CN213455079U - 甲醇合成用的余热回收装置以及甲醇合成系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及化工技术领域，公开了一种甲醇合成用的余热回收装置以及甲醇合成系统，所述甲醇合成用的余热回收装置包括分离提纯塔，所述分离提纯塔能够对甲醇液加热以进行分离提纯；所述甲醇合成用的余热回收装置还包括加热部，所述加热部能够接收合成反应后排出的含甲醇的混合气，并且所述加热部能够利用所接收的含甲醇的混合气对所述分离提纯塔中的甲醇液进行加热。通过将分离提纯塔和合成塔耦合在一起，可充分利用含甲醇的混合气所释放的热量，减少热量损失，降低能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工技术领域，具体地涉及一种甲醇合成用的余热回收装置以及甲醇合成系统。
背景技术
甲醇是生产有机化工产品的重要基础原料，可广泛用于医药、农药、染料、合成纤维、合成树脂和合成塑料等工业生产，是现代煤化工的重要中间产品，同时也是极具前途的代用燃料。
可利用合成法制备甲醇，即一氧化碳和氢气在催化剂作用下合成甲醇，由于甲醇的合成过程是强放热过程，因此，甲醇的排出温度较高，在现有的工艺中，为了实现将反应生成的甲醇冷凝、分离，需要设置多台空气冷却器和循环水换热器进行降温，这样，消耗了大量电能和循环水，并且降温过程中的热量损失较大。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的冷却含甲醇的混合气时消耗大量的能量的问题，提供一种甲醇合成用的余热回收装置，该甲醇合成用的余热回收装置具有加热部，所述加热部能够接收合成反应后排出的含甲醇的混合气并利用所接收的含甲醇的混合气对甲醇液进行加热以进行分离提纯，充分利用了含甲醇的混合气所释放的热量，大大降低了能耗。
为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种甲醇合成用的余热回收装置，所述甲醇合成用的余热回收装置包括分离提纯塔，所述分离提纯塔能够对甲醇液加热以进行分离提纯；所述甲醇合成用的余热回收装置还包括加热部，所述加热部能够接收合成反应后排出的含甲醇的混合气，并且所述加热部能够利用所接收的含甲醇的混合气对所述分离提纯塔中的甲醇液进行加热。
上述技术方案，通过将分离提纯塔和合成塔耦合在一起，从而能够有效利用合成塔所排放的含甲醇的混合气的热量，减少了热量损失，同时分离提纯塔所需的热量可由含甲醇的混合气所释放的热量提供，由此可不再使用低压蒸汽的方式对甲醇液进行加热，降低了能耗。
优选地，所述分离提纯塔上设置有分别供甲醇液进出的甲醇进口和甲醇出口；
所述加热部包括第一换热器，所述第一换热器具有分别供所述含甲醇的混合气进出的第一加热介质进口和第一加热介质出口以及分别供所述分离提纯塔排出的甲醇液进出的第一待加热介质进口和第一待加热介质出口；其中：
所述第一待加热介质进口与所述甲醇出口相连通，所述第一待加热介质出口与所述甲醇进口相连通。
优选地，所述甲醇合成用的余热回收装置包括第二换热器，所述第二换热器具有分别供加热介质进出的第二加热介质进口和第二加热介质出口以及分别供待加热介质进出的第二待加热介质进口和第二待加热介质出口；其中：所述合成反应后排出的含甲醇的混合气为所述加热介质，用于合成甲醇的原料气为所述待加热介质。
优选地，所述甲醇合成用的余热回收装置包括第三换热器，所述第三换热器具有分别供加热介质进出的第三加热介质进口和第三加热介质出口以及分别供待加热介质进出的第三待加热介质进口和第三待加热介质出口；其中：
所述第三加热介质进口与所述第二加热介质出口相连通，所述第三待加热介质进口与所述甲醇出口相连通，所述第三待加热介质出口与所述第一待加热介质进口相连通。
优选地，所述甲醇合成用的余热回收装置包括第四换热器，所述第四换热器具有分别供待加热介质进出的第四待加热介质进口和第四待加热介质出口，所述第四换热器设有供加热介质进入的第四加热介质进口以及分别供加热介质与所述待加热介质换热后生成的冷凝气排出的冷凝气排出口和供冷凝液排出的冷凝液排出口；其中：
所述第四加热介质进口与所述第三加热介质出口相连通。
