CN205035295U - 甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种<b>甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统</b>，主要包括出甲醇合成气气换热器的甲醇合成反应气作为甲醇预精馏塔再沸器加热热源，可以提供甲醇预精馏塔精馏所需的部分或全部加热热源，甲醇合成反应气在预精馏塔再沸器中可提供热量多少由预精馏塔塔釜压力来控制，预精馏塔塔釜压力越低，甲醇合成反应气在预精馏塔再沸器中可提供热量越多，反之亦然。可采用增压机来控制精馏塔压力，增压机将塔顶不凝气压缩，然后经过冷却和水洗将不凝气中甲醇冷凝下来，从而回收不凝气中的甲醇，冷凝和水洗液送甲醇预精馏塔回流槽作为甲醇预精馏塔回流液，水洗后不凝气送燃料或火炬管网。
Description
技术领域
本实用新型涉及甲醇的制备技术领域，尤其是一种甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热工艺。
背景技术
目前，甲醇合成塔出口反应气与合成进料入塔气换热后，采用水冷或者空冷将合成反应气冷却到常温，使合成生成的甲醇、水等冷凝下来，然后经过气液分离，分出的液体作为粗甲醇，分出的气体大部分循环，小部分气体作为施放气排除。
由于与合成进料入塔气换热后的甲醇合成反应气温度通常低于100℃，反应气中所含的大量低位热无法利用，只能采用水冷或者空冷将甲醇合成生成的甲醇、水等冷凝下来，冷凝放出大量热，需要消耗大量的冷却水或者消耗空冷所需的电能。
甲醇预精馏塔是采用精馏的方法将粗甲醇中的轻组分从塔顶脱出，预精馏塔塔釜通常采用蒸汽加热，甲醇预精馏塔塔顶操作压力约为约为～0.05Mpa(G),塔釜温度约75～86℃。为了脱出粗甲醇中的轻组分，甲醇预精馏塔需要一定量的回流量，即需要在塔釜提供一定的加热热源。
如何充分利用甲醇制备过程中各环节中的资源，降低能耗，减少成本是目前所需。
中国发明CN201510117322.9说明书中记载了甲醇合成反应气作为甲醇预精馏塔再沸器加热热源，然后与甲醇预精馏塔进料换热；甲醇预精馏塔塔顶操作压力为负压，甲醇预精馏塔塔顶操作压力由水环真空泵控制，从水环真空泵抽出的塔顶不凝气经过冷却后送燃料气管网，节省甲醇预精馏塔再沸器加热热源，同时减少冷却甲醇合成反应气冷却水，节能降耗。但存在着当甲醇浓度大或分子量大时，反应不能进行或反应率低的技术问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，节省预精馏塔再沸器加热热源，同时减少冷却甲醇合成反应气冷却水，节能降耗。
解决以上技术问题的本实用新型中的甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，包括甲醇合成反应气、粗甲醇、合成水冷却器、加压塔、不凝气送燃料管网或火炬系统、甲醇预精馏塔T1和管道，其特征在于：所述系统还设有甲醇预精馏塔再沸器E1、甲醇预精馏塔入塔预热器E2、回流槽V1、塔顶冷凝器E3、回流泵P1、喷水冷却吸收装置，各个设备之间通过管道连接；
甲醇预精馏塔入塔预热器E2分别与合成水冷却器、甲醇预精馏塔T1和甲醇预精馏塔再沸器E1相连，甲醇预精馏塔T1塔釜分别与甲醇预精馏塔再沸器E1和加压塔相连，甲醇预精馏塔T1塔顶分别与塔顶冷凝器E3和回流泵P1相连，回流槽V1分别与回流泵P1、塔顶冷凝器E3、喷水冷却吸收装置相连，塔顶冷凝器E3和喷水冷却吸收装置相连，各个设备之间通过管道连接。
反应中甲醇合成反应气经过甲醇预精馏塔塔釜再沸器E1冷却降温后再进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2冷却降温，然后去合成水冷却器进一步冷却降温，甲醇预精馏塔塔釜再沸器E1还与甲醇预精馏塔塔釜相连进行热交换；粗甲醇进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2加热，再进入甲醇预精馏塔T1精馏，甲醇预精馏塔T1塔顶出来气体进入塔顶冷凝器E3，甲醇预精馏塔T1塔釜出来的液体去加压塔；塔顶冷凝器E3分离出的冷凝液进入回流槽V1，然后由回流泵P1送入甲醇预精馏塔T1塔顶；塔顶冷凝器E3分离出的气体进入喷水冷却吸收装置进行冷却和洗涤，冷却、洗涤后的不凝气送燃料管网或火炬系统，冷凝液和洗涤液进入回流槽V1，再由回流泵P1送入甲醇预精馏塔T1塔顶，如此反复。
