CN213680469U - 一种mtbe装置热耦合节能结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种MTBE装置热耦合节能结构，MTBE装置包括顺次连接的醚化反应器、催化蒸馏塔、甲醇水洗塔和甲醇回收塔，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，催化蒸馏塔催化剂装填段的下部设有循环管，循环管与换热器内部所设低温通道相连通。该种MTBE装置热耦合节能结构，设置换热器，利用甲醇回收塔塔顶气相作为换热器热源，催化蒸馏塔中间采出物料被加热的同时，甲醇回收塔塔顶气相得到冷凝，可以减少催化蒸馏塔塔釜再沸器蒸汽消耗，同时减少甲醇回收塔塔顶水冷器循环水用量。充分利用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，节约了生产成本。

Description

一种MTBE装置热耦合节能结构

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装置热耦合节能结构。

背景技术

传统MTBE装置催化蒸馏塔，仅在塔釜设置再沸器作为全塔热源，蒸汽消耗较大；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装置热耦合节能结构，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装置热耦合节能结构，所述MTBE装置包括顺次连接的醚化反应器、催化蒸馏塔、甲醇水洗塔和甲醇回收塔，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，所述催化蒸馏塔催化剂装填段的下部设有循环管，所述循环管与换热器内部所设低温通道相连通。

进一步地，所述循环管的进口和出口分别与催化蒸馏塔的相邻两块塔板相连。

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装置热耦合节能结构，设置换热器，利用甲醇回收塔塔顶气相作为换热器热源，催化蒸馏塔中间采出物料被加热的同时，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，降低了操作费用，节约了生产成本。

(2)该MTBE装置热耦合节能结构，设置换热器为催化蒸馏塔提供热源，可以减少催化蒸馏塔塔釜再沸器蒸汽消耗。

(3)该MTBE装置热耦合节能结构，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装置热耦合节能结构，适用于催化蒸馏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装置热耦合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装置热耦合节能结构换热器结构示意图。

附图标记说明：

1-催化蒸馏塔；11-催化剂；2-甲醇回收塔；3-再沸器；4-换热器；5-水冷器；6-醚化反应器；7-甲醇水洗塔；8-强制循环泵；01-循环管；02-甲醇回收管；03-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装置热耦合节能结构，该MTBE装置包括顺次连接的醚化反应器6、催化蒸馏塔1、甲醇水洗塔7和甲醇回收塔2，其中，醚化反应器6的塔底连有碳四原料和甲醇的输入管道，醚化反应器6的塔顶与催化蒸馏塔1进料口连通，催化蒸馏塔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1的下部返回口之间设有循环通路03，该循环通路03上设有再沸器3；

催化蒸馏塔1的塔顶和甲醇水洗塔7的进料口相连通，催化蒸馏塔1的下部设有循环管01，该循环管01位于催化剂11装填段的下方，甲醇水洗塔7的底部和甲醇回收塔2的进料口相连通，甲醇水洗塔7的塔顶连有醚后碳四输出管路，甲醇回收塔2的顶部连有甲醇回收管02，甲醇回收塔2的塔底与甲醇水洗塔7的萃取水进口相连通，用于向甲醇水洗塔7内补充萃取水；

节能结构包括换热器4，该换热器4选用管壳式换热器4，且换热器4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4安装位置可选择催化蒸馏塔1催化剂11装填段下方第一块塔板至塔釜之间任一塔板，循环管01的进口和出口分别与催化蒸馏塔1的相邻两块塔板相连，该选择的原因在于：热物料通过换热器对冷物料加热，为冷物料提供一定汽化分率，气液两相分别返回相邻上层塔板，与上层塔板实际操作参数基本一致，即为上层塔板增加上升气相物料，又不会对塔的整体操作造成影响；

换热器4既作催化蒸馏塔1的再沸器，又作甲醇回收塔2的冷凝器，换热器4以甲醇回收塔2塔顶气相作为热源，以催化蒸馏塔1塔釜液相物料作为冷源，根据换热器4不同安装位置操作参数，对甲醇回收塔2操作参数进行调整，以达到最佳双塔热耦合节能效果，甲醇回收塔2操作压力为0.1～2.0MPaG，换热器4越靠下安装，甲醇回收塔2压力需要越高，甲醇回收塔2为高温操作，催化蒸馏塔1为低温操作；

为减少换热器4高温侧物料热量损失，甲醇回收管02与换热器4内部所设换热管相连通，循环管01与换热器4内部所设壳程通道相连通；

换热器4的所处高度高于水冷器5的所处高度，甲醇回收塔2塔顶气相物料通过换热器4冷凝后，可自流进入水冷器5，催化蒸馏塔1冷物料通过换热器4加热后，液相物料可自流循环回催化蒸馏塔1；

由于此换热器4位置需高于水冷器，距离换热器4冷物料侧返回口较远，管线较长，换热器4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4后进行气液相分离，分别返回催化精馏塔1；

为保证换热器4冷热侧换热温差，新增换热器4位于甲醇回收管02上游段，同时为保证从甲醇回收塔2塔顶输出的甲醇蒸汽经过换热器4冷凝后能够得到进一步冷却，甲醇回收管02上设有水冷器5，该水冷器5位于甲醇回收管02的下游段；

由于换热器4设置在较高的位置，为了克服静压差，循环管01上设有强制循环泵8，该强制循环泵8可以增加换热器4冷介质的气化分率，减少换热器4循环量，从而达到降低换热器4的冷侧进出口管径的效果，强制循环泵8位于循环管01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6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1内，催化蒸馏塔1塔釜通过再沸器3进行加热，蒸汽作为热源；催化蒸馏塔1催化剂装填段11下方液相物料通过强制循环泵8进入换热器4进行加热，同时将甲醇回收塔2塔顶甲醇蒸汽引入换热器4，甲醇蒸汽冷凝后进入水冷器5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1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1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1蒸汽消耗由18.5t/h降为12.5t/h，能耗可降低32％。

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 (7)

1.一种MTBE装置热耦合节能结构，包括顺次连接的醚化反应器(6)、催化蒸馏塔(1)、甲醇水洗塔(7)和甲醇回收塔(2)，所述甲醇回收塔(2)的顶部连有甲醇回收管(02)，其特征在于，包括换热器(4)，所述甲醇回收管(02)与换热器(4)内部所设高温通道相连通，所述催化蒸馏塔(1)催化剂(11)装填段的下部设有循环管(01)，所述循环管(01)与换热器(4)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装置热耦合节能结构，其特征在于：所述循环管(01)的进口和出口分别与催化蒸馏塔(1)的相邻两块塔板相连。

3.根据权利要求1所述的一种MTBE装置热耦合节能结构，其特征在于：所述换热器(4)为管壳式换热器(4)，所述高温通道为换热管，所述低温通道为壳程通道。

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

5.根据权利要求1所述的一种MTBE装置热耦合节能结构，其特征在于：所述甲醇回收管(02)上设有水冷器(5)，所述水冷器(5)位于甲醇回收管(02)的下游段。

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

7.根据权利要求1所述的一种MTBE装置热耦合节能结构，其特征在于：所述循环管(01)上设有强制循环泵(8)，所述强制循环泵(8)位于循环管(01)的上游段。

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