CN213680467U - 一种甲醇钠的合成装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种甲醇钠的合成装置，包括甲醇钠合成塔，所述的甲醇钠合成塔的一侧设置有第一换热器，甲醇钠合成塔的塔顶和第一换热器的壳程进口端相连通，第一换热器的一侧设置有第一精馏塔，第一精馏塔和第一换热器的壳程出口端相连通，第一精馏塔的一侧设置有第二换热器，第二换热器的壳程进口端和第一精馏塔的塔顶相连通，第二换热器的一侧设置有第二精馏塔，第二精馏塔和第二换热器的壳程出口端相连通。实现了将甲醇合成塔塔顶排出来的合成废气中的甲醇分离作为原料使用的技术目的。本实用新型调节、使用方便，是具有广泛的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及甲醇钠合成设备领域，具体涉及一种甲醇钠的合成装置。
背景技术
普通的碱法甲醇钠工艺也是先将原料甲醇(99.8﹪)气化，引入甲醇钠合成塔的下部，与塔上部喷淋而下的18﹪～20﹪氢氧化钠的甲醇溶液在0.2MPa以下、115℃左右反应生成甲醇钠，生成水由大量的甲醇蒸气带出塔顶，每生产一吨30﹪的甲醇钠甲醇溶液，约需要5吨甲醇气，出口甲醇气含水约2﹪，化学反应式为：CH3OH+NaOH＝NaOCH3+H2O，普通碱法甲醇钠工艺，先将原料甲醇气化，引入甲醇钠合成塔的下部，与塔上部喷淋而下的18-20％氢氧化钠甲醇溶液在0.2MPa以下、115摄氏度反应生成甲醇钠，生产水由大量的甲醇蒸汽带出塔顶，塔顶甲醇蒸汽含水约2％，此98％的带水甲醇气要在甲醇精馏塔中反复精馏循环利用，每生产1吨30％的甲醇钠甲醇溶液，约需要4.5至5.3吨0.8MPa饱和蒸汽，产品30％甲醇钠甲醇溶液的主要质量指标残余氢氧化钠以卡氏水表示为0.35-0.16。
传统的甲醇钠生产通常是将从甲醇合成塔塔顶排出来的合成废气利用深冷法或者水封法将重组分物质、甲醇、轻质组分以及不容易液化的气体等物质液化形成混合物，这种混合物没法直接作为原料进行重新利用，集中处理混合物需要大量的时间，并且这种混合物在常温下，部分轻质组分物质例如醚类极易从混合物中挥发出去，对工作人员的身体造成伤害，并且大量的挥发后的轻质组分物质聚集在某一处，极易发生安全事故。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种能够将甲醇合成塔塔顶排出来的合成废气中的甲醇分离作为原料使用的甲醇钠的合成装置，用于克服现有技术中缺陷。
本实用新型采用的技术方案为：一种甲醇钠的合成装置，包括甲醇钠合成塔，所述的甲醇钠合成塔的一侧设置有第一换热器，甲醇钠合成塔的塔顶和第一换热器的壳程进口端相连通，第一换热器的一侧设置有第一精馏塔，第一精馏塔和第一换热器的壳程出口端相连通，第一精馏塔的一侧设置有第二换热器，第二换热器的壳程进口端和第一精馏塔的塔顶相连通，第二换热器的一侧设置有第二精馏塔，第二精馏塔和第二换热器的壳程出口端相连通。
优选的，所述的第一精馏塔包括第一精馏塔身和第一填料层，所述的第二精馏塔包括第二精馏塔身和第二填料层，所述的第二填料层和所述的第二精馏塔身的顶部之间的所述的第二精馏塔身上以及所述的第一填料层和所述的第一精馏塔身的顶部之间的所述的第一精馏塔身上均分别设置有第一原料进口管，第一原料进口管的数量采用两个，与所述的第一精馏塔身相连接的第一原料进口管和第一换热器的壳程出口端之间以及与所述的第二精馏塔身相连接的第一原料进口管和第二换热器的壳程出口端之间均分别通过液体输送管相连通。
优选的，所述的甲醇钠合成塔包括液体原料入口管和气体原料入口管，所述的气体原料入口管位于所述的液体原料入口管的下方，所述的气体原料入口管的一侧设置有第三精馏塔，所述的第三精馏塔的塔顶和所述的气体原料入口管相连通。
优选的，所述的第二精馏塔的一侧设置有第三换热器，第三换热器的壳程入口端和第二精馏塔的塔顶相连通，第三换热器的下方设置有轻质组分回收罐，轻质组分回收罐的顶部和第三换热器的壳程出口端相连通。