本实用新型中无论预塔顶有没有增压机，预塔顶不凝气排放前均设冷却洗涤吸收器，采用水或稀甲醇水溶液对不凝气进行洗涤，减少甲醇损失。设备简单，进一步降低生产成本，简化工艺，提高效率。
本实用新型中甲醇合成反应气为合成进料入塔气换热后的甲醇合成反应气。与合成进料入塔气换热后的甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔塔釜和甲醇预精馏塔入塔预热器加热，节省精馏所需热源，同时减少冷却所需冷却水。
所述塔顶冷凝器E3和喷水冷却吸收装置，之间还设有增压系统C1。
塔顶冷凝器E3分离出的气体压力若能直接进入燃料管网或火炬系统，则先进入喷水冷却吸收装置冷却洗涤；塔顶冷凝器E3分离出的气体压力若不能直接进入燃料管网或火炬系统，则设置增压系统C1对其增压，增压后气体进入喷水冷却吸收装置冷却洗涤。
所述增压系统C1为液环增压机或干式增压机。
所述喷水冷却吸收装置为喷水冷却吸收器，冷却和洗涤为一个装置中，所述洗涤由新鲜水或稀甲醇水溶液洗涤。塔顶冷凝器E3分离出的不凝气经喷水冷却吸收器冷却和新鲜水或稀甲醇水溶液洗涤洗涤，可以尽量回收不凝气中所含的甲醇，减少甲醇损耗。
所述喷水冷却吸收装置由尾气冷却器E4和水洗器V2组成，所述塔顶冷凝器E3分离出的气体进入尾气冷却器E4，冷却后的不凝气进入水洗器V2用新鲜水或稀甲醇水溶液洗涤洗涤，冷凝液进入回流槽V1；洗涤后的不凝气送燃料管网或火炬系统，洗涤液进入回流槽V1，再由回流泵P1送入甲醇预精馏塔T1塔顶。
本实用新型中甲醇合成反应气在甲醇预精馏塔再沸器中换热可提供甲醇预精馏塔精馏所需的部分或全部热量，甲醇合成反应气可提供热量多少由甲醇预精馏塔塔釜压力来控制，预精馏塔塔釜压力越低，甲醇合成反应气在预精馏塔再沸器中可提供热量越多，反之亦然。
本实用新型中甲醇合成反应气作为甲醇预精馏塔再沸器以及甲醇预精馏塔进料加热热源，节省甲醇预精馏塔再沸器加热热源，同时减少冷却甲醇合成反应气冷却水，以达到节能降耗的目的；对不凝气进行冷却并用新鲜水或稀甲醇水溶液对不凝气进行洗涤，尽量回收不凝气中所含的甲醇，达到减少甲醇损耗的目的。
附图说明
图1是本实用新型中实施例1的结构示意图
图2是本实用新型中实施例2的结构示意图
图3是本实用新型中实施例3的结构示意图
其中，图中标号具体为：1.甲醇预精馏塔再沸器E12.甲醇预精馏塔入塔预热器E23.塔顶冷凝器E34.不凝气送燃料管网或火炬系统5.尾气冷却器E46.合成水冷却器7.甲醇预精馏塔T1（7.1甲醇预精馏塔T1塔顶,7.2甲醇预精馏塔T1塔釜,7.3甲醇预精馏塔T1中部）8.回流槽V19.增压系统C110.水洗器V211.回流泵P112.加压塔13.管道15.喷水冷却吸收装置
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述，但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于下述实施例：
本实用新型用甲醇合成反应气作为甲醇预精馏塔再沸器加热热源，然后与甲醇预精馏塔进料换热，甲醇合成反应气可以提供甲醇预精馏塔精馏所需的部分或全部加热热源，甲醇合成反应气在预精馏塔再沸器中可提供热量多少由甲醇预精馏塔塔釜压力来控制；可采用增压机来控制精馏塔压力，增压机将塔顶不凝气压缩，然后经过冷却和水洗将不凝气中甲醇冷凝下来，从而回收不凝气中的甲醇，冷凝和水洗液送甲醇预精馏塔回流槽作为甲醇预精馏塔回流液，水洗后不凝气送燃料或火炬管网。
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述，但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于下述实施例：
实施例1
甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，设有合成水冷却器、加压塔、不凝气送燃料管网或火炬系统、甲醇预精馏塔T1、管道、甲醇预精馏塔再沸器E1、甲醇预精馏塔入塔预热器E2、回流槽V1、塔顶冷凝器E3、回流泵P1、增压系统C1、喷水冷却吸收装置，喷水冷却吸收装置由尾气冷却器E4和水洗器V2组成，各个设备之间通过管道连接；
