CN115645956B - 一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统及方法，涉及醋酸制备技术领域，合成系统，包括热回收换热器；高温除氧水与高温反应液在热回收换热器换热，高温除氧水变成低压蒸汽输入精馏系统；精馏系统，包括热泵冷凝器、再沸器、冷却器、第一热泵机组、第二热泵机组、闪蒸罐、溴化锂机组；吸收系统，包括高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器。实现精馏系统冷凝液为溴化锂机组提供热源，溴化锂机组制备冷冻水为吸收系统提供冷量，从而实现热量耦合循环利用。

Description

一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统及方法

技术领域

本发明涉及醋酸制备技术领域，具体涉及一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统及方法。

背景技术

醋酸是重要的化学中间体和化学反应用溶剂，在目前投用的醋酸合成的工艺中，最常用的是甲醇低压羰基合成工艺，该工艺主要生产过程可以概述为：原料一氧化碳从反应釜底进入反应釜，原料甲醇与来自精馏工段的稀醋酸及碘甲烷混合后进入反应釜，各股物料在催化剂及助催化剂的作用下，通过控制一定的温度和压力发生反应生成醋酸。该过程为放热反应，反应过程中释放出大量反应热，反应釜生成的粗醋酸进入蒸发器中进行闪蒸分离，经闪蒸后高沸点组分返回反应釜中继续参加反应，低沸点组分如醋酸、碘甲烷、醋酸甲酯、水等进入精馏工序脱轻塔、脱水塔、成品塔进行精馏分离操作。

甲醇低压羰基制醋酸工艺合成系统释放出大量的反应热，传统工艺中反应热多数通过循环水换热器将热量移出，或者通过热回收换热器(管程为物料，壳程为高温除氧水)副产0.5-0.8MPa(G)饱和蒸汽直接作为热源使用；精馏系统普遍采用塔釜外供蒸汽加热及塔顶循环水降温的方案，在正常运行过程中消耗大量的蒸汽及循环水，造成了冷、热公用工程的双重消耗。

发明内容

针对现有技术热量利用存在的不足，本发明的目的是提供一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统及方法，通过对反应热及精馏余热的综合回收，通过提升热量的品位为精馏塔提供热源，精馏塔冷凝液为溴化锂机组提供热源，溴化锂机组制备冷冻水为吸收工段提供冷量，从而实现热量耦合循环利用，极大的降低能源消耗。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统，包括：

合成系统，包括热回收换热器；高温除氧水与高温反应液在热回收换热器换热，高温除氧水变成低压蒸汽输入精馏系统；

精馏系统，包括热泵冷凝器、再沸器、冷却器、第一热泵机组、第二热泵机组、闪蒸罐、溴化锂机组；高温除氧水经热泵冷凝器变为低压蒸汽,低压蒸汽流入第二热泵机组变为中压蒸汽，中压蒸汽流入再沸器变为中压蒸汽冷凝液，中压蒸汽冷凝液流入闪蒸罐分离出低压蒸汽、低压蒸汽冷凝液；闪蒸分离出的低压蒸汽与合成系统热回收换热器的低压蒸汽混合，通过第一热泵机组变成中压蒸汽，并与第二热泵机组的中压蒸汽混合流回再沸器；闪蒸分离出的低压蒸汽冷凝液为溴化锂机组提供驱动热源后变成高温除氧水输送至热回收换热器、热泵冷凝器；

吸收系统，包括高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器；溴化锂机组的冷冻水分别与高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器、脱轻塔冷却器形成循环回路。

作为进一步的实现方式，所述合成系统还包括反应釜、动力循环泵，反应釜、动力循环泵、热回收换热器依次连接；所述吸收系统还包括高压吸收塔、低压吸收塔；所述精馏系统还包括脱轻塔、脱水塔、成品塔，脱轻塔、脱水塔、成品塔均连接有热泵冷凝器、再沸器、冷却器。

作为进一步的实现方式，所述热泵冷凝器包括脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器和成品塔热泵冷凝器；所述再沸器包括脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器和成品塔再沸器；所述冷却器包括脱轻塔冷却器、脱水塔冷却器和成品塔冷却器。