优选的，所述的第一填料层和所述的第一精馏塔身的底部之间的所述的第一精馏塔身上以及所述的第二填料层和所述的第二精馏塔身的底部之间的所述的第二精馏塔身上均分别设置有第一气相进口管，所述的第二精馏塔身的底部和与所述的第二精馏塔身相连接的第一气相进口管之间以及所述的第一精馏塔身的底部和与所述的第一精馏塔身相连接的第一气相进口管之间均分别通过第一循环输送管相连通，第一循环输送管上设置有第一再沸器以及第一增压泵。
优选的，所述的第三精馏塔包括第三精馏塔身和第三填料层，所述的第三填料层和所述的第三精馏塔身的顶部之间的所述的第三精馏塔身上设置有第二原料进口管，所述的第三填料层和所述的第三精馏塔身的底部之间的所述的第三精馏塔身上设置有第二气相进口管，所述的第三精馏塔身的底部和第二气相进口管之间通过第二循环输送管相连通，第二循环输送管上设置有第二再沸器以及第二增压泵，第二气相进口管内设置有第三温度感应探头。
优选的，所述的第三换热器和轻质组分回收罐之间设置有旋液分离器，旋液分离器的进口端和第三换热器的壳程出口端相连通，第三换热器的壳程出口端内设置有第一温度感应探头，旋液分离器的气体出口端上设置有尾气排放管，旋液分离器的液体出口端和轻质组分回收罐的顶部相连通，轻质组分回收罐上设置有第一液位计。
优选的，所述的第一换热器下方和第二换热器下方均分别设置有缓冲罐，缓冲罐的顶部设置有液体进口管和气体出口管，缓冲罐的底部设置有液体出口管，缓冲罐的数量采用两个，液体进口管、气体出口管和液体出口管的数量均与缓冲罐的数量相应，其中一个液体进口管和所述的第一换热器的壳程出口端相连通，其中另一个液体进口管和所述的第二换热器的壳程出口端相连通，两个液体出口管和两个液体输送管一一对应，两个缓冲罐上均分别设置有第二液位计，两个液体输送管上均分别设置有第三增压泵和截止阀，液体出口管内以及第一气相进口管内均分别设置有第二温度感应探头。
本实用新型有益效果是：首先，本实用新型实现了将甲醇合成塔塔顶排出来的合成废气中的甲醇分离作为原料使用的技术目的，大大降低了生产成本和潜在的安全隐患。
其次，本实用新型为了方便回收轻质组分物质，本产品在所述的第二精馏塔的一侧设置有第三换热器，第三换热器的壳程入口端和第二精馏塔的塔顶相连通，第三换热器的下方设置有轻质组分回收罐，轻质组分回收罐的顶部和第三换热器的壳程出口端相连通。
最后，本实用新型为了最大可能回收液化的轻质组分物质，所述的第三换热器和轻质组分回收罐之间设置有旋液分离器。
本实用新型具有结构简单，操作方便，设计巧妙，大大提高了工作效率，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1细节A的局部放大示意图。
图3为图1细节B的局部放大示意图。
图4为图1细节C的局部放大示意图。
图5为图1细节D的局部放大示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示，一种甲醇钠的合成装置，包括甲醇钠合成塔1，所述的甲醇钠合成塔1的一侧设置有第一换热器2，甲醇钠合成塔1的塔顶和第一换热器2的壳程进口端相连通，第一换热器2的一侧设置有第一精馏塔3，第一精馏塔3和第一换热器2的壳程出口端相连通，第一精馏塔3的一侧设置有第二换热器4，第二换热器4的壳程进口端和第一精馏塔3的塔顶相连通，第二换热器4的一侧设置有第二精馏塔5，第二精馏塔5和第二换热器4的壳程出口端相连通。所述的第一精馏塔3包括第一精馏塔身和第一填料层，所述的第二精馏塔5包括第二精馏塔身和第二填料层，所述的第二填料层和所述的第二精馏塔身的顶部之间的所述的第二精馏塔身上以及所述的第一填料层和所述的第一精馏塔身的顶部之间的所述的第一精馏塔身上均分别设置有第一原料进口管6，第一原料进口管6的数量采用两个，与所述的第一精馏塔身相连接的第一原料进口管6和第一换热器2的壳程出口端之间以及与所述的第二精馏塔身相连接的第一原料进口管6和第二换热器4的壳程出口端之间均分别通过液体输送管7相连通。