）粗二甲醚混合物在换热器（3）中降温后进入甲醇综合预热器（1），再降温到120~130℃，送入二甲醚精馏塔（6），精馏后经由水冷器（12），送入二甲醚存储槽（14），经精馏塔（6）精馏后的残液回到甲醇回收塔（5），回收剩余的少量甲醇，循环使用。
所述步骤（4）中经过精馏分离的残液回到甲醇回收塔（5），经过甲醇回收塔水冷器（11）返回甲醇综合预热器（1）循环使用，甲醇回收塔（5）底部残液水送入甲醇综合预热器（1）回收热量降温到30℃，排到污水处理车间。
本发明的有益效果：本发明带有余热发电组成的甲醇脱水生产二甲醚系统，粗二甲醚混合物不经过冷凝，直接进入二甲醚精馏塔，利用反应热进行二甲醚精馏，而且反应后混合物用来加热蒸发塔内甲醇用反应热代替外供热量，甲醇转化率高，产品质量高，能量实现梯级利用带余热发电功能，能量利用率高（能耗低），实现节能，降低生产成本的目的，充分利用资源，利用能量，达到能量综合利用，具有先进、安全、高效、节能、投资少、成本低、质量好、无环境污染（环保）的显著特点，经多次多批（10次）不同量的（100-500kg）测试和与其它方法生产二甲醚相比，本发明可降低生产成本40%以上，能量利用率达到80%以上，甲醇单程转化率提高10%以上，并且没有环境污染，是二甲醚生产上的一大创造，其经济和社会效益巨大，推广应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明带余热发电的二甲醚生产系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
如图1所示，一种带余热发电的二甲醚生产系统，包括甲醇综合预热器1，所述甲醇综合预热器1顶部与甲醇汽化塔2上部连接，甲醇气化塔2下部设有蒸汽再沸器8和余热再沸器9，蒸汽再沸器8与甲醇气化塔2连通，余热再沸器9和甲醇气化塔2连通；
甲醇汽化塔2顶部与换热器3下部连接，换热器3上部与反应器4顶部连接，反应器4底部与换热器3底部连接，换热器3顶部通过管道Ⅰ06与甲醇综合预热器1的上部连接，甲醇综合预热器1的上部通过管道Ⅱ07与二甲醚精馏塔6的下部连接，二甲醚精馏塔6的顶部经由二甲醚精馏塔水冷器12与二甲醚存储槽14连接；所述余热再沸器9的其中一个进料口与换热器3底部连接，余热再沸器9的其中一个出料口与管道Ⅰ06连通；
二甲醚精馏塔6的底部与甲醇回收塔5的上部连接，甲醇回收塔5的顶部经由甲醇回收塔水冷器11与甲醇综合预热器1的甲醇进料管线01连接，甲醇回收塔5的底部与甲醇综合预热器1连接，所述甲醇回收塔5的下部设有甲醇回收塔再沸器10；甲醇回收塔蒸汽再沸器10与甲醇回收塔5相连通，且甲醇回收塔蒸汽再沸器10与管道Ⅱ07相连通；所述反应器4上部与蒸汽气包13连接，蒸汽气包13与背压发动机7连接，背压发动机7与甲醇回收塔再沸器10连接。
本实施例的带余热发电的二甲醚生产系统的生产工艺，步骤如下：
（1）甲醇进入甲醇综合预热器1预热到80~100℃（经由管道02）进甲醇汽化塔2；
（2）在甲醇汽化塔2内，由蒸汽和反应热将甲醇加热至165℃进行汽化后，在130℃~135℃的条件下（请核实温度为什么降低）（经由管道03）进入换热器3，升温至205~215℃（由管道04）进入反应器4；
（3）甲醇在反应器4中，在220~300℃、0.3~1.3MPa及改性氧化铝作催化剂的条件下，甲醇脱水生成粗二甲醚混合物，粗二甲醚混合物出反应后4后（经由管道05）进入换热器3，同时将20℃软水经由软水管道012送入反应器4，经过反应器4放出的能量进行加热，产生3.8~4.2MPa的蒸汽送入蒸汽汽包13，蒸汽出蒸汽汽包13（经由管道013）再进入背压发电机7，蒸汽背压到1.25~1.35MPa（经由管道014）再送入甲醇回收塔再沸器10；