作为进一步的实现方式，反应釜与蒸发器相连；蒸发器与脱轻塔连接，脱轻塔与脱水塔连接，脱水塔与成品塔相连接。

作为进一步的实现方式，脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器和成品塔再沸器分别与闪蒸罐连接，闪蒸罐与溴化锂机组连接，溴化锂机组分别与脱轻塔、吸收系统相连接。

作为进一步的实现方式，脱轻塔与脱轻塔热泵冷凝器连接，脱轻塔热泵冷凝器与脱轻塔冷却器连接，脱轻塔冷却器通过分层器与脱轻塔连接，分层器与反应釜连接；脱轻塔与脱轻塔再沸器连接。

作为进一步的实现方式，脱水塔与脱水塔热泵冷凝器连接，脱水塔热泵冷凝器与脱水塔冷却器连接，脱水塔冷却器与脱水塔连接；脱水塔与脱水塔再沸器连接。

作为进一步的实现方式，成品塔与成品塔热泵冷凝器连接，成品塔热泵冷凝器与成品塔冷却器连接，成品塔冷却器与成品塔连接，成品塔与脱水塔连接；成品塔与成品塔再沸器连接。

作为进一步的实现方式，高压吸收塔与高压吸收塔冷却器相连，低压吸收塔与低压吸收塔冷却器相连；高压吸收塔、低压吸收塔分别与反应釜相连。脱轻塔与低压吸收塔相连。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用方法，具体步骤如下：

反应釜内反应热通过热回收换热器副产低压蒸汽，经第一热泵机组提温提压后通入精馏系统；

脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器的低压蒸汽并入低压蒸汽管道，通过第二热泵机组提温提压后变为中压蒸汽，中压蒸汽与第一热泵机组出口的中压蒸汽混合，流入脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器、成品塔再沸器换热后变为中压蒸汽冷凝液；

中压蒸汽冷凝液进入闪蒸罐中闪蒸分离，分离出低压蒸汽和低压蒸汽冷凝液；低压蒸汽从闪蒸罐顶部进入第一热泵机组提温提压变为中压蒸汽；低压蒸汽冷凝液从闪蒸罐底部输送至溴化锂机组，为溴化锂机组提供驱动热源；

经溴化锂机组热量利用后，低压蒸汽冷凝液温度下降变成高温除氧水，流入脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器、合成系统热回收换热器提供补水；溴化锂机组生产冷冻水流入脱轻塔冷却器、吸收系统高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器提供冷量。

作为进一步的实现方式，反应釜内反应热通过热回收换热器副产低压蒸汽，与闪蒸罐低压蒸汽混合，并通过第一热泵机组提温提压后输入至精馏系统的脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器和成品塔再沸器。

作为进一步的实现方式，脱轻塔顶部混合汽经脱轻塔热泵冷凝器换热，脱轻塔热泵冷凝器中管程的混合汽物料由汽态冷凝为液态，经过脱轻塔冷却器冷却流回脱轻塔，脱轻塔热泵冷凝器中壳程的高温除氧水由液态变成汽态的低压蒸汽。

作为进一步的实现方式，脱水塔顶部混合汽经脱水塔热泵冷凝器换热，脱水塔热泵冷凝器中管程的混合汽物料由汽态冷凝为液态，经过脱水塔冷却器冷却流回脱水塔，脱水塔热泵冷凝器中壳程的高温除氧水由液态变成汽态的低压蒸汽。

作为进一步的实现方式，成品塔顶部混合汽经成品塔热泵冷凝器换热，成品塔热泵冷凝器中管程的混合汽物料由汽态冷凝为液态，经过成品塔冷却器冷却流回成品塔，成品塔热泵冷凝器中壳程的高温除氧水由液态变成汽态的低压蒸汽。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明合成系统反应热的耦合循环利用，利用反应热加热高温除氧水变成低压蒸汽，再与闪蒸罐的低压蒸汽混合后通过一号热泵机组提温提压变成中压蒸汽，供各精馏塔使用。

(2)本发明精馏系统各精馏塔余热的耦合循环利用，利用塔顶物料潜热加热高温除氧水变成低压蒸汽，通过二号热泵机组提温提压变成中压蒸汽，供各精馏塔使用。

(3)本发明的精馏系统利用后的余热通过闪蒸罐分离出低压蒸汽冷凝液，供溴化锂生产冷冻水，为精馏系统及吸收系统提供冷量，实现各种品位的热量综合利用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统结构图。

