CN107162874A - 一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏工艺及系统，工艺步骤为：粗甲醇经预精馏塔、驰放气洗涤塔、加压精馏塔、常压精馏塔、回收塔、杂醇油精馏塔等处理后可获得精甲醇和杂醇油，其中经过驰放气洗涤塔后获得一部分杂醇油，经过杂醇油精馏塔处理后获得另一部分杂醇油，将两部分获得的杂醇油混合，作为杂醇油可直接出售，可作为醇基燃料或汽油调和组分使用。本发明以粗甲醇为原料，进行系统化地精馏工艺过程，具有节能、高效的特点；本发明可最大限度的提高煤制甲醇装置的附加值，具有显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏工艺及系统，属于煤制甲醇的技术领域。
背景技术
在煤制甲醇工艺中，一般采用粗甲醇的精馏工艺得到精甲醇。传统的粗甲醇精馏工艺一般采用三塔或四塔流程，除得到精甲醇外，还得到含水量非常高的精馏副产物，同时该副产物含有一定量的甲醇。含水量很高的精馏副产物品质差，无法直接应用，如果直接排放就会造成环境污染，排到污水处理工序又会加大污水处理成本，而且有机物含量高处理起来也是困难重重。
发明内容
本发明提供了一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏工艺及系统，本发明采用精馏工艺，从粗甲醇中提取精甲醇及高品质的杂醇油副产品，使精馏副产物得到资源化利用，减少环境污染，精馏废水去气化磨煤制取水煤浆。本发明显著提高了煤制甲醇装置的经济效益和社会效益，解决了传统精馏工艺得到的含水量较高的精馏副产物无法资源化利用的难题。本发明的技术方案如下：
一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏工艺，具体步骤如下：
（1）粗甲醇经换热器A换热后进入预精馏塔，预精馏塔的塔顶组分经换热器B换热后，气相部分进入驰放气洗涤塔，气相部分含有大量的甲醇，进入驰放气洗涤塔回收气相部分中的甲醇，液相部分进入回流槽A，在回流槽A中实现水相和杂醇油的分离，驰放气洗涤塔的塔顶为燃料气、塔底组分和回流槽A的底部组分混合后进入预精馏塔，回流槽A的上部轻组分为杂醇油，可单独回收；
所述预精馏塔塔顶压力为139 kPaA，温度为74.8℃；塔底压力为147 kPaA温度为77.5℃，回流比为0.92；驰放气洗涤塔的压力常压，塔顶和塔底的温度为常温，驰放气洗涤塔内设有脱盐水喷淋装置，位于气相入口上部，脱盐水和气相组分逆流接触以洗涤气相中的甲醇。
（2）预精馏塔的塔底组分经换热器C换热后进入加压精馏塔，预精馏塔和加压精馏塔共用一个换热器C；
所述加压精馏塔的塔顶压力为800 kPaA，温度为128℃；塔底压力为813 kPaA，温度为134℃；回流比为3.0。
（3）加压精馏塔的塔顶组分经回流槽B后分为两部分，一部分经换热器D换热后进入加压精馏塔作为回流、另一部分作为工业甲醇成品，加压精馏塔的底部组分经换热器C换热后进入常压精馏塔；
塔顶回流的目的为了更好的提馏，让液体溶剂更多吸收雾气里的溶质，达到更好的汽液精馏效果；另一部分抽出作为工业甲醇成品。
（4）常压精馏塔的塔顶组分经换热器E换热后进入回流槽C，从回流槽C出来的组分分为三股，一股进入常压精馏塔作为塔顶回流、一股经换热器F换热后作为工业甲醇成品、一股进入回收塔作为塔顶回流，常压精馏塔的塔底组分为废水经换热器G换热后排入废水系统；
所述常压精馏塔的塔顶压力为113 kPaA，温度为67.5℃；塔底压力为143 kPaA，温度为110℃；回流比为1.85。
（5）从常压精馏塔出来的组分经给料槽进入回收塔下端，回收塔的塔顶组分进入常压精馏塔、塔底组分为废水经换热器H换热后排入废水系统，回收塔的下端组分经换热器I换热后进入杂醇油精馏塔；