优选地，所述甲醇合成用的余热回收装置包括连接所述第二加热介质出口和所述第三加热介质进口的第一连通管、连接所述第三加热介质出口和所述第四加热介质进口的第二连通管以及能够连通所述第一连通管和所述第二连通管的第一连通机构；其中：
所述第一连通机构包括连接所述第一连通管和所述第二连通管的第一连接管以设置于所述第一连接管的第一控制阀，所述第一控制阀能够调节所述第一连接管内的流体的流动状态。
优选地，所述甲醇合成用的余热回收装置包括将所述合成反应得到的含甲醇的混合气导入所述第一加热介质进口中的导入管以及设置于所述导入管的第三控制阀，所述第三控制阀能够调节所述导入管内的流体的流量。
优选地，所述甲醇合成用的余热回收装置包括设置于所述冷凝气排出口处的能够检测所述冷凝气的温度的温度检测计以及设置于所述第四待加热介质出口的能够将待加热介质导出的待加热介质导出管和设置于所述待加热介质导出管的第二控制阀，所述甲醇合成用的余热回收装置包括连接所述第二控制阀和所述温度检测计的控制器；其中：
所述控制器配置为能够根据所述温度检测计检测到的温度调节所述第二控制阀的开度。
优选地，所述甲醇合成用的余热回收装置包括气液分离器，所述气液分离器上分别设置有与所述冷凝气排出口相连通的进气口和与所述冷凝液排出口相连通的进液口。
本实用新型第二方面提供一种甲醇合成系统，所述甲醇合成系统包括用于合成甲醇的合成塔，所述合成塔设置有供合成反应得到的含甲醇的混合气排出的排气口，所述甲醇合成系统包括连接于所述排气口的甲醇合成用的余热回收装置，所述甲醇合成用的余热回收装置为本实用新型所提供的甲醇合成用的余热回收装置。
附图说明
图1是本实用新型优选实施方式的甲醇合成系统的整体结构示意图，其中，设置有本实用新型优选实施方式的甲醇合成用的余热回收装置。
附图标记说明
10-甲醇合成用的余热回收装置；11a-温度检测计；11b-待加热介质导出管；11c-第二控制阀；12-分离提纯塔；13a-导入管；13b-第三控制阀；14-加热部；140-第一换热器；15-气液分离器；16a-第二换热器；16b-第三换热器；16c-第四换热器；18a-第一连通管；18b-第二连通管；19a-第一连接管；19b-第一控制阀；20-甲醇合成系统；22-合成塔。
具体实施方式
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图和实际应用中所示的方位理解，“内、外”是指部件的轮廓内、外。
本实用新型提供了一种甲醇合成用的余热回收装置，甲醇合成用的余热回收装置10包括分离提纯塔12，分离提纯塔12能够对甲醇液加热以进行分离提纯，可以理解的是，在分离提纯塔12中，甲醇以液体的形式存在，利用分离提纯塔12对甲醇液加热后，可分离出甲醇液所夹带的杂质气体，由此达到分离提纯的目的；甲醇合成用的余热回收装置10还包括加热部14，加热部14能够接收合成反应后排出的含甲醇的混合气，需要说明的是，可利用合成塔22合成甲醇，合成的甲醇以气体的形式排出合成塔22，其中，含甲醇的混合气的温度为240-290℃，加热部14能够利用所接收的含甲醇的混合气对分离提纯塔12中的甲醇液进行加热，也就是说，加热部14接收合成塔22所排放的含甲醇的混合气，并利用该含甲醇的混合气所释放的热量加热分离提纯塔12中的甲醇液，由此分离出甲醇液所夹带的杂质气体。通过将分离提纯塔12和合成塔22耦合在一起，从而能够有效利用合成塔22排放的含甲醇的混合气的热量，减少了热量损失，同时分离提纯塔12所需的热量可由含甲醇的混合气所释放的热量提供，由此可不再使用低压蒸汽的方式对甲醇液进行加热，降低了能耗。其中，分离提纯塔12可包括稳定塔。
可在分离提纯塔12上设置分别供甲醇液即待提纯的甲醇进出的甲醇进口和甲醇出口，其中，甲醇进口可设置于分离提纯塔12的侧壁，甲醇出口可设置于分离提纯塔12的底壁。
如图1中所示，加热部14可包括第一换热器140，第一换热器140具有分别供所述含甲醇的混合气进出的第一加热介质进口和第一加热介质出口以及分别供分离提纯塔12排出的甲醇液进出的第一待加热介质进口和第一待加热介质出口；其中：第一待加热介质进口与甲醇出口相连通，第一待加热介质出口与甲醇进口相连通，这样，由分离提纯塔12排出的甲醇液可作为第一待加热介质通入到第一换热器140中与高温的含甲醇的混合气进行换热，由此，甲醇液被加热以能够将甲醇液中所夹带的杂质气体分离出。将加热部14设置在分离提纯塔12的外部，不仅实现了利用含甲醇的混合气对甲醇液进行加热，而且也便于维修。
