CN110551003A - 一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统及工艺 - Google Patents

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    • Y02P20/10—Process efficiency

Abstract

本发明涉及一种甲醇钠生产工艺技术领域，特别涉及一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统及工艺。本系统包括一台压缩机和一台反应精馏塔以及一台脱水塔，脱水塔顶的醇蒸汽被所述的一台压缩机升压后，温度升高；压力和温度都升高的醇气体直接进入反应精馏塔底，对反应精馏塔的水进行汽提，同时与NaOH充分反应，获得甲醇钠产品。本发明的热泵压缩循环双塔制甲醇钠技术，从而在确保甲醇钠良好产品质量基础上，显著的降低装置的能耗。

Description

一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统及工艺
技术领域
本发明涉及一种甲醇钠生产工艺技术领域，特别涉及一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统及工艺。
背景技术
甲醇钠用途广泛，主要用做磺胺类药物的原料；甲醇钠也是一种有机合成的催化剂，用于农药生产和油脂加工工业；还用作分析试剂广泛用于香料、染料等工业中。
碱法甲醇钠工艺和钠法甲醇钠工艺是目前主要的甲醇钠工艺技术。由于钠法甲醇钠工艺成本高，所以碱法甲醇钠工艺在工业生产中应用最为广泛。目前广泛采用的碱法甲醇钠工艺技术主要由甲醇和NaOH反应精馏塔1、甲醇脱水塔2、甲醇汽化器3等主要设备以及辅助的罐、泵等设备组成，图1给出了传统碱法甲醇钠工艺的示意流程图。在此工艺过程，反应精馏塔1内甲醇和NaOH反应会生成大量水，而生成的水会促使NaOH难以完全转化为甲醇钠，必须将水分完全移除，才能够保证NaOH完全转化为甲醇钠，从而得到合格的甲醇钠产品。为了将水份从塔釜完全排到塔顶，必须从塔釜通入大量的甲醇蒸汽，以便将水份夹带到塔顶从而排到塔外。而排到塔外的甲醇/水混合物，需要再次精馏；精馏得到的无水甲醇，需要再次汽化后，送到反应精馏塔釜。这样反复的冷凝和汽化过程会消耗大量的能量，造成此工艺技术的生产成本较高。
压缩机是是化工领域最重要的机械设备之一，其几乎应用在所有化工生产工艺中。其通常的应用便是给工艺气体增压，将气体从常压或者低压提高到较高的压力，然后再进行反应、输送、冷凝以及膨胀。典型的应用，例如反应器进料压缩机增压到反应压力、天然气加压后利用长输管道运输、制冷循环系统压缩机组等。气体被压缩机压缩后，不仅压力升高，而且温度也会明显升高。根据这个性质，压缩机可以将精馏塔顶部的蒸汽加压，加压后气体的温度升高，就可以加热精馏塔再沸器，这样整个精馏塔再沸器所消耗的外部热量就会减少很多；而系统只是多消耗一些电力。总的来说，装置的总的能耗大大减少。这就是通常所说的热泵技术。
于是有人希望将热泵技术应用于甲醇钠，以解决这些问题。专利CN201310218069.7提出采用两台热泵应用于甲醇钠的生产过程，依靠将塔顶气体加压升温，来加热再沸器，希望能够降低能耗。由于采用两台热泵，同时采用三台塔(反应精馏塔、甲醇塔、废水塔)，投资较高，操作不可靠因素增加，没有得到推广。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统及工艺，其针对碱法甲醇钠工艺为了移除产生的水份、确保NaOH完全转化为甲醇钠，从而需要将大量的甲醇进行冷凝和汽化，由此导致工艺能耗较高的缺点，提出单台的热泵压缩循环技术，将脱水塔顶的甲醇蒸气加压后直接送到甲醇/NaOH反应精馏塔，这样这两台塔的热量传递和质量传递完全耦合起来，省去了冷凝/汽化的过程，从而大幅降低能耗。
本发明所采用的技术方案如下：
