CN213609869U - 一种mtbe装置的节能结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种MTBE装置的节能结构，MTBE装置包括顺次连接的醚化反应器、催化蒸馏塔下塔、催化蒸馏塔上塔、甲醇水洗塔和甲醇回收塔，催化蒸馏塔下塔的上部和催化蒸馏塔上塔的底部间设有回流管，甲醇回收塔的顶部连有甲醇回收管；包括换热器，甲醇回收管与换热器内部所设高温通道相连通，回流管的上游段和催化蒸馏塔上塔的下部间设有循环管，循环管与催化蒸馏塔上塔的连接处位于催化蒸馏塔上塔催化剂装填段的下方，循环管与换热器内部所设低温通道相连通。该种MTBE装置的节能结构，通过换热器，对甲醇回收塔塔顶气相和催化蒸馏塔上塔塔釜物料进行换热，充分利用甲醇回收塔塔顶气相潜热进行热耦合，节约了蒸汽和冷凝介质用量，节约了生产成本。

Description

一种MTBE装置的节能结构

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，特别是涉及一种MTBE装置的节能结构。

背景技术

传统MTBE装置催化蒸馏塔如采用双塔设置，仅在下塔塔釜设置再沸器作为全塔热源，蒸汽消耗较大，下塔塔径较大；甲醇回收塔塔顶气相利用水冷器或空冷器与水冷器组合方式，进行冷却，循环水或电耗较高。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种MTBE装置的节能结构，用于减少MTBE装置的蒸汽消耗及循环水用量。

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MTBE装置的节能结构，所述MTBE装置包括顺次连接的醚化反应器、催化蒸馏塔下塔、催化蒸馏塔上塔、甲醇水洗塔和甲醇回收塔，所述催化蒸馏塔下塔的上部和催化蒸馏塔上塔的底部间设有回流管，所述甲醇回收塔的顶部连有甲醇回收管；

包括换热器，所述甲醇回收管与换热器内部所设高温通道相连通，所述回流管的上游段和催化蒸馏塔上塔的下部间设有循环管，所述循环管与催化蒸馏塔上塔的连接处位于催化蒸馏塔上塔催化剂装填段的下方，所述循环管与换热器内部所设低温通道相连通。

进一步地，所述换热器为管壳式换热器，所述高温通道为换热管，所述低温通道为壳程通道。

进一步地，所述壳程通道设有气相和液相两个出料口。

进一步地，所述换热器的所处高度高于所述水冷器的所处高度。

进一步地，所述甲醇回收管上设有水冷器，所述水冷器位于甲醇回收管的下游段。

进一步地，所述循环管上设有强制循环泵，所述强制循环泵位于循环管的上游段。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

(1)该MTBE装置的节能结构，设置换热器，利用甲醇回收塔塔顶气相作为催化蒸馏塔上塔塔釜热源，催化蒸馏塔上塔塔釜物料被加热的同时，甲醇回收塔塔顶气相得到冷凝，同时减少甲醇回收塔塔顶水冷器循环水用量。充分利用甲醇回收塔塔顶气相潜热进行热耦合，实现热量的回收利用，节约了蒸汽和冷凝介质用量，降低了装置的操作费用，节约了生产成本。

(2)该MTBE装置的节能结构，由于催化蒸馏塔上下塔为一个塔系，稳定进料的前提下，整个塔系热负荷一定，设置换热器为催化蒸馏塔上塔提供热源，可以减少催化蒸馏塔下塔塔釜再沸器蒸汽消耗，降低催化蒸馏塔下塔气液相负荷，同时减小催化蒸馏塔下塔塔径，与传统MTBE工艺相比，塔径为传统塔径的80％～90％。

(3)该MTBE装置的节能结构，适用但不限定于裂解抽余碳四、脱氢碳四、催化碳四、异构碳四、MTO碳四异丁烯醚化装置，原料适应性广。

(4)该MTBE装置的节能结构，适用于催化蒸馏塔上塔催化剂装填段可为但不限定于散装催化剂、催化蒸馏组件、催化蒸馏模块，催化蒸馏段型式适应性广。

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为本实用新型所述的一种MTBE装置的节能结构整体结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种MTBE装置的节能结构换热器结构示意图。

附图标记说明：

1-催化蒸馏塔下塔；2-催化蒸馏塔上塔；21-催化剂；3-甲醇回收塔；4-再沸器；5-换热器；6-水冷器；7-强制循环泵；8-醚化反应器；9-甲醇水洗塔；01-回流管；02-循环管；03-甲醇回收管；04-循环通路。

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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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所示，一种MTBE装置的节能结构，该MTBE装置包括顺次连接的醚化反应器8、催化蒸馏塔下塔1、催化蒸馏塔上塔2、甲醇水洗塔9和甲醇回收塔3，其中，醚化反应器8的塔底连有碳四原料和甲醇的输入管道，醚化反应器8的塔顶与催化蒸馏塔下塔1进料口连通，催化蒸馏塔下塔1塔顶气相与催化蒸馏塔上塔2进料口连通，催化蒸馏塔下塔1的塔底连有MTBE输出管路，由此采出MTBE产品，该管路与催化蒸馏塔下塔1的下部返回口之间设有循环通路04，该循环通路04上设有再沸器4；

催化蒸馏塔上塔2的塔顶和甲醇水洗塔9的进料口相连通，催化蒸馏塔下塔1的上部和催化蒸馏塔上塔2的底部间设有回流管01，回流管01的上游段和催化蒸馏塔上塔2的下部间设有循环管02，该循环管02与催化蒸馏塔上塔2的连接处位于催化蒸馏塔上塔2催化剂21装填段的下方；

