CN108440244A - 一种氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺及装置 - Google Patents

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刘奇英
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Abstract

本发明涉及一种氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺，将含甲醇的稀盐酸经工艺水调整浓度，导入甲醇回收塔。回收塔内盐酸经换热后由泵送入储罐。塔顶气相物料经分凝器冷却，凝液去回流罐参与回流。甲醇不凝气经过热器过热后与大流量氯化氢‑甲醇气体经管道混合器混合一起进入氯甲烷合成釜合成氯甲烷。本发明工艺流程简单，设备投资小，旨在节能降耗，减少环境污染，本发明通过回收再利用甲醇，降低了氯甲烷的生产成本，具有良好的经济效益和环保效益。

Description

一种氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种用于氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺及装置，属氯甲烷生产技术领域。
背景技术
国内外工业上生产氯甲烷主要有三种方法：均相气相反应法、气固催化反应法和气液相反应法，各种生产方法均有其优缺点，各有所用。而我国生产企业大部分都采用气液相反应法生产氯甲烷。即一定比例的甲醇和氯化氢在催化剂氯化锌溶液的作用下反应生成氯甲烷，经水洗、碱洗、酸洗后去压缩机压缩冷却得到液态氯甲烷。该方法甲醇一次转化率约为94%，其余甲醇在水洗过程随稀盐酸外排。每合成1t氯甲烷就产生0.75t含甲醇的稀盐酸，稀盐酸中含甲醇5%左右，造成浪费并带来环保问题。近年来，随着工业发展，氯甲烷的应用越来越广泛，产量也逐渐扩大，在保证氯甲烷合成产品质量的同时，优化工艺，降低消耗是企业降低成本、取得竞争优势的重要途径。因此回收稀盐酸中的甲醇，提高甲醇利用率对降低生产成本，减轻环保压力十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺，以达到回收利用甲醇，降低原料消耗的目的。
为实现上述目的，本发明的工艺步骤是：
（1）将其中甲醇、氯化氢、水质量比为1：（3-6）：（11-20）的含醇稀盐酸与工艺水按质量比1：（0-0.45）混合后进入预热器。在预热器中利用甲醇回收塔底部采出的盐酸将含醇稀盐酸预热至75-100℃，接近甲醇回收塔进料点的气液平衡温度后进入甲醇回收塔解吸。甲醇回收塔再沸器采用0.3-0.6MPa蒸汽加热，维持甲醇回收塔塔顶温度100-120℃、塔釜温度135-155℃。
（2）步骤（1）中的甲醇回收塔底部采出的盐酸在预热器中与含醇稀盐酸换热到80℃左右，再经冷却器中循环水冷却至30-50℃后送至储罐。
（3）甲醇回收塔塔顶气相进入分凝器，一部分气相在分凝器中冷凝进入甲醇回流罐参与回流，回流比R=10-15。控制不凝气采出量维持塔顶压力0.2MPa（G）左右。调整分凝器温度用来保证回流比，并使不凝气中甲醇含量大于93%以实现与进氯甲烷合成釜大流量的甲醇-氯化氢气体准确配比。
（4）步骤（3）中不凝气经过热器采用0.3-0.6MPa（G）蒸汽加热至110-130℃后通过流量计量与甲醇汽化系统过来的甲醇气体、水解工序过来的氯化氢气体按甲醇总质量和氯化氢质量比1:（1.18-1.2）配比，经管道混合器混合后进入氯甲烷合成釜分布器参与合成反应。合成釜压力0.13-0.15MPa，温度140-160℃。
步骤（4）合成反应是控制甲醇总量和氯化氢总量的比例，即氯化氢质量一定时，回收的甲醇和甲醇汽化系统的来的甲醇相加总质量保持一定，甲醇汽化系统的提供的甲醇量根据回收甲醇的量调整。
本发明的技术方案还提供一种氯甲烷生产中的甲醇回收装置，预热器与甲醇回收塔连接，甲醇回收塔与分凝器连接，分凝器与过热器连接，过热器经管道混合器与合成釜连接。
所述的预热器经冷却器连接至罐区。甲醇回收塔底部经管道与再沸器连接后再连接至甲醇回收塔下部；同时甲醇回收塔底部经管道与预热器连接。分凝器经甲醇回流罐与回流泵连接后再连接至甲醇回收塔上部。
