CN211871828U - 一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统，原料预热器的管程出口连通气化器的管程入口，气化器的管程出口连通换热器的管程入口，换热器的管程出口连通反应器的管程入口，反应器的管程出口连通换热器的壳程入口，换热器的壳程出口连通气化器的壳程入口，气化器的壳程出口连通冷凝器，冷凝器连通分离器，分离器连通闪蒸器，闪蒸器连通甲醇精馏塔。本系统设计科学合理，是利用甲酸甲酯加氢反应是放热反应，反应温度高，反应器降温水设置蒸汽发生器，回收得到的中低压作为原料预热器的热源和甲醇精制塔的热源，整个加氢生产系统正常操作后，热量基本能自给，工艺操作简单，生产成本较低，节约能源，绿色环保可循环。
Description
技术领域
本实用新型属于化学工艺领域，涉及生产甲醇的方法技术，尤其是一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统。
背景技术
煤制乙二醇生产过程中会产生大量甲酸甲酯混合物，该股料主要含甲酸甲酯、甲缩醛和甲醇。由于甲酸甲酯沸点在34℃左右，沸点较低，不易保存和运输。同时甲酸甲酯和甲醇共沸，分离困难。因此，该股原料通常经过火炬燃烧处理。
事实上，甲酸甲酯加氢可得到甲醇，甲缩醛加氢得到甲醇和甲烷，因此，该股料加氢后可大量回收高纯度甲醇，其余低浓度甲醇做醇基燃料用。加氢还原后，既有经济效益又有社会效益和环保效益，值得大力推广。
通过对现有公开专利文献的检索，未检索到相似技术的公开专利文献。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种优化反应条件，使得整个加氢生产系统正常操作后，热量基本能自给，操作费用低廉，工艺绿色环保的煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统，包括原料预热器、气化器、换热器、反应器、冷凝器、分离器、闪蒸器及甲醇精馏塔，其中原料预热器、气化器、换热器、反应器及冷凝器均为通入管程流体和壳程流体的换热装置，所述原料预热器的管程出口连通气化器的管程入口，气化器的管程底部设置有高压氢气入口，气化器的管程出口连通换热器的管程入口，换热器的管程出口连通反应器的管程入口，反应器的管程出口连通换热器的壳程入口，换热器的壳程出口连通气化器的壳程入口，气化器的壳程出口连通冷凝器的管程入口，冷凝器的管程出口连通分离器入口，分离器出口连通闪蒸器入口，闪蒸器出口连通甲醇精馏塔入口，反应器的壳程入口与锅炉给水管连通，反应器的壳程出口与原料预热器的壳程入口连通。
而且，所述反应器为列管式加氢反应器。
而且，所述气化器为立式气化器。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本系统是将新鲜原料预热后和高压氢气混合，在气化器的管程中甲酸甲酯汽化并与氢气混合形成原料气后进入换热器，换热器热源是加氢反应的高温高压反应气，被加热的原料气进入装有催化剂的管式反应器中进行反应，反应放出的热量传递给锅炉给水产生中压蒸气，中压蒸气送入原料预热器的管程中，作为原料预热器的热源。
2、本系统中反应生成的热产品气由反应器管程出口进入换热器和气化器的壳程，然后进入冷凝器中冷却至60℃以下变成甲醇液体、微量甲酸甲酯液体和未反应氢气和反应生产的气液混合物，此气液混合物再进入分离器分离得到液体产物粗甲醇以及混合氢气，混合氢气作为驰放气送入火炬系统燃烧不回收，液体粗甲醇进入闪蒸器，闪蒸器顶部气体作为驰放气送入火炬系统燃烧不回收体，闪蒸槽底部液体进入甲醇精制塔，即可达到99.9％含量甲醇。
3、本系统使用的气化器气化效果好，与常规卧式气化器相比，体积小，投资小，气化率高，不用底部液体循环泵。
3、本系统设计科学合理，是利用甲酸甲酯加氢反应是放热反应，反应温度高，反应器降温水设置蒸汽发生器，回收得到的中低压作为原料预热器的热源和甲醇精制塔的热源，整个加氢生产系统正常操作后，热量基本能自给，工艺操作简单，生产成本较低，节约能源，绿色环保可循环。
附图说明
图1为本实用新型的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统，如图1所示，包括原料预热器3、气化器4、换热器2、反应器1、冷凝器5、分离器6、闪蒸器7及甲醇精馏塔8，其中原料预热器、气化器、换热器、反应器及冷凝器均为通入管程流体和壳程流体的换热装置，所述原料预热器的管程出口连通气化器的管程入口，气化器的管程底部设置有高压氢气入口，气化器的管程出口连通换热器的管程入口，换热器的管程出口连通反应器的管程入口，反应器的管程出口连通换热器的壳程入口，换热器的壳程出口连通气化器的壳程入口，气化器的壳程出口连通冷凝器的管程入口，冷凝器的管程出口连通分离器，分离器的出口连通闪蒸器入口，闪蒸器的出口连通甲醇精馏塔的入口，反应器的壳程出口与原料预热器的壳程入口连通。
所述反应器为列管式加氢反应器，所述列管式加氢反应器内装有铜系催化剂，用于催化甲酸甲酯加氢反应，反应器壳程内装有锅炉给水，用于产生中压水蒸气。
所述气化器为立式气化器，气化器外设置夹套加热，预热后的原料在气化器上部通过喷头雾化，喷头下方设置一段填料，高压氢气从壳程下部进入气化器，通过填料与来自上部雾化原料气混合，混合气进入换热器。