图中，1.反应釜；2.蒸发器；3.脱轻塔；4.脱水塔；5.成品塔；6.闪蒸罐；7.溴化锂机组。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本实施例提供了一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统，包括合成系统、精馏系统和吸收系统。

合成系统用于原料反应，在合成系统中各股物料在催化剂及助催化剂的作用下，通过控制一定的温度和压力发生反应生成醋酸。精馏系统作用是实现对醋酸的精馏分离操作工序。吸收系统用于碘甲烷等有机蒸汽被吸收下来，输送至反应釜继续参加反应，一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气、氢气等不凝气送入火炬焚烧或尾气回收处理装置进一步回收利用。

合成系统包括反应釜1、动力循环泵、热回收换热器、蒸发器2。具体的：

反应釜1与动力循环泵连接，动力循环泵与热回收换热器连接，反应釜还通过管道与蒸发器相互连接。

反应釜1用于原料的反应，原料一氧化碳从反应釜底进入反应釜，原料甲醇与来自精馏工段的稀醋酸及碘甲烷混合后进入反应釜，各股物料在催化剂及助催化剂的作用下，通过控制一定的温度和压力发生反应生成醋酸。该过程为放热反应，反应过程中释放出大量反应热，反应方程式为：

CH₃OH+CO→CH₃COOHΔH＝－2265kJ/kg。

反应釜1生成的粗醋酸进入蒸发器2中进行闪蒸分离，经闪蒸后催化剂等高沸点组分返回反应釜1中继续参加反应，低沸点组分如醋酸、碘甲烷、醋酸甲酯、水等进入精馏系统中完成精馏分离。

反应釜1内反应热通过热回收换热器(管程为物料，壳程为高温除氧水)副产0.5-0.8MPa(G)低压蒸汽，与闪蒸罐0.5MPa(G)6低压蒸汽混合后通过一号热泵机组提温提压，压力提升至1.2-1.3MPa(G)，温度提升至190-195℃，为精馏系统提供蒸汽热源。

精馏系统包括热泵冷凝器、冷却器、再沸器、脱轻塔3、脱水塔4、成品塔5、热泵机组和闪蒸罐6以及溴化锂机组7。蒸发器2与脱轻塔相互双向连接，脱轻塔3与脱水塔4连接，脱水塔4与成品塔5相连接，脱轻塔3、脱水塔4、成品塔5分别与热泵机组连接，脱轻塔3、脱水塔4、成品塔5分别与闪蒸罐6连接，闪蒸罐6与溴化锂机组7连接，溴化锂机组7分别与脱轻塔3、吸收系统相连接。

热泵冷凝器包括脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器和成品塔热泵冷凝器；所述再沸器包括脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器和成品塔再沸器；所述冷却器包括脱轻塔冷却器、脱水塔冷却器和成品塔冷却器。

具体的，脱轻塔3与脱轻塔热泵冷凝器连接，脱轻塔热泵冷凝器与脱轻塔冷却器连接，脱轻塔冷却器通过分层器与脱轻塔3连接，分层器与反应釜1连接；脱轻塔3与脱轻塔再沸器连接。脱轻塔3塔釜含有少量水及微量重组分杂质的粗醋酸进入脱水塔中继续精制，塔釜物料温度控制128-134℃。塔顶主要脱除碘甲烷和醋酸甲酯等轻组分，通过脱轻塔冷凝器间壁换热，利用冷冻水移除物料热量，将物料冷凝，塔顶物料温度控制120-125℃。

本实施例中，脱轻塔3顶部混合汽组分(醋酸、水、碘甲烷、醋酸甲酯等)经过脱轻塔热泵冷凝器(管程为物料，壳程为高温除氧水)间壁换热，管程混合汽物料由汽态冷凝为液态，温度由120-125℃降至80-90℃，再经过脱轻塔冷却器冷却至35-45℃返回脱轻塔，部分物料返回反应釜1继续反应；壳程高温除氧水由液态变成汽态的低压蒸汽，温度由70-80℃提升至110-115℃。