一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统，包括一台压缩机和一台反应精馏塔以及一台脱水塔，脱水塔顶的醇蒸汽被所述的一台压缩机升压后，温度升高；压力和温度都升高的醇气体直接进入反应精馏塔底，对反应精馏塔的水进行汽提，同时与NaOH充分反应，获得甲醇钠产品。
脱水塔采用填料塔；所述的反应精馏塔采用填料塔或板式塔。
反应精馏塔配置有冷凝器。
脱水塔配置冷凝器和再沸器。
脱水塔操作压力为0.15～0.5MPag，操作温度为65～95℃；反应精馏塔操作压力为0.2～0.4MPag，操作温度为70～130℃。
一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的工艺，包括以下步骤：
A、首先将NaOH溶解在甲醇中，形成浓度为10～30％的NaOH甲醇溶液；
B、将所述的NaOH甲醇溶液经过澄清除去不溶性杂质，然后经泵送到反应精馏塔的上部，在反应精馏塔内从上往下流动的NaOH甲醇溶液与从往上流动的甲醇蒸气逆流接触反应，生成甲醇钠和甲醇/水混合物；
C、反应精馏塔顶采出甲醇/水混合物，送到甲醇脱水塔中；所述甲醇脱水塔内的操作压比反应精馏塔的操作压力低0.05-0.3MPag，从而甲醇脱水塔顶的甲醇蒸汽被压缩机升压后，再次进入反应精馏塔，所述的甲醇脱水塔底排出废水。
步骤C中，经过压缩机升温升压的气体可以去反应精馏塔底部，也可以进入反应精馏塔的中下部。
步骤C中，甲醇脱水塔顶的甲醇蒸汽在进入压缩机前，需要通过除沫器或加热器脱除气体中液滴。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明提出了热泵压缩循环双塔制甲醇钠技术，从而在确保甲醇钠良好产品质量基础上，显著的降低装置的能耗。
本发明的工作原理如下：首先将NaOH溶解在甲醇中，形成浓度为10～30％的NaOH甲醇溶液；此溶液经过澄清除去不溶性杂质；然后经泵送到反应精馏塔的上部，在反应精馏塔内从上往下流动的NaOH溶液与从塔釜往上流动的甲醇蒸气逆流接触，由于塔釜甲醇蒸气含水很少纯度较高，NaOH与甲醇反应进行的比较彻底；一般来说在反应精馏塔釜，NaOH的转化率达到99％以上；反应精馏塔顶采出甲醇/水混合物，送到甲醇脱水塔中；塔釜为甲醇钠产品。(甲醇)脱水塔操作压一般比反应精馏塔的操作压力低0.05-0.3MPag，这样其塔顶的甲醇蒸汽被压缩机升压后，可以进入反应精馏塔釜，对反应精馏塔的物料进行汽提，将其中水份完全夹带到塔顶采出，从而确保塔釜NaOH完全转化为甲醇钠，确保甲醇钠产品质量；脱水塔釜排出废水。这样甲醇蒸气被压缩机压缩，在脱水塔和反应精馏塔之间循环，不存在冷凝又汽化的过程，整套装置的能量消耗大幅减少。
目前本发明还可以应用于甲醇钾/乙醇钠(钾)的生产过程，脱水塔顶蒸汽，进入压缩机；经过压缩后，压力和温度升高，进入反应精馏塔的底部；蒸汽进入反应精馏塔后，与塔内物料(碱)进行反应，同时进行传质传热，反应产物流往塔底，而轻组分，也就是甲醇或者乙醇汽提到塔顶；塔顶的蒸汽又去压缩机入口，不断循环。这样不再需要蒸汽冷凝和汽化过程，装置能耗降低非常明显。
本发明的工艺核心设备只需要一台压缩机和一台反应精馏塔以及一台脱水塔工作。脱水塔顶的醇蒸汽被一台压缩机升压后，其温度升高；压力和温度都升高的甲醇气体直接进入反应精馏塔底，对反应精馏塔的水进行汽提，同时与NaOH充分反应，获得甲醇钠产品。从宏观上来看，正是这一台压缩机给醇蒸气增压，使其能够在反应精馏塔和脱水塔之间不断循环，这是本发明的一个显著特征，这也是本发明节能的原因。在典型的工艺流程中，压缩机前后的气体压缩比在1.1-3之间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术下的一种甲醇钠生产系统的结构示意图
图2为本发明的一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统及工艺的结构示意图。