本发明的效果是：（1）含醇稀盐酸和甲醇回收塔采出的盐酸进行换热，既减小了塔釜蒸汽加热负荷，又充分利用了采出盐酸的余热，同时对采出盐酸进行一次冷却，一举三得；（2）含醇稀盐酸溶液通过补加工艺水稳定进料组成，进而使系统控制参数稳定和产品质量稳定；（3）甲醇回收塔顶采用分凝工艺，确保回收甲醇的纯度，并减少冷耗；（4）设有回收甲醇气体过热器，确保甲醇气体无液滴夹带；（5）回收甲醇气体与大流量氯化氢-甲醇气体经管道混合器混合后进入合成釜气体分布器，保证了甲醇和氯化氢的均匀分布，提高了反应效率。本发明通过回收再利用未反应的甲醇，降低了氯甲烷生产成本，且工艺流程简单，设备投资小，达到节能降耗，减少环境污染的目的，具有良好的经济效益和环保效益。
附图说明
1.附图图1是本发明工艺流程示意图。
2.图中：1—预热器、2—甲醇回收塔、3—塔釜再沸器、4—分凝器、5—过热器、6—甲醇回流罐、7—回流泵、8—冷却器、9—合成釜、10—管道混合器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明及其具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1
自氯甲烷合成水洗塔来的氯化氢质量分数约19%，甲醇质量分数5%的含醇稀盐酸与工艺水分别以流量为10t/h和0.5t/h混合后进入预热器，与甲醇回收塔底部采出盐酸换热，将含醇稀盐酸预热到90℃进入甲醇回收塔。采用0.5MPa(G)蒸汽通入再沸器给甲醇回收塔提供热量，甲醇回收塔塔顶的温度控制在105-110℃，同时控制甲醇回收塔塔顶压力0.2MPa（G）。甲醇回收塔塔顶气相进入分凝器，部分气相冷凝进入甲醇回流罐，由甲醇回流泵送回甲醇回收塔。分凝器采用循环水冷却，不凝气经控制去过热器加热到120℃，经计量约513kg/h，与氯化氢-甲醇气体在管道混合器混合进入合成釜反应。甲醇回收塔底部采出盐酸浓度约19.2%，采出量约9.48t/h与进料含醇稀盐酸换热并经塔釜冷却器冷却至40℃左右后送至稀盐酸罐区。
实施例2
自氯甲烷合成水洗塔来的氯化氢质量分数23%、甲醇质量分数5.5%的含醇稀盐酸12t/h，与工艺水2.82t/h混合后一起进入甲醇预热器，与甲醇回收塔底采出盐酸换热后温度为90℃进入甲醇回收塔。甲醇回收塔再沸器采用0.5MPa(G)蒸汽加热，塔釜温度为142℃，通过调整不凝气排放控制塔顶压力0.2MPa。甲醇回收塔塔顶气相进入分凝器，冷凝液进入甲醇回流罐回流，不凝气约695kg/h过热至125℃与氯化氢-甲醇气体在管道混合器混合进入合成釜反应。氯甲烷合成釜压力0.13MPa(G)，温度140℃。甲醇回收塔底部采出盐酸浓度约19.5%，采出量约11.3t/h。
实施例3
自氯甲烷合成水洗塔来的氯化氢质量分数18%、甲醇质量分数5%的含醇稀盐酸10t/h进入甲醇预热器，与甲醇回收塔底采出盐酸换热后温度为95℃进入甲醇回收塔。甲醇回收塔再沸器采用0.5MPa(G)蒸汽加热，塔釜温度为150℃，通过调整不凝气排放控制塔顶压力0.22MPa。甲醇回收塔塔顶气相进入分凝器，冷凝液进入甲醇回流罐回流，回流比R=15。不凝气中甲醇含量约94%，过热至125℃与氯化氢-甲醇气体在管道混合器混合进入合成釜反应。甲醇回收塔底部采出盐酸浓度约18.9%。
实施例4
自氯甲烷合成水洗塔来的氯化氢质量分数20%、甲醇质量分数5%的含醇稀盐酸10t/h，与工艺水0.76t/h混合后一起进入甲醇预热器，与甲醇回收塔底采出盐酸换热后温度为92℃进入甲醇回收塔。甲醇回收塔再沸器采用0.5MPa(G)蒸汽加热，塔釜温度为145℃，通过调整不凝气排放控制塔顶压力0.2MPa。甲醇回收塔塔顶气相进入分凝器，冷凝液进入甲醇回流罐回流，不凝气约537kg/h过热至130℃后与甲醇汽化系统计量的甲醇1850kg、水解工序计量的氯化氢2000kg在管道混合器混合进入合成釜反应。甲醇回收塔底部采出盐酸浓度约20.3%。
实施例5
一种氯甲烷生产中的甲醇回收装置，预热器1与甲醇回收塔2连接，甲醇回收塔2与分凝器4连接，分凝器4与过热器5连接，过热器5经管道混合器10与合成釜9连接。预热器1经冷却器8连接至罐区。甲醇回收塔2底部经管道与再沸器3连接后再连接至甲醇回收塔2下部；同时甲醇回收塔2底部经管道与预热器1连接。分凝器4经甲醇回流罐6与回流泵7连接后再连接至甲醇回收塔2上部。