所述的第一填料层和所述的第一精馏塔身的底部之间的所述的第一精馏塔身上以及所述的第二填料层和所述的第二精馏塔身的底部之间的所述的第二精馏塔身上均分别设置有第一气相进口管11，所述的第二精馏塔身的底部和与所述的第二精馏塔身相连接的第一气相进口管11之间以及所述的第一精馏塔身的底部和与所述的第一精馏塔身相连接的第一气相进口管11之间均分别通过第一循环输送管12相连通，第一循环输送管12上设置有第一再沸器13以及第一增压泵14，第二精馏塔5塔顶的压力位于101kpa至105kpa，第二精馏塔5塔底的温度位于40℃至50℃。
为了进一步的节约生产成本提高甲醇水溶液的利用率，本产品所述的甲醇钠合成塔1包括液体原料入口管和气体原料入口管，所述的气体原料入口管位于所述的液体原料入口管的下方，所述的气体原料入口管的一侧设置有第三精馏塔8，所述的第三精馏塔8的塔顶和所述的气体原料入口管相连通。第三精馏塔8、甲醇钠合成塔1、第一精馏塔3和第二精馏塔5的塔顶内侧均分别设置有压力检测探头，所述的第三精馏塔8包括第三精馏塔身和第三填料层，所述的第三填料层和所述的第三精馏塔身的顶部之间的所述的第三精馏塔身上设置有第二原料进口管15，所述的第三填料层和所述的第三精馏塔身的底部之间的所述的第三精馏塔身上设置有第二气相进口管16，所述的第三精馏塔身的底部和第二气相进口管16之间通过第二循环输送管17相连通，第二循环输送管17上设置有第二再沸器18以及第二增压泵19，第二气相进口管16内设置有第三温度感应探头29。将甲醇水溶液从第二原料进口管15输送至第三精馏塔8内，所述的甲醇水溶液中由于受到第三精馏塔8的加热，经过所述的第三填料层的提纯形成高纯度甲醇蒸汽，所述的高纯度甲醇蒸汽通过第三精馏塔8的塔顶进入到甲醇钠合成塔1参与合成反应，水以及液化的甲醇从塔底进入到第二循环输送管17内，经过第二增压泵19的加压进入到第二再沸器18内加热部分汽化再次进入到所述的第三填料层进行提纯，所述的第三精馏塔8的塔顶压力位于130kpa至150kpa，所述的第二气相进口管16内的第三温度感应探头29检测到的温度应当位于120℃至140℃，在120℃至140℃下，大部分的甲醇被汽化。
甲醇蒸汽在合成塔内的高温反应而形成的副产物，副产物包括重组分物质、轻质组分物质、甲醇蒸汽以及不易液化的气体，为了方便回收轻质组分物质，本产品在所述的第二精馏塔5的一侧设置有第三换热器9，第三换热器9的壳程入口端和第二精馏塔5的塔顶相连通，第三换热器9的下方设置有轻质组分回收罐10，轻质组分回收罐10的顶部和第三换热器9的壳程出口端相连通。为了最大可能回收液化的轻质组分物质，所述的第三换热器9和轻质组分回收罐10之间设置有旋液分离器20，旋液分离器20的进口端和第三换热器9的壳程出口端相连通，第三换热器9的壳程出口端内设置有第一温度感应探头21，第一温度感应探头21检测到的温度应当不大于30℃，在不大于30℃温度下，醚类等轻质组分被液化；旋液分离器20的气体出口端上设置有尾气排放管22，旋液分离器20的液体出口端和轻质组分回收罐10的顶部相连通，轻质组分回收罐10上设置有第一液位计23，通过观察第一液位计23所反馈的液位高度便于工作人员进行相应转移和操作。
所述的第一换热器2下方和第二换热器4下方均分别设置有缓冲罐24，缓冲罐24的顶部设置有液体进口管30和气体出口管31，缓冲罐24的底部设置有液体出口管32，缓冲罐24的数量采用两个，液体进口管30、气体出口管31和液体出口管32的数量均与缓冲罐24的数量相应，其中一个液体进口管30和所述的第一换热器2的壳程出口端相连通，其中另一个液体进口管30和所述的第二换热器4的壳程出口端相连通，两个液体出口管32和两个液体输送管7一一对应，液体输送管7和液体出口管32相连通，两个缓冲罐24上均分别设置有第二液位计25，两个液体输送管7上均分别设置有第三增压泵26和截止阀27，液体出口管32内以及第一气相进口管11内均分别设置有第二温度感应探头28。