反应中甲醇合成反应气经过甲醇预精馏塔塔釜再沸器E1冷却降温后再进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2冷却降温，然后去合成水冷却器进一步冷却降温，甲醇预精馏塔塔釜再沸器E1还与甲醇预精馏塔塔釜相连进行热交换；粗甲醇进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2加热，再进入甲醇预精馏塔T1精馏，甲醇预精馏塔T1塔顶出来气体进入塔顶冷凝器E3，甲醇预精馏塔T1塔釜出来的液体去加压塔；塔顶冷凝器E3分离出的冷凝液进入回流槽V1，然后由回流泵P1送入甲醇预精馏塔T1塔顶；塔顶冷凝器E3分离出的气体进入增压系统C1增压后进入尾气冷却器E4，增压系统C1为干式增压机；冷却后的不凝气进入水洗器V2用新鲜水洗涤或稀甲醇水溶液洗涤，冷凝液进入回流槽V1；洗涤后的不凝气送燃料管网或火炬系统，洗涤液进入回流槽V1，再由回流泵P1送入甲醇预精馏塔T1塔顶。
即甲醇预精馏塔入塔预热器E2分别与合成水冷却器、甲醇预精馏塔T1和甲醇预精馏塔再沸器E1相连，甲醇预精馏塔塔釜分别与甲醇预精馏塔再沸器E1和加压塔相连，甲醇预精馏塔T1塔顶分别与塔顶冷凝器E3和回流泵P1相连，回流槽V1分别与回流泵P1、塔顶冷凝器E3、尾气冷却器E4和水洗器V2相连，塔顶冷凝器E3和尾气冷却器E4相连，尾气冷却器E4与水洗器V2相连，增压系统C1设在塔顶冷凝器E3和尾气冷却器E4之间，各个设备之间通过管线连接。
本实施例的甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔塔釜加热具体流程可如下：
进入甲醇预精馏塔再沸器的甲醇合成反应气温度90℃（以焦炉气为原料年产20万吨/年甲醇计），压力6.0MPa（A）。
如流程如图1所示，甲醇合成反应气温度90℃，经甲醇预精馏塔再沸器E1换热后温度约75℃，然后经甲醇预精馏塔入塔预热器E2换热，甲醇合成反应气温度降至约73℃去水冷却器。粗甲醇进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2加热后温度约65℃，进入甲醇预精馏塔精馏T1。甲醇预精馏塔塔顶压力控制在0.09MPa（A），甲醇预精馏塔塔釜压力0.12MPa（A），塔釜温度约72℃。从甲醇预精馏塔塔釜分离出的液体去加压塔，塔顶出来气体经冷凝器E3分离，出口不凝气体温度50℃，冷凝液进入回流槽V1，然后由回流泵P1送入甲醇预精馏塔塔顶；不凝气进入增压系统C1被增压到0.13Mpa(A),然后进入尾气冷却器E4冷却到40℃，再进入水洗槽V2被新鲜水稀甲醇水溶液洗涤。洗涤后的不凝气送燃料管网或火炬，冷凝液和水洗液送回流槽V1经回流泵P1再进入甲醇预精馏塔中。
该实施例中甲醇预精馏塔再沸器加热热源由合成反应气提供，与采用蒸汽加热甲醇预精馏塔再沸器流程相比节约蒸汽（按1.0Mpa饱和蒸汽计）～9.5t/h，与采用合成反应气水冷流程相比节约循环冷却水（按8℃温差计）～660t/h，由于甲醇预精馏塔塔顶为负压，精馏不凝气采用增压系统增压，与甲醇预精馏塔塔顶为正压流程相比多消耗电耗33KW，但不凝气减少甲醇排放～70kg/h。
甲醇预精馏塔塔釜温度随粗甲醇中水含量以及甲醇预精馏塔塔釜压力而变化，粗甲醇中水含量越低，塔釜温度越低。在甲醇预精馏塔塔顶压力0.05Mpa(G)下塔釜温度通常在75～86℃，出甲醇合成气气换热器的甲醇合成反应气温度一般小于100℃，对于粗甲醇中水含量较高而出甲醇合成气气换热器的甲醇合成反应气温度较低且压力较低情况下，若不降低甲醇预精馏塔塔釜压力，甲醇合成反应气温度与甲醇预精馏塔塔釜温度之间差距所放出的热量有限，不能完全满足甲醇预精馏塔塔釜加热所需热量。只有降低甲醇预精馏塔塔釜压力，加大甲醇合成反应气与甲醇预精馏塔塔釜温度差距，甲醇合成气放出热量才能完全满足甲醇预精馏塔塔釜加热所需热量，甲醇预精馏塔塔釜压力大小根据粗甲醇中水含量、甲醇合成反应气压力及温度来确定，粗甲醇中水含量高、甲醇合成反应气压力低、甲醇合成反应气温度低，则预精馏塔塔釜压力越低，反之亦然。
实施例2
甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，设有合成水冷却器、加压塔、不凝气送燃料管网或火炬系统、甲醇预精馏塔T1、管道、甲醇预精馏塔再沸器E1、甲醇预精馏塔入塔预热器E2、回流槽V1、塔顶冷凝器E3、回流泵P1、尾气冷却器E4和水洗器V2，各个设备之间通过管道连接；