所述回收塔的塔顶压力为133 kPaA，温度为72℃；塔底压力为153 kPaA，温度为111.5℃；回流量3100kg/h。
（6）杂醇油精馏塔的塔顶组分经换热器J换热后进入回流槽D，出回流槽D的组分分为两股，一股再返回杂醇油精馏塔作为塔顶回流、另一股为杂醇油，与步骤（1）回流槽A中分离的杂醇油回收至杂醇油储存槽；
所述杂醇油精馏塔的塔顶压力为23 kPaA，温度为99.45℃；塔底压力为30 kPaA，温度为100℃；回流比为12-13；优选的，回流比为13。
本发明中所述预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔、回收塔和杂醇油精馏塔均可采用板式塔或规整填料加塔板的复合塔，优选为规整填料加塔板的复合塔；所述填料为250Y型规整不锈钢孔板波纹填料；所述板式塔优选为筛板塔。
本发明中，从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏系统，系统包括驰放气洗涤塔、预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔、回收塔和杂醇油精馏塔；换热器A通过管道与预精馏塔连接，预精馏塔的塔顶通过管道与换热器B连接，换热器B通过管道分别与驰放气洗涤塔和回流槽A连接，驰放气洗涤塔的塔底和回流槽A的底部通过管道与预精馏塔相连，预精馏塔塔底通过管道经换热器C与加压精馏塔相连，加压精馏塔塔底通过管道经换热器C与常压精馏塔连接，加压精馏塔塔顶通过管道与回流槽B连接，回流槽B通过管道分别与工业甲醇储存槽和换热器D连接，换热器D通过管道与加压精馏塔连接，常压精馏塔塔顶通过管道与换热器E相连，换热器E通过管道与回流槽C相连，回流槽C通过管道分别与常压精馏塔、回收塔和换热器F相连，换热器F通过管道与工业甲醇储存槽连接，常压精馏塔塔底通过管道与换热器G相连，常压精馏塔通过管道经给料槽与回收塔相连，回收塔塔顶通过管道和常压精馏塔相连，回收塔塔底通过管道和换热器H相连，回收塔通过管道经换热器I与杂醇油精馏塔相连，杂醇油精馏塔的塔底通过管道和换热器K相连，杂醇油精馏塔下端通过管道和换热器L相连，换热器L通过管道和杂醇油精馏塔相连，杂醇油精馏塔塔顶通过管道经换热器J与回流槽D相连，回流槽D通过管道与杂醇油精馏塔相连，回流槽A和回流槽D通过管道与杂醇油储存槽相连，换热器G、换热器H及换热器K的底部均与废水系统相连。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）本发明采用精馏工艺，解决了传统精馏工艺得到含水量较高的精馏副产物无法资源化利用的难题；
（2）本发明根据需要可以得到精甲醇和高品质的杂醇油产品，而杂醇油可以作为汽油的调和组分或醇基燃料使用；
（3）本发明可以使传统的精馏副产物得到资源化利用，精馏废水可以在气化水煤浆制备过程中使用，不但减少了一次水的使用，还可以将精馏废水进行二次利用，减轻了废水处理装置的负荷和成本，显著提高了煤制甲醇装置的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
符号说明：
1. 驰放气洗涤塔、2.预精馏塔、3.加压精馏塔、4.常压精馏塔、5.回收塔、6.杂醇油精馏塔、7-18.换热器A-L、19-22.回流槽A-D、23.给料槽、24.工业甲醇储存槽、25.杂醇油储存槽。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本发明中，预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔、回收塔和杂醇油精馏塔均为规整填料加塔板的复合塔。