Claims (10)

1.一种氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）含醇稀盐酸与工艺水混合后进入预热器，在预热器中利用甲醇回收塔底部采出的盐酸将含醇稀盐酸预热至75-100℃，接近甲醇回收塔进料点的气液平衡温度后进入甲醇回收塔精馏，甲醇回收塔再沸器采用0.3-0.6MPa（G）蒸汽加热；
（2）步骤（1）中的甲醇回收塔底部采出的盐酸在预热器中与含醇稀盐酸换热至70-90℃，再经冷却器中循环水冷却至30-50℃后送至储罐；
（3）甲醇回收塔塔顶气相进入分凝器，一部分气相在分凝器中冷凝进入甲醇回流罐参与回流，回流比R=10-15，控制不凝气采出量维持塔顶压力0.1-0.4MPa（G），并使不凝气中甲醇含量大于93%；
（4）步骤（3）中采出的不凝气经加热后通过流量计量与甲醇汽化系统计量的甲醇气体、水解工序计量的氯化氢气体按甲醇总质量和氯化氢质量比1:（1.18-1.2）配比，经管道混合器混合后进入氯甲烷合成釜分布器参与合成反应。
2.权利要求1所述的氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺，其特征在于，步骤（1）中所述的含醇稀盐酸为甲醇、氯化氢、水以质量比为1:（3-6）：（11-20）的混合液；所述的含醇稀盐酸与工艺水的质量比为1：（0-0.45）。
3.权利要求1所述的氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺，其特征在于，步骤（1）中甲醇回收塔塔顶温度100-120℃、塔釜温度135-155℃。
4.权利要求1所述的氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺，其特征在于，合成釜压力0.13-0.15MPa，温度140-160℃。
5.权利要求1所述的氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺，其特征在于，步骤（4）中，采出的不凝气经过热器采用0.3-0.6MPa（G）蒸汽加热至110-130℃后通过流量计量。
6.权利要求1所述的氯甲烷生产中甲醇回收利用的工艺，其特征在于，甲醇回收塔底部采出的盐酸是恒沸酸，浓度在18-20%。
7.一种氯甲烷生产中的甲醇回收装置，其特征在于，预热器（1）与甲醇回收塔（2）连接，甲醇回收塔（2）与分凝器（4）连接，分凝器（4）与过热器（5）连接，过热器（5）经管道混合器（10）与合成釜（9）连接。
8.权利要求7所述的氯甲烷生产中的甲醇回收装置，其特征在于，预热器（1）经冷却器（8）连接至罐区。
9.权利要求7所述的氯甲烷生产中的甲醇回收装置，其特征在于，甲醇回收塔（2）底部经管道与再沸器（3）连接后再连接至甲醇回收塔（2）下部；同时甲醇回收塔（2）底部经管道与预热器（1）连接。
10.权利要求7所述的氯甲烷生产中的甲醇回收装置，其特征在于，分凝器（4）经甲醇回流罐（6）与回流泵（7）连接后再连接至甲醇回收塔（2）上部。
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