分离器的出口一路连通闪蒸器一路连通去火炬系统，闪蒸器的出口一路连通去火炬系统，一路连通甲醇精馏塔，系统中反应生成的热产品气由反应器管程出口进入换热器和气化器的壳程，然后进入冷凝器中冷却至60℃以下变成甲醇液体、微量甲酸甲酯液体和未反应氢气和反应生产的气液混合物，此气液混合物再进入分离器分离得到液体产物粗甲醇以及混合氢气，混合氢气作为驰放气送入火炬系统燃烧不回收，液体粗甲醇进入闪蒸器，闪蒸器顶部气体作为驰放气送入火炬系统燃烧不回收体，闪蒸槽底部液体进入甲醇精制塔，即可达到99.9％含量甲醇。
本系统中，换热器、冷凝器和原料预热器采用化工领域常见的管壳式换热器，分离器采用化工领域常见的气液分离器，其余闪蒸器、甲醇精馏塔等均采用化工领域的常规设备。
使用本系统生产一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的方法，以年产40万吨煤制乙二醇的副产甲酸甲酯过程为例，包括以下步骤：
一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的方法，包括以下步骤：
1)将液体甲酸甲酯1引入原料预热器管程，经来自反应器壳程的中压蒸汽换热，当温度达到80-90℃，进入气化器的管程经喷雾变成甲酸甲酯蒸汽，与来自气化器底部的高压氢气3混合形成原料气，混合原料气离开气化器的温度为80-90℃；
2)将得到的混合原料气送入换热器的管程与反应器出来的热产品气进一步换热，混合原料气5在换热器内被加热至160-220℃后离开换热器，进入装有催化剂的反应器中进行反应；
3)混合原料气进入反应器后在催化剂的作用下进行催化反应，甲酸甲酯与氢气在温度160-220℃，压力为1.0-3.0MPa，气体空速为4000h-1，氢气:甲酸甲酯质量比为1:20的条件下反应生成甲醇；
4)反应后形成的热产品气为200-220℃，该热产品气由反应器管程出口输出后进入换热器的壳程中，与离开气化器的混合原料气进行热交换，热交换完成之后，换热器壳程出口的热产品气降至90℃后进入气化器的壳程；
5)将完成热交换后从气化器壳程出口出来的甲醇引入冷凝器，被循环冷却水降温至55℃以下，此时，反应生成的甲醇被冷凝为液体，该液体为含有甲醇液体、未反应氢气和反应副产气体的气液混合物；
6)此气液混合物再进入分离器分离得到液体产物粗甲醇、氢气以及驰放气；
7)粗甲醇从分离器底部进入闪蒸器，闪蒸器压力为正压，将闪蒸器闪蒸出的驰放气和分离器出来的未反应氢气及驰放空气引入火炬燃烧；
8)粗甲醇送至甲醇精馏塔加工成成品甲醇11。
9)步骤1)中液体甲酸甲酯引入原料预热器管程中的供给流量为33.0kmol/h，反应器中压蒸汽的温度为150℃，高压氢气流量为22000NM3/h；步骤2)中热产品气离开换热器的温度为70-80℃；步骤3)中反应器内的催化剂为铜系催化剂；步骤7)中闪蒸器分离出的甲醇液体温度为45℃；步骤8)中甲醇精馏塔选用填料塔或板式塔，塔顶温度为64℃，塔顶甲醇含量为99.9％。
本实用新型主要工艺流程是将新鲜原料预热后和高压氢气混合，在汽化器的壳程中甲酸甲酯汽化并与氢气混合形成原料气后进入换热器，换热器热源是加氢反应的高温高压反应气，被加热的原料气进入装有催化剂的管式反应器中进行反应，反应放出的热量传递给锅炉给水产生中压蒸气，中压蒸气送入原料预热器的管程中，作为原料预热器的热源。
反应生成的热产品气由反应器出口进入换热器的壳程，然后进入冷凝器中冷却至60℃以下，变成甲醇液体、微量甲酸甲酯液体和未反应氢气和反应生产的气液混合物，此气液混合物再进入分离器分离得到液体产物粗甲醇以及混合氢气；混合氢气作为驰放气送入火炬系统燃烧不回收，液体粗甲醇进入闪蒸槽，闪蒸器顶部气体作为驰放气送入火炬系统燃烧不回收体，闪蒸槽底部液体进入甲醇精制塔，即可达到99.9％含量甲醇。
本实用新型使用的气化器气化效果好，与常规卧式气化器相比，体积小，投资小，气化率高，不用底部液体循环泵。
尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (3)
1.一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统，包括原料预热器、气化器、换热器、反应器、冷凝器、分离器、闪蒸器及甲醇精馏塔，其中原料预热器、气化器、换热器、反应器及冷凝器均为通入管程流体和壳程流体的换热装置，其特征在于：所述原料预热器的管程出口连通气化器的管程入口，气化器的管程底部设置有高压氢气入口，气化器的管程出口连通换热器的管程入口，换热器的管程出口连通反应器的管程入口，反应器的管程出口连通换热器的壳程入口，换热器的壳程出口连通气化器的壳程入口，气化器的壳程出口连通冷凝器的管程入口，冷凝器的管程出口连通分离器入口，分离器出口连通闪蒸器入口，闪蒸器出口连通甲醇精馏塔入口，反应器的壳程入口与锅炉给水管连通，反应器的壳程出口与原料预热器的壳程入口连通。
2.根据权利要求1所述的一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统，其特征在于：所述反应器为列管式加氢反应器。
3.根据权利要求1所述的一种煤制乙二醇副产甲酸甲酯加氢连续生产甲醇的系统，其特征在于：所述气化器为立式气化器。
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