实施例1 一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏工艺
具体步骤如下：
（1）粗甲醇经换热器A 7换热后进入预精馏塔2，预精馏塔2的塔顶组分经换热器B 8换热后，气相部分进入驰放气洗涤塔1，气相部分含有大量的甲醇，进入驰放气洗涤塔1回收气相部分中的甲醇，液相部分进入回流槽A 19，在回流槽A 19中实现水相和杂醇油的分离，驰放气洗涤塔1的塔顶为燃料气、塔底组分和回流槽A 19的底部组分混合后进入预精馏塔2，回流槽A 19的上部轻组分为杂醇油，可单独回收；
（2）预精馏塔2的塔底组分经换热器C 9换热后进入加压精馏塔3，预精馏塔2和加压精馏塔3共用一个换热器C 9；
（3）加压精馏塔3的塔顶组分经回流槽B 20后分为两部分，一部分经换热器D 10换热后进入加压精馏塔3作为回流、另一部分作为工业甲醇成品，加压精馏塔3的底部组分经换热器C 9换热后进入常压精馏塔4；
（4）常压精馏塔4的塔顶组分经换热器E 11换热后进入回流槽C 21，从回流槽C 21出来的组分分为三股，一股进入常压精馏塔4作为塔顶回流、一股经换热器F 12换热后作为工业甲醇成品、一股进入回收塔5作为塔顶回流，常压精馏塔4的塔底组分为废水经换热器G 13换热后排入废水系统；
（5）从常压精馏塔4出来的组分经给料槽23进入回收塔5下端，回收塔5的塔顶组分进入常压精馏塔4、塔底组分为废水，经换热器H 14换热后排入废水系统，回收塔5的下端组分经换热器I 15换热后进入杂醇油精馏塔6；
（6）杂醇油精馏塔6的塔顶组分经换热器J 16换热后进入回流槽D 22，出回流槽D 22的组分分为两股，一股再返回杂醇油精馏塔6作为塔顶回流、另一股另一股为杂醇油，与步骤（1）回流槽A 19中分离的杂醇油回收至杂醇油储存槽25。
实施例2 一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏工艺
具体步骤如下：
（1）粗甲醇经换热器A 7换热后进入预精馏塔2，预精馏塔2的塔顶组分经换热器B 8换热后，气相部分进入驰放气洗涤塔1，气相部分含有大量的甲醇，进入驰放气洗涤塔1回收气相部分中的甲醇，液相部分进入回流槽A 19，在回流槽A 19中实现水相和杂醇油的分离，驰放气洗涤塔1的塔顶为燃料气、塔底组分和回流槽A 19的底部组分混合后进入预精馏塔2，回流槽A 19的上部轻组分为杂醇油，可单独回收；
所述预精馏塔2塔顶压力为139 kPaA，温度为74.8℃；塔底压力为147 kPaA温度为77.5℃，回流比为0.92；驰放气洗涤塔1的压力常压，塔顶和塔底的温度为常温，驰放气洗涤塔1内设有脱盐水喷淋装置，位于气相入口上部；
（2）预精馏塔2的塔底组分经换热器C 9换热后进入加压精馏塔3，预精馏塔2和加压精馏塔3共用一个换热器C 9；
所述加压精馏塔3的塔顶压力为800 kPaA，温度为128℃；塔底压力为813 kPaA，温度为134℃；回流比为3.0；
（3）加压精馏塔3的塔顶组分经回流槽B 20后分为两部分，一部分经换热器D 10换热后进入加压精馏塔3作为回流、另一部分作为工业甲醇成品，加压精馏塔3的底部组分经换热器C 9换热后进入常压精馏塔4；
（4）常压精馏塔4的塔顶组分经换热器E 11换热后进入回流槽C 21，从回流槽C 21出来的组分分为三股，一股进入常压精馏塔4作为塔顶回流、一股经换热器F 12换热后作为工业甲醇成品、一股进入回收塔5作为塔顶回流，常压精馏塔4的塔底组分为废水经换热器G 13换热后排入废水系统；
所述常压精馏塔4的塔顶压力为113 kPaA，温度为67.5℃；塔底压力为143 kPaA，温度为110℃；回流比为1.85；
（5）从常压精馏塔4出来的组分经给料槽23进入回收塔5下端，回收塔5的塔顶组分进入常压精馏塔4、塔底组分为废水，经换热器H 14换热后排入废水系统，回收塔5的下端组分经换热器I 15换热后进入杂醇油精馏塔6；
所述回收塔5的塔顶压力为133 kPaA，温度为72℃；塔底压力为153 kPaA，温度为111.5℃；回流量3100kg/h；
（6）杂醇油精馏塔6的塔顶组分经换热器J 16换热后进入回流槽D 22，出回流槽D 22的组分分为两股，一股再返回杂醇油精馏塔6作为塔顶回流、另一股另一股为杂醇油，与步骤（1）回流槽A 19中分离的杂醇油回收至杂醇油储存槽25；
所述杂醇油精馏塔6的塔顶压力为23 kPaA，温度为99.45℃；塔底压力为30 kPaA，温度为100℃；回流比为13。
经检测，本发明中精甲醇符合GB 338-2011《工业甲醇》中优等品的技术规格要求，杂醇油中总醇含量可达80%以上。
实施例3 一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏系统
如图1所示，系统包括驰放气洗涤塔1、预精馏塔2、加压精馏塔3、常压精馏塔4、回收塔5和杂醇油精馏塔6；换热器A 7通过管道与预精馏塔2连接，预精馏塔2的塔顶通过管道与换热器B 8连接，换热器B 8通过管道分别与驰放气洗涤塔1和回流槽A 19连接，驰放气洗涤塔1的塔底和回流槽A 19的底部通过管道与预精馏塔2相连，预精馏塔2塔底通过管道经换热器C 9与加压精馏塔3相连，加压精馏塔3塔底通过管道经换热器C 9与常压精馏塔4连接，加压精馏塔4塔顶通过管道与回流槽B 20连接，回流槽B 20通过管道分别与工业甲醇储存槽24和换热器D 10连接，换热器D 10通过管道与加压精馏塔3连接，常压精馏塔4塔顶通过管道与换热器E 11相连，换热器E 11通过管道与回流槽C 21相连，回流槽C 21通过管道分别与常压精馏塔4、回收塔5和换热器F 12相连，换热器F 12通过管道与工业甲醇储存槽24连接，常压精馏塔4塔底通过管道与换热器G 13相连，常压精馏塔4通过管道经给料槽23与回收塔5相连，回收塔5塔顶通过管道和常压精馏塔4相连，回收塔5塔底通过管道和换热器H14相连，回收塔5通过管道经换热器I 15与杂醇油精馏塔6相连，杂醇油精馏塔6的塔底通过管道和换热器K 17相连，杂醇油精馏塔6下端通过管道和换热器L 18相连，换热器L 18通过管道和杂醇油精馏塔6相连，杂醇油精馏塔6塔顶通过管道经换热器J 16与回流槽D 22相连，回流槽D 22通过管道与杂醇油精馏塔6相连，回流槽A 19和回流槽D 22通过管道与杂醇油储存槽25相连，换热器G 13、换热器H 14及换热器K 17的底部均与废水系统相连。
Claims (8)
1.一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏工艺，其特征在于，具体步骤如下：
（1）粗甲醇经换热器A换热后进入预精馏塔，预精馏塔的塔顶组分经换热器B换热后，气相部分进入驰放气洗涤塔，液相部分进入回流槽A，驰放气洗涤塔的塔顶为燃料气、塔底组分和回流槽A的底部组分混合后进入预精馏塔，回流槽A的上部轻组分为杂醇油，可单独回收；
（2）预精馏塔的塔底组分经换热器C换热后进入加压精馏塔，预精馏塔和加压精馏塔共用一个换热器C；
（3）加压精馏塔的塔顶组分经回流槽B后分为两部分，一部分经换热器D换热后进入加压精馏塔作为回流、另一部分作为工业甲醇成品，加压精馏塔的底部组分经换热器C换热后进入常压精馏塔；
（4）常压精馏塔的塔顶组分经换热器E换热后进入回流槽C，从回流槽C出来的组分分为三股，一股进入常压精馏塔作为塔顶回流、一股经换热器F换热后作为工业甲醇成品、一股进入回收塔作为塔顶回流，常压精馏塔的塔底组分为废水，经换热器G换热后排入废水系统；