反应中甲醇合成反应气经过甲醇预精馏塔塔釜再沸器E1冷却降温后再进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2冷却降温，然后去合成水冷却器进一步冷却降温，甲醇预精馏塔塔釜再沸器E1还与甲醇预精馏塔塔釜相连进行热交换；粗甲醇进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2加热，再进入甲醇预精馏塔T1精馏，甲醇预精馏塔T1塔顶出来气体进入塔顶冷凝器E3，甲醇预精馏塔T1塔釜出来的液体去加压塔；塔顶冷凝器E3分离出的冷凝液进入回流槽V1，然后由回流泵P1送入甲醇预精馏塔T1塔顶；塔顶冷凝器E3分离出的气体进入尾气冷却器E4，冷却后的不凝气进入水洗器V2用新鲜水或稀甲醇水溶液洗涤，冷凝液进入回流槽V1；洗涤后的不凝气送燃料管网或火炬系统，洗涤液进入回流槽V1，再由回流泵P1送入甲醇预精馏塔T1塔顶。
本实施例的甲醇合成反应气用于甲醇甲醇预精馏塔加热流程如下：
进入甲醇预精馏塔再沸器的甲醇合成反应气温度95℃（以煤为原料年产60万吨/年甲醇计），压力8.0MPa（A）。
如流程如图2所示，甲醇合成反应气温度95℃，经甲醇预精馏塔再沸器E1换热后温度约79℃，然后经甲醇预精馏塔入塔预热器E2换热，甲醇合成反应气温度降至77℃去水冷却器。粗甲醇进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2加热后温度约65℃，进入甲醇预精馏塔精馏T1。甲醇预精馏塔塔顶压力控制在0.12MPa（A），甲醇预精馏塔塔釜压力约0.15MPa（A），塔釜温度74℃。从甲醇预精馏塔塔釜分离出的液体去加压塔，塔顶出来气体经冷凝器E3分离，出口不凝气体温度50℃，冷凝液进入回流槽V1，然后由回流泵P1送入甲醇预精馏塔塔顶；不凝气进入尾气冷却器E4冷却到40℃，再进入水洗槽V2被新鲜水或稀甲醇水溶液洗涤。洗涤后的不凝气送燃料管网或火炬，冷凝液和水洗液送回流槽V1经回流泵P1再进入甲醇预精馏塔中。
该实施例中甲醇预精馏塔再沸器加热热源由合成反应气提供，与采用蒸汽加热甲醇预精馏塔再沸器流程相比节约蒸汽（按1.0Mpa饱和蒸汽计）～28t/h，与采用合成反应气水冷流程相比节约循环冷却水（按8℃温差计）～1750t/h，与预塔不凝气未采用水洗流程相比回收甲醇～110kg/h。
实施例3
其它内容如实施例1，甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，设有合成水冷却器、加压塔、不凝气送燃料管网或火炬系统、甲醇预精馏塔T1、管道、甲醇预精馏塔再沸器E1、甲醇预精馏塔入塔预热器E2、回流槽V1、塔顶冷凝器E3、回流泵P1、增压系统C1、尾气冷却器E4和水洗器V2，各个设备之间通过管道连接；
反应中甲醇合成反应气经过甲醇预精馏塔塔釜再沸器E1冷却降温后再进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2冷却降温，然后去合成水冷却器进一步冷却降温，甲醇预精馏塔塔釜再沸器E1还与甲醇预精馏塔塔釜相连进行热交换；粗甲醇进入甲醇预精馏塔入塔预热器E2加热，再进入甲醇预精馏塔T1精馏，甲醇预精馏塔T1塔顶出来气体进入塔顶冷凝器E3，甲醇预精馏塔T1塔釜出来的液体去加压塔；塔顶冷凝器E3分离出的冷凝液进入回流槽V1，然后由回流泵P1送入甲醇预精馏塔T1塔顶；塔顶冷凝器E3分离出的气体进入喷水冷却吸收装置进行冷却和洗涤，冷却、洗涤后的不凝气送燃料管网或火炬系统，冷凝液和洗涤液进入回流槽V1，再由回流泵P1送入甲醇预精馏塔T1塔顶，如此反复。
Claims (6)
1.甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，包括合成水冷却器（6）、加压塔（12）、不凝气送燃料管网或火炬系统(4)、甲醇预精馏塔T1(7)和管道(13)，其特征在于：所述系统还设有甲醇预精馏塔再沸器E1（1）、甲醇预精馏塔入塔预热器E2（2）、回流槽V1（8）、塔顶冷凝器E3（3）、回流泵P1（11）和喷水冷却吸收装置（15），甲醇预精馏塔入塔预热器E2（2）分别与合成水冷却器（6）、甲醇预精馏塔T1（7）和甲醇预精馏塔再沸器E1（1）相连，甲醇预精馏塔T1塔釜（7-2）分别与甲醇预精馏塔再沸器E1（1）和加压塔（12）相连，甲醇预精馏塔T1塔顶（7-1）分别与塔顶冷凝器E3（3）和回流泵P1（11）相连，回流槽V1（8）分别与回流泵P1（11）、塔顶冷凝器E3（3）、喷水冷却吸收装置（15）相连，塔顶冷凝器E3（3）和喷水冷却吸收装置（15）相连，各个设备之间通过管道（13）连接。