甲醇水洗塔9的塔底与甲醇回收塔3的进料口相连通，甲醇水洗塔9的塔顶连有醚后碳四输出管路，甲醇回收塔3的顶部连有甲醇回收管03，甲醇回收塔3的塔底与甲醇水洗塔9的萃取水进口相连通，用于向甲醇水洗塔9内补充萃取水；

节能结构包括换热器5，该换热器5选用管壳式换热器5，且换热器5的壳程通道设有气相和液相两个出料口，管程换热器型式可参考但不限定于天津海成能源工程技术有限公司专利《一种实现低温差双相变的节能换热装置》，专利号：CN209802143U；

换热器5既作催化蒸馏塔上塔2的再沸器，又作甲醇回收塔3的冷凝器，换热器5以甲醇回收塔3塔顶气相作为热源，以催化蒸馏塔上塔2塔釜液相物料作为冷源，甲醇回收塔3操作压力为0.1～2.0MPaG，甲醇回收塔3为高温操作，催化蒸馏塔上塔2为低温操作；

为减少换热器5高温侧物料热量损失甲醇回收管03与换热器5内部所设换热管相连通，循环管02与换热器5的壳程通道相连通；

换热器5的所处高度高于水冷器6的所处高度，使得甲醇回收塔3塔顶气相物料通过换热器5冷冷凝后，可自流进入水冷器6，催化蒸馏塔上塔2冷物料通过换热器5加热后，液相物料可自流循环回催化蒸馏塔上塔2；

由于此换热器5位置需高于水冷器，距离换热器5冷物料侧返回口较远，管线较长，换热器5的壳程通道设有气相和液相两个出料口，可防止气液相管线出现液锤现象，冷侧物料经过换热器5后进行气液相分离，分别返回催化精馏塔上塔2；

为保证换热器5冷热侧换热温差，新增换热器5位于甲醇回收管03上游段，同时为保证从甲醇回收管03塔顶输出的甲醇蒸汽经过换热器5冷凝后能够得到进一步冷却，甲醇回收管03上设有水冷器6，该水冷器6位于甲醇回收管03的下游段；

由于换热器5设置在较高的位置，为了克服静压差，循环管02上设有强制循环泵7，该强制循环泵7可以增加换热器5冷介质的气化分率，减少换热器5循环量，从而达到降低换热器5的冷侧进出口管径的效果，强制循环泵7位于循环管02的上游段。

本实用新型的工作过程为：甲醇和碳四原料在醚化反应器8内反应后产出醚化反应物料，将醚化反应物料及补充甲醇引入催化蒸馏塔下塔1内，催化蒸馏塔下塔1塔釜通过再沸器4进行加热，蒸汽作为热源；催化蒸馏塔上塔2塔釜底部液相物料通过强制循环泵7进入换热器5进行加热，同时将甲醇回收塔3塔顶甲醇蒸汽引入换热器5，甲醇蒸汽冷凝后进入水冷器6进一步冷却，一部分作为回流，一部分采出回收甲醇；

与传统MTBE工艺相比，本节能技术催化蒸馏塔能耗可降低20％～50％，具体削减量与使用原料及异丁烯浓度的不同而有一定的差别：

以裂解抽余碳四为原料，异丁烯浓度为40％，生产20万吨/年MTBE装置为例，使用本实用新型节能工艺，催化蒸馏塔蒸汽消耗由9.9t/h降为6.4t/h，能耗可降低35％；

以异构碳四为原料，异丁烯浓度为25％，生产17万吨/年MTBE装置为例，使用本实用新型节能工艺，催化蒸馏塔蒸汽消耗由18.5t/h降为12.5t/h，能耗可降低32％，催化精馏塔下塔塔径由2800mm降至2400mm。

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

Claims (6)

1.一种MTBE装置的节能结构，所述MTBE装置包括顺次连接的醚化反应器(8)、催化蒸馏塔下塔(1)、催化蒸馏塔上塔(2)、甲醇水洗塔(9)和甲醇回收塔(3)，所述催化蒸馏塔下塔(1)的上部和催化蒸馏塔上塔(2)的底部间设有回流管(01)，所述甲醇回收塔(3)的顶部连有甲醇回收管(03)；

其特征在于，包括换热器(5)，所述甲醇回收管(03)与换热器(5)内部所设高温通道相连通，所述回流管(01)的上游段和催化蒸馏塔上塔(2)的下部间设有循环管(02)，所述循环管(02)与催化蒸馏塔上塔(2)的连接处位于催化蒸馏塔上塔(2)催化剂(21)装填段的下方，所述循环管(02)与换热器(5)内部所设低温通道相连通。

2.根据权利要求1所述的一种MTBE装置的节能结构，其特征在于：所述换热器(5)为管壳式换热器(5)，所述高温通道为换热管，所述低温通道为壳程通道。

3.根据权利要求2所述的一种MTBE装置的节能结构，其特征在于：所述壳程通道设有气相和液相两个出料口。

4.根据权利要求1所述的一种MTBE装置的节能结构，其特征在于：所述甲醇回收管(03)上设有水冷器(6)，所述水冷器(6)位于甲醇回收管(03)的下游段。

5.根据权利要求4所述的一种MTBE装置的节能结构，其特征在于：所述换热器(5)的所处高度高于所述水冷器(6)的所处高度。

6.根据权利要求1所述的一种MTBE装置的节能结构，其特征在于：所述循环管(02)上设有强制循环泵(7)，所述强制循环泵(7)位于循环管(02)的上游段。

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