另外，可设置第二换热器16a，第二换热器16a具有分别供加热介质进出的第二加热介质进口和第二加热介质出口以及分别供待加热介质进出的第二待加热介质进口和第二待加热介质出口；其中：所述合成反应后排出的含甲醇的混合气为所述加热介质，用于合成甲醇的原料气为所述待加热介质，其中，原料气包括一氧化碳和氢气。通过设置第二换热器16a，可利用合成塔22所排放的高温的含甲醇的混合气对合成甲醇的原料气进行加热，由此，进一步提高了含甲醇的混合气所释放的热量的利用率。需要明白的是，合成塔22所排放的高温的含甲醇的混合气中的部分可用于加热分离提纯塔12中的甲醇液，而另一部则可用于加热用于合成甲醇的原料气，由此使得含甲醇的混合气所释放的热量被充分利用。其中，第二换热器16a可将240-290℃的高温气降温至90-120℃，也就是说，高温气与原料气换热后，可降温至90-120℃。
如图1中所示，可设置第三换热器16b，第三换热器16b具有分别供加热介质进出的第三加热介质进口和第三加热介质出口以及分别供待加热介质进出的第三待加热介质进口和第三待加热介质出口；其中：第三加热介质进口与第二加热介质出口相连通，第三待加热介质进口与甲醇出口相连通，第三待加热介质出口与第一待加热介质进口相连通，这样，由分离提纯塔12排出的甲醇液首先进入第三换热器16b中进行预加热，其中，可将由第二换热器16a排出的含甲醇的混合气作为加热介质对甲醇液进行预加热，经过第三换热器16b预热后的甲醇液可通入到第一换热器140中被再次加热到预设温度。由此，通过设置第三换热器16b，可进一步利用含甲醇的混合气所释放的热量，大大降低了热量浪费。
此外，可设置第四换热器16c，第四换热器16c具有分别供待加热介质进出的第四待加热介质进口和第四待加热介质出口，第四换热器16c可设有供加热介质进入的第四加热介质进口以及分别供加热介质与所述待加热介质换热后生成的冷凝气和冷凝液排出的冷凝气排出口和冷凝液排出口；其中：第四加热介质进口与所述第三加热介质出口相连通。在第四换热器16c中，循环冷却水可作为待加热介质，由第三换热器16b排放的含甲醇的混合气可作为加热介质与循环冷却水进行换热，换热后，含甲醇的混合气的温度可降低至40-45℃。另外，在第四换热器16c上设置冷凝气排出口和冷凝液排出口，可使得冷凝后得到的冷凝气和冷凝液分别从相应的口分别排出，相比起仅在第四换热器16c上开设一个口供冷凝产物排出，大大降低了输送冷凝产物的管线中发生液击的现象。
如图1中所示，可设置气液分离器15，气液分离器15上可分别设置有与所述冷凝气排出口相连通的进气口和与所述冷凝液排出口相连通的进液口，这样，含甲醇的混合气进入第四换热器16c冷却后得到的冷凝气部分可由进气口进入气液分离器15中，而冷却后得到冷凝液部分可由进液口进入到气液分离器15中。
如图1中所示，可设置连接第二加热介质出口和第三加热介质进口的第一连通管18a、连接所述第三加热介质出口和所述第四加热介质进口的第二连通管18b以及能够连通第一连通管18a和第二连通管18b的第一连通机构；其中：第一连通机构可包括连接第一连通管18a和第二连通管18b的第一连接管19a以设置于第一连接管19a的第一控制阀19b，第一控制阀19b能够调节第一连接管19a内的流体的流动状态。通过设置第一连通机构，可调整进入第三换热器16b中的含甲醇的混合气的量，当进入第三换热器16b中的含甲醇的混合气的量较多时，可打开第一控制阀19b，使得含甲醇的混合气能够流入到第四换热器16c中，由此保证了对甲醇液的加热稳定性，能够对分离提纯塔12所排出的甲醇液进行稳定加热，使得的甲醇液达到预设温度。
可设置将合成反应后排出的含甲醇的混合气导入第一加热介质进口中的导入管13a，需要说明的是，导入管13a的两端可分别连接合成塔22和第一加热介质进口，另外，可在导入管13a上设置第三控制阀13b，第三控制阀13b能够调节导入管13a内的流体的流量，这样，通过第三控制阀13b可调节导入管13a内的含甲醇的混合气的流量，相应的调整了进入第一换热器140中的含甲醇的混合气的量，这样，可进一步保证对甲醇液的加热稳定性，能够进一步对分离提纯塔12所排出的甲醇液进行稳定加热，使得的甲醇液达到预设温度。
为了进一步保证对甲醇液的加热稳定性，甲醇合成用的余热回收装置10可包括设置于所述冷凝气排出口处的能够检测所述冷凝气的温度的温度检测计11a以及设置于所述第四待加热介质出口的能够将待加热介质导出的待加热介质导出管11b和设置于待加热介质导出管11b的第二控制阀11c，另外，还可设置连接第二控制阀11c和温度检测计11a的控制器；其中：控制器可配置为能够根据温度检测计11a检测到的温度调节第二控制阀11c的开度。通过控制器调节第二控制阀11c的开度，能够调节进入到第四换热器16c中的待加热介质即冷却介质的量，由此确保由第四换热器16c冷凝后得到的冷凝气和冷凝液彼此之间的分离效果。
本实用新型还提供了一种甲醇合成系统，甲醇合成系统20可包括用于合成甲醇的合成塔22，合成塔22设置有供合成反应得到的含甲醇的混合气排出的排气口，甲醇合成系统20可包括连接于所述排气口的甲醇合成用的余热回收装置10，甲醇合成用的余热回收装置10为本实用新型所提供的甲醇合成用的余热回收装置10。具体来件，第一换热器140的第一加热介质进口和第二换热器16a的第二加热介质进口均与排气口相连通。通过在本实用新型中设置本实用新型所提供的甲醇合成用的余热回收装置10，不仅能够对合成塔22所排放的含甲醇的混合气进行冷却以得到甲醇液，而且能够充分利用合成塔22所排放的含甲醇的混合气的热量，减少了热量浪费，降低了能耗。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种甲醇合成用的余热回收装置，其特征在于，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)包括分离提纯塔(12)，所述分离提纯塔(12)能够对甲醇液加热以进行分离提纯；所述甲醇合成用的余热回收装置(10)还包括加热部(14)，所述加热部(14)能够接收合成反应后排出的含甲醇的混合气，并且所述加热部(14)能够利用所接收的含甲醇的混合气对所述分离提纯塔(12)中的甲醇液进行加热。
2.根据权利要求1所述的甲醇合成用的余热回收装置，其特征在于，所述分离提纯塔(12)上设置有分别供甲醇液进出的甲醇进口和甲醇出口；
所述加热部(14)包括第一换热器(140)，所述第一换热器(140)具有分别供所述含甲醇的混合气进出的第一加热介质进口和第一加热介质出口以及分别供所述分离提纯塔(12)排出的甲醇液进出的第一待加热介质进口和第一待加热介质出口；其中：
所述第一待加热介质进口与所述甲醇出口相连通，所述第一待加热介质出口与所述甲醇进口相连通。
3.根据权利要求2所述的甲醇合成用的余热回收装置，其特征在于，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)包括第二换热器(16a)，所述第二换热器(16a)具有分别供加热介质进出的第二加热介质进口和第二加热介质出口以及分别供待加热介质进出的第二待加热介质进口和第二待加热介质出口；其中：所述合成反应后排出的含甲醇的混合气为所述加热介质，用于合成甲醇的原料气为所述待加热介质。
4.根据权利要求3所述的甲醇合成用的余热回收装置，其特征在于，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)包括第三换热器(16b)，所述第三换热器(16b)具有分别供加热介质进出的第三加热介质进口和第三加热介质出口以及分别供待加热介质进出的第三待加热介质进口和第三待加热介质出口；其中：
所述第三加热介质进口与所述第二加热介质出口相连通，所述第三待加热介质进口与所述甲醇出口相连通，所述第三待加热介质出口与所述第一待加热介质进口相连通。
5.根据权利要求4所述的甲醇合成用的余热回收装置，其特征在于，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)包括第四换热器(16c)，所述第四换热器(16c)具有分别供待加热介质进出的第四待加热介质进口和第四待加热介质出口，所述第四换热器(16c)设有供加热介质进入的第四加热介质进口以及分别供加热介质与所述待加热介质换热后生成的冷凝气排出的冷凝气排出口和供冷凝液排出的冷凝液排出口；其中：
所述第四加热介质进口与所述第三加热介质出口相连通。
6.根据权利要求5所述的甲醇合成用的余热回收装置，其特征在于，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)包括连接所述第二加热介质出口和所述第三加热介质进口的第一连通管(18a)、连接所述第三加热介质出口和所述第四加热介质进口的第二连通管(18b)以及能够连通所述第一连通管(18a)和所述第二连通管(18b)的第一连通机构；其中：
所述第一连通机构包括连接所述第一连通管(18a)和所述第二连通管(18b)的第一连接管(19a)以设置于所述第一连接管(19a)的第一控制阀(19b)，所述第一控制阀(19b)能够调节所述第一连接管(19a)内的流体的流动状态。
7.根据权利要求6所述的甲醇合成用的余热回收装置，其特征在于，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)包括将所述合成反应后排出的含甲醇的混合气导入所述第一加热介质进口中的导入管(13a)以及设置于所述导入管(13a)的第三控制阀(13b)，所述第三控制阀(13b)能够调节所述导入管(13a)内的流体的流量。
8.根据权利要求5所述的甲醇合成用的余热回收装置，其特征在于，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)包括设置于所述冷凝气排出口处的能够检测所述冷凝气的温度的温度检测计(11a)以及设置于所述第四待加热介质出口的能够将待加热介质导出的待加热介质导出管(11b)和设置于所述待加热介质导出管(11b)的第二控制阀(11c)，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)包括连接所述第二控制阀(11c)和所述温度检测计(11a)的控制器；其中：
所述控制器配置为能够根据所述温度检测计(11a)检测到的温度调节所述第二控制阀(11c)的开度。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的甲醇合成用的余热回收装置，其特征在于，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)包括气液分离器(15)，所述气液分离器(15)上分别设置有与所述冷凝气排出口相连通的进气口和与所述冷凝液排出口相连通的进液口。
10.一种甲醇合成系统，其特征在于，所述甲醇合成系统(20)包括用于合成甲醇的合成塔(22)，所述合成塔(22)设置有供合成反应得到的含甲醇的混合气排出的排气口，所述甲醇合成系统(20)包括连接于所述排气口的甲醇合成用的余热回收装置(10)，所述甲醇合成用的余热回收装置(10)为权利要求1-9中任意一项所述的甲醇合成用的余热回收装置(10)。
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|---|---|---|---|---|
| CN113996080A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-02-01 | 山东海科新源材料科技股份有限公司 | 一种化工冷凝器及用其冷凝分离气相产物的方法 |
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| CN113996080B (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-06 | 山东海科新源材料科技股份有限公司 | 一种化工冷凝器及用其冷凝分离气相产物的方法 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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