2.根据权利要求1所述的甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，其特征在于：所述甲醇预精馏塔再沸器E1（1）加热热源为与甲醇合成入塔气换热后的甲醇合成反应气,甲醇预精馏塔入塔预热器E2（2）加热热源为与甲醇预精馏塔再沸器E1（1）换热后的甲醇合成反应气。
3.根据权利要求1所述的甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，其特征在于：所述塔顶冷凝器E3（3）和喷水冷却吸收装置（15）之间还设有增压系统C1（9）。
4.根据权利要求3所述的甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，其特征在于：所述增压系统C1（9）为液环增压机或干式增压机。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，其特征在于：所述喷水冷却吸收装置（15）为喷水冷却吸收器。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的甲醇合成反应气用于甲醇预精馏塔加热系统，其特征在于：所述喷水冷却吸收装置（15）由尾气冷却器E4（5）和水洗器V2（10）组成，所述塔顶冷凝器E3（3）分离出的气体进入尾气冷却器E4（5），冷却后的不凝气进入水洗器V2（10）用新鲜水洗涤，冷凝液进入回流槽V1（8）；洗涤后的不凝气送燃料管网或火炬系统（4），洗涤液进入回流槽V1（8），再由回流泵P1（11）送入甲醇预精馏塔T1塔顶（7-1）。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112142559A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-29 | 吕永华 | 一种甲醇生产用余热回收装置 |
| CN115400446A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-29 | 河南中鸿集团煤化有限公司 | 甲醇精馏塔VOCs气体处理系统 |
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2015
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| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 5 high tech Zone Gaopeng road in Chengdu city of Sichuan Province in 610041 Patentee after: Haohua Chemical Technology Group Co.,Ltd. Address before: No. 5 high tech Zone Gaopeng road in Chengdu city of Sichuan Province in 610041 Patentee before: SICHUAN TIANYI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200617 Address after: No. 5 high tech Zone Gaopeng road in Chengdu city of Sichuan Province in 610041 Patentee after: SOUTHWEST RESEARCH & DESIGN INSTITUTE OF CHEMICAL INDUSTRY Address before: No. 5 high tech Zone Gaopeng road in Chengdu city of Sichuan Province in 610041 Patentee before: Haohua Chemical Technology Group Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160217 Termination date: 20210831 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |