CN211753722U - 用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，包括依次通过管线连通的真空泵、气液分离器、尾气洗涤塔以及甲醇塔；真空泵与减压塔连通，用于维持减压塔处于减压状态；所述气液分离器内部设有冷凝/冷却盘管，气液分离器与真空泵之间还设有冷却后工作液管线；所述甲醇塔与尾气洗涤塔之间还设有洗涤液管线。本实用新型通过对装置的改进及流程优化，增加尾气洗涤装置，有效降低减压系统尾气及排放液中甲醇含量，满足装置环保及经济性要求。

Description

用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置

技术领域

本实用新型属于化工设备技术领域，尤其是涉及一种用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置。

背景技术

酯化反应是有机化工领域的一项重要反应。酯化加氢反应则是在酯化反应基础上进行加氢反应，是制取多元醇、高级醇等基础有机化工原料的重要手段；其中的甲醇酯化加氢反应则广泛应于用生产二元醇、内酯、高级脂肪醇等，是重要的聚氨酯原料、医药中间体及有机溶剂。常见利用甲醇酯化加氢反应生产的主要产品有1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯，1,6-己二醇、ε-己内酯、1,4-环己烷二甲醇及C12/14高级脂肪醇等。

甲醇酯化加氢反应首先是酸或酸酐与甲醇发生酯化反应，分离出甲醇后得到的酯类继续进行加氢反应生成粗产品；粗产品由于沸点高或各组分间沸点差异小等问题，为降低操作温度在较好的经济条件下操作，粗产品精馏分离需要在减压条件下操作。减压条件通过装置内减压系统提供，密封液来自装置工艺物料可循环使用，脱盐水作为密封液的补充液。

由于生产过程中粗产品含有未反应的甲醇，因此甲醇会随减压系统放空尾气排入大气。现有技术中，会通过改变尾气出口冷凝器位置用于解决尾气雾沫夹带问题。此方法虽然一定程度上可以减少尾气夹带液体问题，但不能从根本降低尾气中甲醇含量，部分甲醇随尾气直接放空，超过环保排放要求，对装置环保问题作用有限。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，以克服现有技术的不足，针对甲醇酯化加氢反应装置减压系统放空尾气甲醇含量高、无法满足环保要求、甲醇放空损失无法回收、潜在漏气点多等问题，通过对减压系统气液分离罐改进及流程优化，增加尾气洗涤装置，有效降低减压系统尾气及排放液中甲醇含量，满足装置环保及经济性要求。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，包括依次通过管线连通的真空泵、气液分离器、尾气洗涤塔以及甲醇塔；真空泵与减压塔连通，用于维持减压塔处于减压状态；所述气液分离器内部设有冷凝/冷却盘管，气液分离器与真空泵之间还设有冷却后工作液管线；所述甲醇塔与尾气洗涤塔之间还设有洗涤液管线。

来自减压塔塔顶放空气接入多级真空泵的相应位置以获得不同操作压力。放空气经多级真空泵组后与工作液一同进入含冷凝/冷却功能的气液分离器。

气液分离器内设置冷凝/冷却盘管，盘管尺寸及换热面积可根据不同工况计算设置。盘管内冷却介质可采用循环冷却水或冷冻水。循环水来自装置循环水总管；冷冻水可由装置或单独设置的冷冻机提供。

含液滴的气体经冷却/冷凝分液后进入尾气洗涤塔，尾气经洗涤塔去除含有的绝大部分有机物及甲醇后达标放空；气液分离器内液体则经冷却后送入多级真空泵组作为工作液循环使用。

甲醇塔底排放液主要为水，含微量甲醇，可作为尾气洗涤塔洗涤水，满足尾气洗涤要求。

洗涤后排放液正常操作时并入甲醇塔进料管线一同进入甲醇塔分离回收甲醇；停车时可经旁路管线排入废液收集罐回收。

进一步的，气液分离器的顶端通过放空气管线连通的尾气洗涤塔，冷却后工作液管线与气液分离器的底端连通，且气液分离器的底端连通有气液分离器废液排放管线。

进一步的，冷凝/冷却盘管的冷却介质入口位于下方，冷却介质出口位于上方；且在气液分离器上部侧壁设置溢流口，溢流口连通有溢流口管线；在气液分离器上部侧壁还连通有脱盐水补充管线。

气液分离器上部侧壁设置溢流口，工作液液位过高时可通过溢流口管线排放至装置废液收集罐，同时罐底设置常闭放净管线，用于工作液置换排放。分液罐上部设有脱盐水管线作为工作液的补充。

进一步的，所述尾气洗涤塔内部设有叶片式气体分布器，叶片式气体分布器与放空气管线连通；且尾气洗涤塔内设有位于叶片式气体分布器上方的填料段，以及位于填料段上方的洗涤液喷头，洗涤液喷头与洗涤液管线连通。

尾气洗涤塔位于气液分离器顶部，气液分离后放空气经叶片式气体分布器作进一步气液分离后，进入洗涤塔填料段；在尾气洗涤塔填料段经甲醇塔底排放液洗涤至甲醇含量达标后，尾气放空。

进一步的，所述尾气洗涤塔的顶端设有尾气排放管线，底端设有尾气洗涤塔排放管线，且尾气洗涤塔排放管线与甲醇塔的进料口连通，同时尾气洗涤塔排放管线连通有尾气洗涤塔排放液旁路管线。

进一步的，所述尾气洗涤塔排放管线与甲醇塔进料管线连通，从而与甲醇塔的进料口连通；甲醇塔的顶端连通有甲醇塔放空气管线，底端连通有甲醇塔废液排放管线。

进一步的，与气液分离器连通的溢流口管线以及与尾气洗涤塔连通的尾气洗涤塔排放液旁路管线均与气液分离器废液排放管线连通。

进一步的，洗涤液管线上还连通有工业水补充管线。

甲醇塔顶放空气排入火炬，回收甲醇自塔上部抽出可作为原料继续参与反应；甲醇塔底排放液循环返回尾气洗涤塔(非正常工况可直接通过废水排放管线直接排入污水处理单元)，同时在排放液管线增设工业水补充管线，作为补充洗涤液保证尾气经洗涤塔后达标排放。

进一步的，所述真空泵为单级或多级，且真空泵为液环真空泵。采用多级真空泵组，满足同一装置内不同真空度条件减压用户的要求。

相对于现有技术，本实用新型所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，具有以下优势：

(1)本实用新型采用尾气洗涤塔能充分降低尾气中甲醇含量，保证尾气达标排放，满足装置环保要求；

(2)本实用新型的尾气洗涤塔采用甲醇塔底排放液作为洗涤液，节省装置工业水用量，同时降低甲醇塔废水排放量，减轻了污水处理装置的压力；

(3)本实用新型的尾气洗涤塔废液并入甲醇塔进料管线，最大化回收甲醇，提高装置经济性；

(4)本实用新型采用内置盘管式气液分离器，结构紧凑，占地少，可根据装置要求计算换热面积，无需密封液冷却器和尾气冷凝器，节省装置投资。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置的简单结构示意图；

图2是内置冷凝/冷却盘管的气液分离器结构示意图示意图；

附图标记说明：

1、减压塔；2、真空泵；3、气液分离器；4、冷凝/冷却盘管；5、冷却介质入口；6、冷却介质出口；7、尾气洗涤塔；8、冷却后工作液管线；9、溢流口管线；10、气液分离器废液排放管线；11、脱盐水补充管线；12、放空气管线；13、叶片式气体分布器；1401、填料段；1402、洗涤液喷头；15、洗涤液管线；16为尾气排放管线；17为尾气洗涤塔排放管线；18为甲醇塔进料管线；19为甲醇塔；20为甲醇塔放空气管线；21为甲醇采出管线；22为甲醇塔废液排放管线；23为工业水补充管线；24为尾气洗涤塔排放液旁路管线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1～2所示，一种用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，包括依次通过管线连通的真空泵2、气液分离器3、尾气洗涤塔7以及甲醇塔19；真空泵2与减压塔1连通，用于维持减压塔1处于减压状态；所述气液分离器3内部设有冷凝/冷却盘管4，气液分离器3与真空泵2之间还设有冷却后工作液管线8；所述甲醇塔19与尾气洗涤塔7之间还设有洗涤液管线15。

气液分离器3的顶端通过放空气管线12连通的尾气洗涤塔7，冷却后工作液管线8与气液分离器3的底端连通，且气液分离器3的底端连通有气液分离器废液排放管线10。

冷凝/冷却盘管4的冷却介质入口5位于下方，冷却介质出口6位于上方；且在气液分离器3上部侧壁设置溢流口，溢流口连通有溢流口管线9；在气液分离器3上部侧壁还连通有脱盐水补充管线11。

所述尾气洗涤塔7内部设有叶片式气体分布器13，叶片式气体分布器13与放空气管线12连通；且尾气洗涤塔7内设有位于叶片式气体分布器13上方的填料段1401，以及位于填料段1401上方的洗涤液喷头1402，洗涤液喷头1402与洗涤液管线15连通。

所述尾气洗涤塔7的顶端设有尾气排放管线16，底端设有尾气洗涤塔排放管线17，且尾气洗涤塔排放管线17与甲醇塔19的进料口连通，同时尾气洗涤塔排放管线17连通有尾气洗涤塔排放液旁路管线24。

所述尾气洗涤塔排放管线17与甲醇塔进料管线18连通，从而与甲醇塔19的进料口连通；甲醇塔19的顶端连通有甲醇塔放空气管线20，底端连通有甲醇塔废液排放管线22。

与气液分离器3连通的溢流口管线9以及与尾气洗涤塔7连通的尾气洗涤塔排放液旁路管线24均与气液分离器废液排放管线10连通。

洗涤液管线15上还连通有工业水补充管线23。

所述真空泵2为单级或多级，且真空泵为液环真空泵。

实施例1

马来酸酐与甲醇发生酯化反应生成马来酸二甲酯，而后进一步加氢生成1,4-丁二醇、四氢呋喃及γ-丁内酯混合产物。由于1,4-丁二醇及γ-丁内酯沸点(230℃、206℃)较高，因此为保证产品稳定及装置经济性，1,4-丁二醇分离塔及γ-丁内酯分离塔均需进行减压蒸馏操作。

由于产品沸点差异不大，分离所需压力可通过调节阀控制，因此该装置减压系统采用单级液环真空泵即可满足要求。

来自减压塔1塔顶放空气通过调节阀调节后接入真空泵2。放空气经真空泵2后与工作液一同进入内置冷凝/冷却盘管4的气液分离器3。

冷凝/冷却盘管4内采用装置内设置的冷冻机提供冷冻水。

含液滴的气体经部分冷凝后进入尾气洗涤塔7，尾气经尾气洗涤塔7去除含有的绝大部分有机物及甲醇后由尾气排放管线16放空；气液分离器3内液体则经冷却后送入真空泵2作为工作液循环使用。

气液分离器3上部设置溢流口，工作液液位过高时可通过溢流口管线9排放至装置废液收集罐，同时气液分离器3底端设置常闭气液分离器废液排放管线10，用于工作液置换排放。气液分离器3上部设有脱盐水管线11作为工作液的补充。

尾气洗涤塔7位于气液分离器3顶部，气液分离后放空气经叶片式气体分布器13作进一步气液分离后，进入尾气洗涤塔7填料段1401；在尾气洗涤塔7填料段1401经甲醇塔底排放液洗涤(洗涤液喷头1402喷淋)至甲醇含量达标后，尾气通过尾气排放管线16放空。

甲醇塔底排放液主要为水，含微量甲醇，可作为尾气洗涤塔7洗涤水，满足尾气洗涤要求。

洗涤后排放液正常操作时，经尾气洗涤塔排放管线17并入甲醇塔进料管线18一同进入甲醇塔19分离回收甲醇；通过甲醇采出管线21采出甲醇，停车时可经尾气洗涤塔排放液旁路管线24排入废液收集罐回收。

甲醇塔19塔顶放空气排入火炬，回收甲醇自甲醇塔19上部抽出可作为原料继续参与反应；甲醇塔19塔底排放液经洗涤液管线15循环返回尾气洗涤塔7(非正常工况可直接通过废水排放管线22直接排入污水处理单元)，同时在洗涤液管线15增设工业水补充管线23，作为补充洗涤液保证尾气经洗涤塔7后达标排放。

实施例2

天然脂肪酸与甲醇反应生成脂肪酸甲酯，脂肪酸甲酯进一步加氢可生成高级脂肪醇。由于高级脂肪醇产品沸点较高(＞260℃)，因此为保证产品稳定及装置经济性，高级脂肪醇分离塔需进行减压蒸馏操作。而且反应前为保证天然脂肪酸反应的顺利进行，必须在减压条件下进行除氧操作。

由于天然脂肪酸原料来源不同，其组成(碳链长度)也不尽相同。因此生成的高级脂肪醇沸点差异较大，高级脂肪醇生产装置减压系统需要2～3级真空泵组合以满足装置操作灵活性要求。