具体的，脱水塔4与脱水塔热泵冷凝器连接，脱水塔热泵冷凝器与脱水塔冷却器连接，脱水塔冷却器与脱水塔4连接；脱水塔4与脱水塔再沸器连接。脱水塔4塔釜含有微量丙酸等重组分的干燥醋酸进入成品塔中精馏提纯，塔釜物料温度控制156-159℃。塔顶主要脱除水分，通过脱水塔冷凝器间壁换热，利用循环水移除物料热量，将物料冷凝，塔顶物料温度控制128-133℃。

本实施例中，脱水塔4顶部混合汽组分(醋酸、水等)经过脱水塔热泵冷凝器(管程为物料，壳程为高温除氧水)间壁换热，管程混合汽物料由汽态冷凝为液态，温度由128-133℃降至90-100℃，再经过脱水塔冷却器冷却至50-70℃返回脱轻塔，部分物料返回反应釜1继续反应；壳程高温除氧水由液态变成汽态低压蒸汽，温度由70-80℃提升至118-123℃。

具体的，成品塔5与成品塔热泵冷凝器连接，成品塔热泵冷凝器与成品塔冷却器连接，成品塔冷却器与成品塔5连接，成品塔5与脱水塔4连接；成品塔5与成品塔再沸器连接。成品塔5塔釜通过加热后主要脱除丙酸等重组分，塔釜物料温度控制145-150℃。成品塔5中上部得到纯度＞99.85％的醋酸。塔顶脱除微量的水等轻组分，通过成品塔冷凝器间壁换热，利用循环水移除物料热量，将物料冷凝，塔顶物料温度控制132-137℃。

本实施例中，成品塔5顶部混合汽组分(醋酸、水等)经过成品塔热泵冷凝器(管程为物料，壳程为高温除氧水)间壁换热，管程混合汽物料由汽态冷凝为液态，温度由132-137℃降至95-105℃，再经过脱水塔冷却器冷却至60-80℃返回脱轻塔，部分物料返回反应釜继续反应；壳程高温除氧水由液态变成汽态低压蒸汽，温度由70-80℃提升至122-127℃。

脱轻塔3、脱水塔4、成品塔5利用塔顶混合汽组分的汽化潜热产生的低压蒸汽并入低压蒸汽管道，然后通过二号热泵机组提温提压，压力提升至1.2-1.3MPa(G)，温度提升至190-195℃，再与一号热泵机组出口的低压蒸汽混合输出中压蒸汽流入精馏系统的再沸器中，为精馏系统提供蒸汽热源。

热泵机组包括第一热泵机组和第二热泵机组；第一热泵机组底部出口与第二热泵机组底部出口相连接；第一热泵机组的底部出口与第二热泵机组的底部出口相连接后分别与脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器、成品塔再沸器相连接；第一热泵机组顶部进口分别与闪蒸罐的顶部进口、脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器相连接；第二热泵机组的顶部进口分别与脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器相连接；脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器、成品塔再沸器分别与闪蒸罐的侧面入口相连接；闪蒸罐6的底部出口与溴化锂机组7相连接。

高温除氧水经脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器变为低压蒸汽流入第二热泵机组变为中压蒸汽后，与第一热泵机组的中压蒸汽混合再流入脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器、成品塔再沸器变为中压蒸汽冷凝液，中压蒸汽冷凝液流入闪蒸罐分离出低压蒸汽、低压蒸汽冷凝液；其中，

低压蒸汽与热回收换热器的低压蒸汽混合后通过第一热泵机组变成中压蒸汽并与第二热泵机组的中压蒸汽混合流回脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器、成品塔再沸器；

低压蒸汽冷凝液为溴化锂机组提供驱动热源后变成高温除氧水，为溴化锂机组提供驱动热源，经溴化锂机组热量利用后，低压蒸汽冷凝液温度降至70-80℃，输送回热回收换热器、脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器，为热回收换热器、脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器提供补水。

溴化锂机组的冷冻水从溴化锂机组的冷却出口流出分别流入脱轻塔冷却器、吸收系统的高压吸收塔冷却器、吸收系统的低压吸收塔冷却器中，为了吸收系统高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器提供冷量；再从脱轻塔冷却器、吸收系统的高压吸收塔冷却器、吸收系统的低压吸收塔冷却器，返回至溴化锂机组中形成循环回路。

