CN213823501U - 一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于侧线抽提法分离甲醇‑水体系的甲醇精馏装置。本实用新型的方法包括：进料泵通过管道与预热器连接，预热器通过管道与精馏塔中部连接，预热器通过管道与精馏塔塔底连接，预热器通过管道与回收水储罐连接；塔底再沸器通过管道与精馏塔塔底连接；精馏塔顶部、塔顶一级冷凝器、塔顶二级冷凝器、回流罐、回流泵、成品冷却器依次通过管道连接，形成循环回路；精馏塔提馏段设有侧线采出口，侧线采出口通过管道与侧线冷凝器连接，侧线冷凝器通过管道与原料罐连接。本发明能够简化设备，减少成本；提高效率，降低消耗，节能环保；提高纯度，降低排水甲醇含量，零排放；可连续操作。
Description
技术领域
本实用新型属于生物能源技术领域，具体涉及一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置。
背景技术
甲醇，又称羟基甲烷，是一种有机化合物，是结构最为简单的饱和一元醇，人口服中毒最低剂量约为100mg/kg体重，经口摄入0.3-1g可致死。甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料，可用于生产甲醛、醋酸、甲酸甲酯、甲胺等有机化工产品以及生长促进剂，可掺入汽油做替代燃料使用，同时甲醇也是一种重要的有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆，也可用作萃取剂。
在上述工业生产过程中，有大量的稀甲醇溶液产生。由于该甲醇溶液大多为反应后的母液或溶剂使用后的溶液，因此，所含组分非常复杂，需回收的甲醇溶液含量也高低不同，这些突出的特殊性对工艺设计及精馏塔内件设计提出了更高的要求。
现有的技术方案中，如实用新型专利《一种粗甲醇精馏提纯装置》，CN211339348U，赵敏仲等，它的主要思路为将反应残留的甲醇不经过降温，直接送入精馏塔中精馏，避免了能量的浪费；又如实用新型专利《一种对合成粗甲醇进行精馏精制的方法》，200610053694.0，吴嘉等，它的思路为用水作萃取剂，采用三塔联用的方式，实现高纯甲醇、杂醇油、含盐废水三者的有效分离；还有实用新型专利《一种用于甲醛生产中的粗甲醇处理装置》，CN204125403 U，刘昭华等，它的主要思路是先将粗甲醇蒸出，再经过过滤除去大部分杂质，得到符合实际生产的粗甲醇。综合上述可以发现，现有的甲醇精馏方案存在以下不足：设备多，投资费用大，分离效果差，人工操作费用大，而且有酸雾污染环境。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提出一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，能够简化设备，较少投资费用，较少人工操作费用；可以提高精馏效率，降低蒸汽消耗，节能环保；可以提高甲醇纯度；降低精馏塔塔釜排水中甲醇的含量，做到生产过程零排放零污染；实现闭路循环，连续操作。
为实现以上目的，本实用新型提出以下技术方案：
一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，包括进料泵、预热器、精馏塔，所述进料泵通过管道与预热器连接，所述预热器通过管道与精馏塔中部连接，预热器通过管道与精馏塔塔底连接，预热器通过管道与回收水储罐连接；还包括塔底再沸器，所述塔底再沸器底部通过管道与精馏塔塔底连接；包括塔顶一级冷凝器、塔顶二级冷凝器、回流罐、回流泵、成品冷却器，所述塔顶一级冷凝器通过管道与精馏塔顶部连接，塔顶一级冷凝器通过管道与塔顶二级冷凝器连接，所述塔顶一级冷凝器和塔顶二级冷凝器通过管道与回流罐连接，所述回流罐通过管道与回流泵连接，所述回流泵通过管道与成品冷却器连接，所述回流泵通过管道与精馏塔顶部连接；所述精馏塔提馏段设有侧线采出口，侧线采出口通过管道与侧线冷凝器连接，所述侧线冷凝器通过管道与原料罐连接。
优选地，所述回流泵设有取样口。
优选地，所述精馏塔塔身相同高度设有液相自动采出口，通过管道与成品冷却器连接。
优选地，所述成品冷却器输出位置设有取样口。
优选地，所述成品冷却器输出位置设有两个管道，左侧管道通向成品储罐，右侧管道通向原料罐。