来自分离塔塔顶放空气通过调节阀调节后接入多级真空泵2。放空气经真空泵2后与工作液一同进入内置冷凝/冷却盘管4的气液分离器3。

冷凝/冷却盘管4内采用装置内设置的冷冻机提供冷冻水。

含液滴的气体经部分冷凝后进入尾气洗涤塔7，尾气经尾气洗涤塔7去除含有的绝大部分有机物及甲醇后由尾气排放管线16放空；气液分离器3内液体则经冷却后送入真空泵2作为工作液循环使用。

气液分离器3上部设置溢流口，工作液液位过高时可通过溢流口管线9排放至装置废液收集罐，同时气液分离器3底部设置常闭气液分离器废液排放管线10，用于工作液置换排放。气液分离器3上部设有脱盐水管线11作为工作液的补充。

尾气洗涤塔7位于气液分离器3顶部，气液分离后放空气经叶片式气体分布器13作进一步气液分离后，进入尾气洗涤塔7填料段1401；在尾气洗涤塔7填料段1401经甲醇塔19塔底排放液喷淋洗涤至甲醇含量达标后，尾气通过尾气排放管线16放空。

甲醇塔底排放液主要为水，含微量甲醇，可作为尾气洗涤塔7洗涤水，满足尾气洗涤要求。

洗涤后排放液正常操作时经尾气洗涤塔排放管线17并入甲醇塔进料管线18一同进入甲醇塔19分离回收甲醇；停车时可经尾气洗涤塔排放液旁路管线24排入废液收集罐回收。

甲醇塔19塔顶放空气排入火炬，回收甲醇自塔上部抽出可作为原料继续参与反应；甲醇塔底排放液15循环返回尾气洗涤塔7(非正常工况可直接通过废水排放管线22直接排入污水处理单元)，同时在排放液管线15增设工业水补充管线23，作为补充洗涤液保证尾气经洗涤塔7后达标排放。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，其特征在于：包括依次通过管线连通的真空泵(2)、气液分离器(3)、尾气洗涤塔(7)以及甲醇塔(19)；真空泵(2)与减压塔(1)连通，用于维持减压塔(1)处于减压状态；所述气液分离器(3)内部设有冷凝/冷却盘管(4)，气液分离器(3)与真空泵(2)之间还设有冷却后工作液管线(8)；所述甲醇塔(19)与尾气洗涤塔(7)之间还设有洗涤液管线(15)。

2.根据权利要求1所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，其特征在于：气液分离器(3)的顶端通过放空气管线(12)连通的尾气洗涤塔(7)，冷却后工作液管线(8)与气液分离器(3)的底端连通，且气液分离器(3)的底端连通有气液分离器废液排放管线(10)。

3.根据权利要求1所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，其特征在于：冷凝/冷却盘管(4)的冷却介质入口(5)位于下方，冷却介质出口(6)位于上方；且在气液分离器(3)上部侧壁设置溢流口，溢流口连通有溢流口管线(9)；在气液分离器(3)上部侧壁还连通有脱盐水补充管线(11)。

4.根据权利要求1所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，其特征在于：所述尾气洗涤塔(7)内部设有叶片式气体分布器(13)，叶片式气体分布器(13)与放空气管线(12)连通；且尾气洗涤塔(7)内设有位于叶片式气体分布器(13)上方的填料段(1401)，以及位于填料段(1401)上方的洗涤液喷头(1402)，洗涤液喷头(1402)与洗涤液管线(15)连通。

5.根据权利要求1所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，其特征在于：所述尾气洗涤塔(7)的顶端设有尾气排放管线(16)，底端设有尾气洗涤塔排放管线(17)，且尾气洗涤塔排放管线(17)与甲醇塔(19)的进料口连通，同时尾气洗涤塔排放管线(17)连通有尾气洗涤塔排放液旁路管线(24)。

6.根据权利要求5所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，其特征在于：所述尾气洗涤塔排放管线(17)与甲醇塔进料管线(18)连通，从而与甲醇塔(19)的进料口连通；甲醇塔(19)的顶端连通有甲醇塔放空气管线(20)，底端连通有甲醇塔废液排放管线(22)。

7.根据权利要求1所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，其特征在于：与气液分离器(3)连通的溢流口管线(9)以及与尾气洗涤塔(7)连通的尾气洗涤塔排放液旁路管线(24)均与气液分离器废液排放管线(10)连通。

8.根据权利要求1所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，其特征在于：洗涤液管线(15)上还连通有工业水补充管线(23)。

9.根据权利要求1所述的用于酯化加氢产品生产的减压及甲醇回收一体化装置，其特征在于：所述真空泵(2)为单级或多级，且真空泵为液环真空泵。

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