所述的第一换热器2下方的缓冲罐24所对应的第二温度感应探头28检测到的温度应当不大于40℃，在不大于40℃温度下，缓冲罐24内的压力位于101kpa至105kpa，重组分物质、水、甲醇以及醚类等轻组分物质均被液化；第一精馏塔3塔顶的压力位于101kpa至105kpa，与第一精馏塔3相连接的第一气相进口管11内的第二温度感应探头28检测到的温度应当为60℃至70℃，在60℃至70℃的温度下，大部分的甲醇以及轻组分物质均被汽化。
本产品使用方法如下：如图1、2、3、4、5所示，首先，将原料甲醇通过第二气相进口管16输入到第三精馏塔8内，在经过第三精馏塔8内的第三调料层的提纯，在第三精馏塔8的塔顶形成高纯度的甲醇蒸汽，所述的高纯度的甲醇蒸汽通过所述的甲醇钠合成塔1上的气体原料入口管输送至甲醇钠合成塔1内，与此同时，通过液体原料入口管向甲醇钠合成塔1内输送甲醇钠甲醇溶液，所述的甲醇钠甲醇溶液和所述的高纯度的甲醇蒸汽混合后形成液体甲醇钠和合成废气，所述的液体甲醇钠通过甲醇钠合成塔1的塔底排出，所述的合成废气包括重组分物质、甲醇、轻质组分物质以及不容易液化的气体、水蒸气，与此同时分别向第一换热器2的管程内、第二换热器4的管程内以及第三换热器9的管程内持续输送冷却液，所述的合成废气通过甲醇钠合成塔1的塔顶进入到第一换热器2的壳程内冷却，所述的合成废气中的重组分物质、甲醇、轻质组分以及水蒸气被液化形成第一液体混合物，所述的第一液体混合物以及不容易液化的气体通过第一换热器2的壳程出口端进入到第一换热器2下方的缓冲罐24中，所述的不容易液化的气体通过气体出口管31排出缓冲罐24，所述的第一液体混合物在通过加压输送到第一精馏塔3内，所述的第一液体混合物中的甲醇和轻质组分物质通过第一精馏塔3的塔顶进入到第二换热器4的壳程内被冷却形成第二液体混合物，并进入到第二换热器4下方的缓冲罐24中暂存；所述的第一液体混合物中的重组分物质以及水呈液态在第一精馏塔3的塔底循环加热，所述的第二液体混合物被加压输送到第二精馏塔5内，轻质组分物质被汽化通过第二精馏塔5进入到第三换热器9的管程内被冷却液化再经旋液分离器20进行气液分离后液相的轻质组分物质被暂存到轻质组分回收罐10内暂存，所述的第二液体混合物中的甲醇呈液态在第二精馏塔5的塔底循环加热。
通过实施例，实现了将甲醇合成塔塔顶排出来的合成废气中的甲醇分离作为原料使用的技术目的，大大降低了生产成本和潜在的安全隐患，另外需要说明的是，本产品在第一精馏塔3的塔底可以回收到重组分物质以及水所组成的液态物质，在第二精馏塔5的塔底可以回收到高纯度的甲醇。另外需要说明是，本产品所述的轻质组分不包括甲醚和乙醚等在常压下沸点40℃以下的醚类，因为这种醚类物质在粗甲醇中存量较小，并且沸点过低，不具有回收利用的价值，尾气排放管22排放的尾气中仍残留部分可燃性气体，本方案中将该部分尾气通过尾气排放管22输送至工业火炬进行燃烧后在排放，避免造成意外发生。
本实用新型是满足于甲醇钠合成设备领域工作者需要的一种甲醇钠的合成装置，使得本实用新型具有广泛的市场前景。
Claims (8)
1.一种甲醇钠的合成装置，包括甲醇钠合成塔(1)，其特征在于：所述的甲醇钠合成塔(1)的一侧设置有第一换热器(2)，甲醇钠合成塔(1)的塔顶和第一换热器(2)的壳程进口端相连通，第一换热器(2)的一侧设置有第一精馏塔(3)，第一精馏塔(3)和第一换热器(2)的壳程出口端相连通，第一精馏塔(3)的一侧设置有第二换热器(4)，第二换热器(4)的壳程进口端和第一精馏塔(3)的塔顶相连通，第二换热器(4)的一侧设置有第二精馏塔(5)，第二精馏塔(5)和第二换热器(4)的壳程出口端相连通。