吸收系统包括高压吸收塔、高压吸收塔冷却器、低压吸收塔、低压吸收塔冷却器。高压吸收塔与高压吸收塔冷却器相连，低压吸收塔与低压吸收塔冷却器相连；高压吸收塔、低压吸收塔分别与反应釜相连。脱轻塔与低压吸收塔相连。反应釜及脱轻塔产生的尾气中主要包含：一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气、氢气，以及部分碘甲烷蒸汽等，分别输送至高、低压吸收塔中，在低温吸收剂的作用下，碘甲烷等有机蒸汽被吸收下来，输送至反应釜继续参加反应，低温吸收剂的冷却介质为6-10℃冷冻水。

高压吸收塔和低压吸收塔还与火炬连接，一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气、氢气等不凝气送入火炬焚烧或尾气回收处理装置进一步回收利用。

本实施例中，三台精馏塔经再沸器换热后，即脱轻塔经过脱轻塔再沸器，脱水塔经过脱水塔再沸器，成品塔经过成品塔再沸器的冷凝液分别进入闪蒸罐中闪蒸分离，顶部为0.5MPa(G)饱和蒸汽，进入一号热泵机组提温提压；闪蒸罐底部为120-150℃高温除氧水，为溴化锂机组提供驱动热源，经溴化锂机组热量利用后，高温除氧水温度降至70-80℃，为热回收换热器、脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器提供补水。溴化锂机组生产6-10℃冷冻水，为精馏系统脱轻塔冷却器，以及吸收系统高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器提供冷量，从而实现甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合综合循环利用，极大的降低能源消耗。

实施例二：

本实施例提供了一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用方法，具体步骤如下：

步骤1：反应釜1内反应热通过热回收换热器副产低压蒸汽，经第一热泵机组提温提压后通入精馏系统；

进一步的，反应釜1内反应热通过热回收换热器副产低压蒸汽，与闪蒸罐低压蒸汽混合并通过第一热泵机组提温提压后变为中压蒸汽，中压蒸汽输入至精馏系统的脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器和成品塔再沸器；

具体的，反应釜1内反应热通过热回收换热器(管程为物料，壳程为高温除氧水)副产0.5-0.8MPa(G)低压蒸汽，与闪蒸罐0.5MPa(G)低压蒸汽混合后通过一号热泵机组提温提压，压力提升至1.2-1.3MPa(G)，温度提升至190-195℃，为精馏系统提供蒸汽热源。

步骤2：脱轻塔顶部混合汽经脱轻塔热泵冷凝器换热，脱轻塔热泵冷凝器中管程的混合汽物料由汽态冷凝为液态，经过脱轻塔冷却器冷却流回脱轻塔，脱轻塔热泵冷凝器中壳程的高温除氧水由液态变成汽态的低压蒸汽。

进一步的，脱轻塔3顶部混合汽组分(醋酸、水、碘甲烷、醋酸甲酯等)经过脱轻塔热泵冷凝器(管程为物料，壳程为高温除氧水)间壁换热，管程混合汽物料由汽态冷凝为液态，温度由120-125℃降至80-90℃，再经过脱轻塔冷却器冷却至35-45℃返回脱轻塔，部分物料返回反应釜继续反应；壳程高温除氧水由液态变成汽态，温度由70-80℃提升至110-115℃。

步骤3：脱水塔顶部混合汽经脱水塔热泵冷凝器换热，脱水塔热泵冷凝器中管程的混合汽物料由汽态冷凝为液态，经过脱水塔冷却器冷却流回脱水塔，脱水塔热泵冷凝器中壳程的高温除氧水由液态变成汽态的低压蒸汽。

具体的，脱水塔4顶部混合汽组分(醋酸、水等)经过脱水塔热泵冷凝器(管程为物料，壳程为高温除氧水)间壁换热，管程混合汽物料由汽态冷凝为液态，温度由128-133℃降至90-100℃，再经过脱水塔冷却器冷却至50-70℃返回脱轻塔，部分物料返回反应釜继续反应；壳程高温除氧水由液态变成汽态，温度由70-80℃提升至118-123℃。

步骤4：成品塔顶部混合汽经成品塔热泵冷凝器换热，成品塔热泵冷凝器中管程的混合汽物料由汽态冷凝为液态，经过成品塔冷却器冷却流回成品塔，成品塔热泵冷凝器中壳程的高温除氧水由液态变成汽态的低压蒸汽。