1、反应精馏塔；2、脱水塔；3、甲醇汽化器；4、压缩机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
如附图2所示，本实施例的一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统，包括一台压缩机4和一台反应精馏塔1以及一台脱水塔2，脱水塔2顶的醇蒸汽被所述的一台压缩机4升压后，温度升高；压力和温度都升高的醇气体(甲醇或乙醇气体)直接进入反应精馏塔1底，对反应精馏塔1的水进行汽提，同时与NaOH充分反应，获得甲醇钠产品。
本实施例的脱水塔2采用填料塔；所述的反应精馏塔1采用填料塔或板式塔。
本实施例的反应精馏塔配置有冷凝器。
脱水塔配置冷凝器和再沸器。
本实施例中，脱水塔操作压力为0.15～0.5MPag，操作温度为65～95℃；反应精馏塔操作压力为0.2～0.4MPag，操作温度为70～130℃。
实施例二
一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的工艺，包括以下步骤：
A、首先将NaOH溶解在甲醇中，形成浓度为10～30％的NaOH甲醇溶液；
B、将所述的NaOH甲醇溶液经过澄清除去不溶性杂质，然后经泵送到反应精馏塔的上部，在反应精馏塔内从上往下流动的NaOH甲醇溶液与从往上流动的甲醇蒸气逆流接触反应，生成甲醇钠和甲醇/水混合物；
C、反应精馏塔顶采出甲醇/水混合物，送到甲醇脱水塔中；所述甲醇脱水塔内的操作压比反应精馏塔的操作压力低0.05-0.3MPag，从而甲醇脱水塔顶的甲醇蒸汽被压缩机升压后，再次进入反应精馏塔，所述的甲醇脱水塔底排出废水。
步骤C中，经过压缩机升温升压的气体可以去反应精馏塔底部，也可以进入反应精馏塔的中下部。
步骤C中，甲醇脱水塔顶的甲醇蒸汽在进入压缩机前，需要通过除沫器或加热器脱除气体中液滴，以防止这些液滴进入压缩机内，从而对告诉运转的压缩机造成伤害。
本发明的性能测定：一个方法是测量反应精馏塔、(甲醇)脱水塔以及其它辅助加热器的蒸汽消耗，再测量压缩机的电耗，然后根据工业标准将蒸汽消耗和电力消耗转化为标准能耗，由此得到整个装置的能耗。将本装置的能耗与采用传统碱法甲醇钠工艺装置的能耗进行对比，则采用本技术装置的优势非常明显。
下面根据具体实例详细描述本发明，将其与目前工业上广泛使用的传统碱法甲醇钠工艺技术进行对比，本发明的目的和效果更加显著。
1、某甲醇钠生产装置，NaOH甲醇溶液为原料，采用热泵压缩循环双塔制甲醇钠技术，反应精馏塔顶蒸汽被压缩机压缩后，进入甲醇脱水塔中，反应精馏塔底得到甲醇钠产品。甲醇脱水塔顶气体，循环回反应精馏塔底，甲醇脱水塔底采出废水。采用本技术的综合蒸汽消耗比普通甲醇钠装置降低60％，经济效益很大。
2、某甲醇钾生产装置，KOH甲醇溶液为原料，采用热泵循环压缩技术，反应精馏塔顶蒸汽被压缩机压缩后，进入甲醇/水分离塔中，反应精馏塔底得到甲醇钾产品。甲醇/水分离塔顶气体，循环回反应精馏塔底，甲醇/水塔底采出废水。采用本技术的综合蒸汽消耗比普通甲醇钾装置降低55％，经济效益很大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统，包括一台压缩机和一台反应精馏塔以及一台脱水塔，其特征在于，所述脱水塔顶的醇蒸汽被所述的一台压缩机升压后，温度升高；压力和温度都升高的醇气体直接进入反应精馏塔底，对反应精馏塔的水进行汽提，同时与NaOH充分反应，获得甲醇钠产品。
2.根据权利要求1所述的一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统，其特征在于，所述的脱水塔采用填料塔；所述的反应精馏塔采用填料塔或板式塔。
3.根据权利要求1所述的一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统，其特征在于，所述的反应精馏塔配置有冷凝器。
4.根据权利要求1所述的一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统，其特征在于，所述的脱水塔配置冷凝器和再沸器。