2.根据权利要求1所述的合成装置，其特征在于：所述的第一精馏塔(3)包括第一精馏塔身和第一填料层，所述的第二精馏塔(5)包括第二精馏塔身和第二填料层，所述的第二填料层和所述的第二精馏塔身的顶部之间的所述的第二精馏塔身上以及所述的第一填料层和所述的第一精馏塔身的顶部之间的所述的第一精馏塔身上均分别设置有第一原料进口管(6)，第一原料进口管(6)的数量采用两个，与所述的第一精馏塔身相连接的第一原料进口管(6)和第一换热器(2)的壳程出口端之间以及与所述的第二精馏塔身相连接的第一原料进口管(6)和第二换热器(4)的壳程出口端之间均分别通过液体输送管(7)相连通。
3.根据权利要求1所述的合成装置，其特征在于：所述的甲醇钠合成塔(1)包括液体原料入口管和气体原料入口管，所述的气体原料入口管位于所述的液体原料入口管的下方，所述的气体原料入口管的一侧设置有第三精馏塔(8)，所述的第三精馏塔(8)的塔顶和所述的气体原料入口管相连通。
4.根据权利要求1所述的合成装置，其特征在于：所述的第二精馏塔(5)的一侧设置有第三换热器(9)，第三换热器(9)的壳程入口端和第二精馏塔(5)的塔顶相连通，第三换热器(9)的下方设置有轻质组分回收罐(10)，轻质组分回收罐(10)的顶部和第三换热器(9)的壳程出口端相连通。
5.根据权利要求2所述的合成装置，其特征在于：所述的第一填料层和所述的第一精馏塔身的底部之间的所述的第一精馏塔身上以及所述的第二填料层和所述的第二精馏塔身的底部之间的所述的第二精馏塔身上均分别设置有第一气相进口管(11)，所述的第二精馏塔身的底部和与所述的第二精馏塔身相连接的第一气相进口管(11)之间以及所述的第一精馏塔身的底部和与所述的第一精馏塔身相连接的第一气相进口管(11)之间均分别通过第一循环输送管(12)相连通，第一循环输送管(12)上设置有第一再沸器(13)以及第一增压泵(14)。
6.根据权利要求3所述的合成装置，其特征在于：所述的第三精馏塔(8)包括第三精馏塔身和第三填料层，所述的第三填料层和所述的第三精馏塔身的顶部之间的所述的第三精馏塔身上设置有第二原料进口管(15)，所述的第三填料层和所述的第三精馏塔身的底部之间的所述的第三精馏塔身上设置有第二气相进口管(16)，所述的第三精馏塔身的底部和第二气相进口管(16)之间通过第二循环输送管(17)相连通，第二循环输送管(17)上设置有第二再沸器(18)以及第二增压泵(19)，第二气相进口管(16)内设置有第三温度感应探头(29)。
7.根据权利要求4所述的合成装置，其特征在于：所述的第三换热器(9)和轻质组分回收罐(10)之间设置有旋液分离器(20)，旋液分离器(20)的进口端和第三换热器(9)的壳程出口端相连通，第三换热器(9)的壳程出口端内设置有第一温度感应探头(21)，旋液分离器(20)的气体出口端上设置有尾气排放管(22)，旋液分离器(20)的液体出口端和轻质组分回收罐(10)的顶部相连通，轻质组分回收罐(10)上设置有第一液位计(23)。
8.根据权利要求5所述的合成装置，其特征在于：所述的第一换热器(2)下方和第二换热器(4)下方均分别设置有缓冲罐(24)，缓冲罐(24)的顶部设置有液体进口管(30)和气体出口管(31)，缓冲罐(24)的底部设置有液体出口管(32)，缓冲罐(24)的数量采用两个，液体进口管(30)、气体出口管(31)和液体出口管(32)的数量均与缓冲罐(24)的数量相应，其中一个液体进口管(30)和所述的第一换热器(2)的壳程出口端相连通，其中另一个液体进口管(30)和所述的第二换热器(4)的壳程出口端相连通，两个液体出口管(32)和两个液体输送管(7)一一对应，两个缓冲罐(24)上均分别设置有第二液位计(25)，两个液体输送管(7)上均分别设置有第三增压泵(26)和截止阀(27)，液体出口管(32)内以及第一气相进口管(11)内均分别设置有第二温度感应探头(28)。
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