具体的，成品塔5顶部混合汽组分(醋酸、水等)经过成品塔热泵冷凝器(管程为物料，壳程为高温除氧水)间壁换热，管程混合汽物料由汽态冷凝为液态，温度由132-137℃降至95-105℃，再经过脱水塔冷却器冷却至60-80℃返回脱轻塔，部分物料返回反应釜继续反应；壳程高温除氧水由液态变成汽态，温度由70-80℃提升至122-127℃。

步骤5：脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器的低压蒸汽并入低压蒸汽管道，通过第二热泵机组提温提压后与第一热泵机组出口的蒸汽混合，流入脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器、成品塔再沸器。

进一步的，脱轻塔、脱水塔、成品塔利用塔顶混合汽组分的汽化潜热产生的蒸汽并入低压蒸汽管道，然后通过二号热泵机组提温提压变为中压蒸汽，压力提升至1.2-1.3MPa(G)，温度提升至190-195℃，再与一号热泵机组出口的中压蒸汽混合，为精馏系统提供蒸汽热源。

步骤6：脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器、成品塔再沸器换热后的冷凝液进入闪蒸罐6中闪蒸分离，分离出低压蒸汽和低压蒸汽冷凝液，闪蒸分离出的低压蒸汽与合成系统热回收换热器的低压蒸汽混合，通过第一热泵机组变成中压蒸汽，并与第二热泵机组的中压蒸汽混合流回再沸器；闪蒸分离出的低压蒸汽冷凝液从闪蒸罐6底部为溴化锂机组为溴化锂机组提供驱动热源。

进一步的，三台精馏塔经再沸器换热后的冷凝液进入闪蒸罐6中闪蒸分离，顶部为0.5MPa(G)低压蒸汽，与合成系统热回收换热器的低压蒸汽混合，进入一号热泵机组提温提压变为中压蒸汽；底部为120-150℃低压蒸汽冷凝液，为溴化锂机组提供驱动热源。

步骤7：低压蒸汽冷凝液经溴化锂机组7热量利用后变为高温除氧水，高温除氧水流入热回收换热器、脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器提供补水；溴化锂机组7生产冷冻水流入脱轻塔冷却器、吸收系统高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器。

进一步的，经溴化锂机组7热量利用后，高温除氧水温度降至70-80℃，为热回收换热器、脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器提供补水。溴化锂机组生产6-10℃冷冻水，为精馏系统脱轻塔冷却器，以及吸收系统高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器提供冷量。

传统的甲醇低压羰基制醋酸工艺合成系统释放出大量的反应热，多数通过循环水换热器将热量移出，或者通过热回收换热器(管程为物料，壳程为高温除氧水)副产0.5-0.8MPa(G)低压蒸汽直接作为热源使用；精馏系统普遍采用塔釜外供蒸汽加热及塔顶循环水降温的方案，在正常运行过程中消耗大量的蒸汽及循环水，造成了冷、热公用工程的双重消耗。

本实施例的甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用方法，实现反应热及精馏热量耦合循环利用，极大的降低能源消耗。对反应热及精馏余热的综合回收，通过提升热量的品位，为精馏系统提供热源，精馏系统冷凝液为溴化锂机组提供热源，溴化锂机组制备冷冻水为吸收工段提供冷量，从而实现热量耦合循环利用，极大的降低能源消耗。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统，其特征在于，包括：

合成系统，包括热回收换热器；高温除氧水与高温反应液在热回收换热器换热，高温除氧水变成低压蒸汽输入精馏系统；

精馏系统，包括热泵冷凝器、再沸器、冷却器、第一热泵机组、第二热泵机组、闪蒸罐、溴化锂机组；高温除氧水经热泵冷凝器变为低压蒸汽,低压蒸汽流入第二热泵机组变为中压蒸汽，中压蒸汽流入再沸器变为中压蒸汽冷凝液，中压蒸汽冷凝液流入闪蒸罐分离出低压蒸汽、低压蒸汽冷凝液；闪蒸分离出的低压蒸汽与合成系统热回收换热器的低压蒸汽混合，通过第一热泵机组变成中压蒸汽，并与第二热泵机组的中压蒸汽混合流回再沸器；闪蒸分离出的低压蒸汽冷凝液为溴化锂机组提供驱动热源后变成高温除氧水输送至热回收换热器、热泵冷凝器；