（5）从常压精馏塔出来的组分经给料槽进入回收塔下端，回收塔的塔顶组分进入常压精馏塔、塔底组分为废水，经换热器H换热后排入废水系统，回收塔的下端组分经换热器I换热后进入杂醇油精馏塔；
（6）杂醇油精馏塔的塔顶组分经换热器J换热后进入回流槽D，出回流槽D的组分分为两股，一股再返回杂醇油精馏塔作为塔顶回流、另一股为杂醇油，与步骤（1）回流槽A中分离的杂醇油回收至杂醇油储存槽。
2.根据权利要求1所述的精馏工艺，其特征在于，所述步骤（1）中所述预精馏塔塔顶压力为139 kPaA，温度为74.8℃；塔底压力为147 kPaA温度为77.5℃，回流比为0.92；驰放气洗涤塔的压力常压，塔顶和塔底的温度为常温，驰放气洗涤塔内设有脱盐水喷淋装置，位于气相入口上部；
所述步骤（2）中所述加压精馏塔的塔顶压力为800 kPaA，温度为128℃；塔底压力为813kPaA，温度为134℃；回流比为3.0；
所述步骤（4）中所述常压精馏塔的塔顶压力为113 kPaA，温度为67.5℃；塔底压力为143 kPaA，温度为110℃；回流比为1.85；
所述步骤（5）中所述回收塔的塔顶压力为133 kPaA，温度为72℃；塔底压力为153kPaA，温度为111.5℃；回流量3100kg/h；
所述步骤（6）中所述杂醇油精馏塔的塔顶压力为23 kPaA，温度为99.45℃；塔底压力为30 kPaA，温度为100℃；回流比为12-13。
3.根据权利要求1所述的精馏工艺，其特征在于，所述步骤（6）中回流比为13。
4.根据权利要求1-3任一项所述的精馏工艺，其特征在于，所述预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔、回收塔和杂醇油精馏塔均采用板式塔或规整填料加塔板的复合塔。
5.根据权利要求4所述的精馏工艺，其特征在于，所述预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔、回收塔和杂醇油精馏塔均为规整填料加塔板的复合塔。
6.根据权利要求5所述的精馏工艺，其特征在于，所述填料为250Y型规整不锈钢孔板波纹填料。
7.根据权利要求4所述的精馏工艺，其特征在于，所述板式塔为筛板塔。
8.一种从粗甲醇中提取精甲醇和杂醇油的精馏系统，其特征在于，系统包括驰放气洗涤塔、预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔、回收塔和杂醇油精馏塔；换热器A通过管道与预精馏塔连接，预精馏塔的塔顶通过管道与换热器B连接，换热器B通过管道分别与驰放气洗涤塔和回流槽A连接，驰放气洗涤塔的塔底和回流槽A的底部通过管道与预精馏塔相连，预精馏塔塔底通过管道经换热器C与加压精馏塔相连，加压精馏塔塔底通过管道经换热器C与常压精馏塔连接，加压精馏塔塔顶通过管道与回流槽B连接，回流槽B通过管道分别与工业甲醇储存槽和换热器D连接，换热器D通过管道与加压精馏塔连接，常压精馏塔塔顶通过管道与换热器E相连，换热器E通过管道与回流槽C相连，回流槽C通过管道分别与常压精馏塔、回收塔和换热器F相连，换热器F通过管道与工业甲醇储存槽连接，常压精馏塔塔底通过管道与换热器G相连，常压精馏塔通过管道经给料槽与回收塔相连，回收塔塔顶通过管道和常压精馏塔相连，回收塔塔底通过管道和换热器H相连，回收塔通过管道经换热器I与杂醇油精馏塔相连，杂醇油精馏塔的塔底通过管道和换热器K相连，杂醇油精馏塔下端通过管道和换热器L相连，换热器L通过管道和杂醇油精馏塔相连，杂醇油精馏塔塔顶通过管道经换热器J与回流槽D相连，回流槽D通过管道与杂醇油精馏塔相连，回流槽A和回流槽D通过管道与杂醇油储存槽相连，换热器G、换热器H及换热器K的底部均与废水系统相连。
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