5.根据权利要求1所述的一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的系统，其特征在于，所述脱水塔操作压力为0.15～0.5MPag，操作温度为65～95℃；反应精馏塔操作压力为0.2～0.4MPag，操作温度为70～130℃。
6.一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的工艺，包括以下步骤：
A、首先将NaOH溶解在甲醇中，形成浓度为10～30％的NaOH甲醇溶液；
B、将所述的NaOH甲醇溶液经过澄清除去不溶性杂质，然后经泵送到反应精馏塔的上部，在反应精馏塔内从上往下流动的NaOH甲醇溶液与从往上流动的甲醇蒸气逆流接触反应，生成甲醇钠和甲醇/水混合物；
C、反应精馏塔顶采出甲醇/水混合物，送到甲醇脱水塔中；所述甲醇脱水塔内的操作压比反应精馏塔的操作压力低0.05-0.3MPag，从而甲醇脱水塔顶的甲醇蒸汽被压缩机升压后，再次进入反应精馏塔，所述的甲醇脱水塔底排出废水。
7.根据权利要求6所述的一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的工艺，其特征在于，所述步骤C中，经过压缩机升温升压的气体可以去反应精馏塔底部，也可以进入反应精馏塔的中下部。
8.根据权利要求6所述的一种热泵压缩循环双塔制取甲醇钠的工艺，其特征在于，所述步骤C中，甲醇脱水塔顶的甲醇蒸汽在进入压缩机前，需要通过除沫器或加热器脱除气体中液滴。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111635293A (zh) * 2020-05-14 2020-09-08 天津市汇筑恒升科技有限公司 一种甲醇钠生产装置及方法
CN115215728A (zh) * 2021-04-16 2022-10-21 赢创功能性解决方案有限公司 碱金属醇盐的高能效制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101786940A (zh) * 2010-03-05 2010-07-28 惠生工程（中国）有限公司 一种甲醇热泵精馏工艺
CN103387483A (zh) * 2013-08-14 2013-11-13 重庆紫光化工股份有限公司 甲醇碱金属盐的生产装置和工艺
CN105669362A (zh) * 2016-03-14 2016-06-15 江苏乐科节能科技股份有限公司 三氯甲烷溶剂回收热泵精馏工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101786940A (zh) * 2010-03-05 2010-07-28 惠生工程（中国）有限公司 一种甲醇热泵精馏工艺
CN103387483A (zh) * 2013-08-14 2013-11-13 重庆紫光化工股份有限公司 甲醇碱金属盐的生产装置和工艺
CN105669362A (zh) * 2016-03-14 2016-06-15 江苏乐科节能科技股份有限公司 三氯甲烷溶剂回收热泵精馏工艺

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111635293A (zh) * 2020-05-14 2020-09-08 天津市汇筑恒升科技有限公司 一种甲醇钠生产装置及方法
CN115215728A (zh) * 2021-04-16 2022-10-21 赢创功能性解决方案有限公司 碱金属醇盐的高能效制备方法
CN115215728B (zh) * 2021-04-16 2024-02-09 赢创运营有限公司 碱金属醇盐的高能效制备方法

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