吸收系统，包括高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器；溴化锂机组的冷冻水分别与高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器、脱轻塔冷却器形成循环回路；

所述合成系统还包括反应釜、动力循环泵，反应釜、动力循环泵、热回收换热器依次连接；所述吸收系统还包括包括高压吸收塔、低压吸收塔；所述精馏系统还包括脱轻塔、脱水塔、成品塔，脱轻塔、脱水塔、成品塔均连接有热泵冷凝器、再沸器、冷却器；

所述热泵冷凝器包括脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器和成品塔热泵冷凝器；所述再沸器包括脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器和成品塔再沸器；所述冷却器包括脱轻塔冷却器、脱水塔冷却器和成品塔冷却器。

2.如权利要求1所述的一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统，其特征在于，反应釜与蒸发器相连；蒸发器与脱轻塔连接，脱轻塔与脱水塔连接，脱水塔与成品塔相连接。

3.如权利要求1所述的一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统，其特征在于，脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器和成品塔再沸器分别与闪蒸罐连接，闪蒸罐与溴化锂机组连接，溴化锂机组分别与脱轻塔、吸收系统相连接。

4.如权利要求1所述的一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统，其特征在于，脱轻塔与脱轻塔热泵冷凝器连接，脱轻塔热泵冷凝器与脱轻塔冷却器连接，脱轻塔冷却器通过分层器与脱轻塔连接，分层器与反应釜连接；脱轻塔与脱轻塔再沸器连接；脱水塔与脱水塔热泵冷凝器连接，脱水塔热泵冷凝器与脱水塔冷却器连接，脱水塔冷却器与脱水塔连接；脱水塔与脱水塔再沸器连接；成品塔与成品塔热泵冷凝器连接，成品塔热泵冷凝器与成品塔冷却器连接，成品塔冷却器与成品塔连接，成品塔与脱水塔连接；成品塔与成品塔再沸器连接。

5.如权利要求1所述的一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统，其特征在于，高压吸收塔与高压吸收塔冷却器相连，低压吸收塔与低压吸收塔冷却器相连；高压吸收塔、低压吸收塔分别与反应釜相连；脱轻塔与低压吸收塔相连。

6.一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用方法，其特征在于，基于权利要求1-5任意一项所述的一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用系统，其特征在于，具体步骤如下：

反应釜内反应热通过热回收换热器副产低压蒸汽，经第一热泵机组提温提压后通入精馏系统；

脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器的低压蒸汽并入低压蒸汽管道，通过第二热泵机组提温提压后变为中压蒸汽，中压蒸汽与第一热泵机组输出的中压蒸汽混合，流入脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器、成品塔再沸器换热后变为中压蒸汽冷凝液；

中压蒸汽冷凝液进入闪蒸罐中闪蒸分离，分离出低压蒸汽和低压蒸汽冷凝液；低压蒸汽从闪蒸罐顶部进入第一热泵机组提温提压变为中压蒸汽；低压蒸汽冷凝液从闪蒸罐底部的输送至溴化锂机组，为溴化锂机组提供驱动热源；

经溴化锂机组热量利用后，低压蒸汽冷凝液温度下降变成高温除氧水，流入脱轻塔热泵冷凝器、脱水塔热泵冷凝器、成品塔热泵冷凝器、合成系统热回收换热器提供补水；溴化锂机组生产冷冻水流入脱轻塔冷却器、吸收系统高压吸收塔冷却器、低压吸收塔冷却器提供冷量。

7.如权利要求6所述的一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用方法，其特征在于，反应釜内反应热通过热回收换热器副产低压蒸汽，与闪蒸罐低压蒸汽混合并通过第一热泵机组提温提压后输入至精馏系统的脱轻塔再沸器、脱水塔再沸器和成品塔再沸器。

8.如权利要求6所述的一种甲醇低压羰基化制醋酸工艺热量耦合利用方法，其特征在于，脱轻塔顶部混合汽经脱轻塔热泵冷凝器换热，脱轻塔热泵冷凝器中管程的混合汽物料由汽态冷凝为液态，经过脱轻塔冷却器冷却流回脱轻塔，脱轻塔热泵冷凝器中壳程的高温除氧水由液态变成汽态的低压蒸汽。