（4）粗二甲醚混合物在换热器3中降温后（经由管道Ⅰ06）进入甲醇综合预热器1，再降温到120~130℃（经由管道Ⅱ07）送入二甲醚精馏塔6，精馏后（经由管道08）进入水冷器12（经由管道09）送入二甲醚存储槽14，经精馏塔6精馏后的残液（经由管道010）回到甲醇回收塔5，经过甲醇回收塔水冷器11（经由管道011）返回甲醇综合预热器1循环使用，甲醇回收塔5底部残液（经由管道016）送入甲醇综合预热器1回收热量降温到30℃（经由管道017）排到污水处理车间。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种带余热发电的二甲醚生产系统，包括甲醇综合预热器（1），其特征在于：所述甲醇综合预热器（1）顶部与甲醇汽化塔（2）上部连接，甲醇汽化塔（2）顶部与换热器（3）下部连接，换热器（3）上部与反应器（4）顶部连接，反应器（4）底部与换热器（3）底部连接，换热器（3）顶部通过管道Ⅰ（06）与甲醇综合预热器（1）的上部连接，甲醇综合预热器（1）的上部通过管道Ⅱ（07）与二甲醚精馏塔（6）的下部连接，二甲醚精馏塔（6）的顶部经由二甲醚精馏塔水冷器（12）与二甲醚存储槽（14）连接，二甲醚精馏塔（6）的底部与甲醇回收塔（5）的上部连接，甲醇回收塔（5）的顶部经由甲醇回收塔水冷器（11）与甲醇综合预热器（1）的甲醇进料管线（01）连接，甲醇回收塔（5）的底部与甲醇综合预热器（1）连接，所述甲醇回收塔（5）的下部设有甲醇回收塔再沸器（10）；所述反应器（4）上部与蒸汽气包（13）连接，蒸汽气包（13）与背压发动机（7）连接，背压发动机（7）与甲醇回收塔再沸器（10）连接；
所述甲醇气化塔（2）下部设有蒸汽再沸器（8）和余热再沸器（9），蒸汽再沸器（8）与甲醇气化塔（2）连通，余热再沸器（9）和甲醇气化塔（2）连通；
所述余热再沸器（9）的其中一个进料口与换热器（3）底部连接，余热再沸器（9）的其中一个出料口与管道Ⅰ（06）连通；
所述甲醇回收塔蒸汽再沸器（10）与甲醇回收塔（5）相连通，且甲醇回收塔蒸汽再沸器（10）与管道Ⅱ（07）相连通。
2.利用权利要求1所述的带余热发电的二甲醚生产系统的生产工艺，其特征在于步骤如下：
（1）甲醇进入甲醇综合预热器（1）预热到80~100℃进甲醇汽化塔（2）；
（2）在甲醇汽化塔（2）内，由蒸汽和反应热将甲醇加热至165℃进行汽化后，在130℃~135℃的条件下进入换热器3，升温至205~215℃进入反应器（4）；
（3）甲醇在反应器（4）中，在220~300℃、0.3~1.3MPa及改性氧化铝作催化剂的条件下，甲醇脱水生成粗二甲醚混合物，粗二甲醚混合物出反应后（4）后进入换热器（3），同时将20℃软水经由软水管道送入反应器（4），经过反应器（4）放出的能量进行加热，产生3.8~4.2MPa的蒸汽送入蒸汽汽包（13），蒸汽出蒸汽汽包（13）再进入背压发电机（7），蒸汽背压到1.25~1.35MPa，再送入甲醇回收塔再沸器（10）；
（4）粗二甲醚混合物在换热器（3）中降温后进入甲醇综合预热器（1），再降温到120~130℃，送入二甲醚精馏塔（6），精馏后经由水冷器（12），送入二甲醚存储槽（14），经精馏塔（6）精馏后的残液回到甲醇回收塔（5），回收剩余的少量甲醇，循环使用。
3.根据权利要求2所述的带余热发电的二甲醚生产系统的生产工艺，其特征在于：所述步骤（4）中经过精馏分离的残液回到甲醇回收塔（5），经过甲醇回收塔水冷器（11）返回甲醇综合预热器（1）循环使用，甲醇回收塔（5）底部残液水送入甲醇综合预热器（1）回收热量降温到30℃，排到污水处理车间。
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