优选地，精馏塔精馏段采用高效DZ-3型填料，填料总高度为9 m，分为两段，配套高效分布器；提馏段采用15层浮阀塔盘，有利于侧线采出位置的调节。
优选地，塔底再沸器换热面积为25 m2，预热器换热面积为10 m2，塔顶一级冷凝器换热面积约为60m2，塔顶二级冷凝器换热面积约为10m2，侧线冷凝器换热面积5m2，采用30℃循环水，成品冷却器换热面积20m2，采用7℃水。
本方案通过在精馏塔提馏段设置侧线采出口，侧线采出口通过管道与侧线冷凝器连接，利用侧线抽提的方法，减少回到塔底的甲醇量，降低了精馏塔负荷，所需的回流比减小，降低了塔底再沸器蒸发甲醇的蒸汽消耗，由此减少了每吨甲醇的蒸汽消耗，达到更大程度的节能；同时通过侧线抽提含有甲醇的水流股，可使塔釜出料甲醇含量低于0.1%，可以循环用作工艺套用水，从而减少生产所需的新鲜工艺用水量，实现生产过程的零排放。
本实用新型有益效果在于：
通过以上方案，本实用新型能够简化设备，较少投资费用，较少人工操作费用；可以提高精馏效率，降低蒸汽消耗，实现节能环保的效果；可以提高甲醇纯度，大于99.5%；降低精馏塔塔釜排水中甲醇的含量，低于0.1%，可以循环用作工艺套用水，实现生产过程零排放零污染，保护环境；同时能够实现闭路循环，可以连续操作。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置的工艺流程图。
图中，1-进料泵、2-塔底再沸器、3-预热器、4-精馏塔、5-成品冷却器、6-回流泵、7-塔顶一级冷凝器、8-回流罐、9-塔顶二级冷凝器、10-侧线冷凝器。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”“左”、“右”、“顶”、“底”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。
如图1所示， 一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，包括进料泵1、预热器3、精馏塔4，所述进料泵1通过管道与预热器3连接，所述预热器3通过管道与精馏塔4中部连接，预热器3通过管道与精馏塔4塔底连接，预热器3通过管道与回收水储罐连接；还包括塔底再沸器2，所述塔底再沸器2底部通过管道与精馏塔4塔底连接；包括塔顶一级冷凝器7、塔顶二级冷凝器9、回流罐8、回流泵6、成品冷却器5，所述塔顶一级冷凝器7通过管道与精馏塔4顶部连接，塔顶一级冷凝器7通过管道与塔顶二级冷凝器9连接，所述塔顶一级冷凝器7和塔顶二级冷凝器9通过管道与回流罐8连接，所述回流罐8通过管道与回流泵6连接，所述回流泵6通过管道与成品冷却器5连接，回流泵6通过管道与精馏塔4顶部连接；所述精馏塔4提馏段设有侧线采出口，侧线采出口通过管道与侧线冷凝器10连接，所述侧线冷凝器10通过管道与原料罐连接。
优选地，所述回流泵6设有取样口。
优选地，所述精馏塔4塔身相同高度设有液相自动采出口，通过管道与成品冷却器5连接。
优选地，所述成品冷却器5输出位置设有取样口。
优选地，所述成品冷却器5输出位置设有两个管道，左侧管道通向成品储罐，右侧管道通向原料罐。
优选地，精馏塔2精馏段采用高效DZ-3型填料，填料总高度为9 m，分为两段，配套高效分布器；提馏段采用15层浮阀塔盘，有利于侧线采出位置的调节。
优选地，塔底再沸器2换热面积为25 m2，预热器3换热面积为10 m2，塔顶一级冷凝器7换热面积约为60m2，塔顶二级冷凝器9换热面积约为10m2，侧线冷凝器10换热面积5m2，采用30℃循环水，成品冷却器5换热面积20m2，采用7℃水。
具体方案以用45%的甲醇溶液回收高纯度甲醇为例作进一步说明：
在原有工艺的基础上，通过进料泵1将甲醇溶液输送至预热器3，预热后通过管道从精馏塔4中部进入精馏塔4；精馏塔4塔底连接塔底再沸器2，采用158℃饱和蒸汽加热；分离后的甲醇组分从塔顶蒸出，经过塔顶一级冷凝器7、塔顶二级冷凝器9、回流罐8、回流泵6、精馏塔4塔顶形成闭合回路；回流泵6出口设有取样口，经检测合格的甲醇通过管道送至成品冷却器5冷却，最后通过送至成品储罐；若检测不合格，则通过管道从精馏塔4塔顶侧方回到塔内；精馏塔4塔身相同高度处设有的液相自动采出口，经成品冷却器5冷却后取样，合格甲醇通过管道送至成品储罐，不合格甲醇通过成管道送至原料罐；精馏塔4提馏段设有侧线采出口，部分甲醇-水溶液采出后，经过侧线冷凝器10冷凝再送入原料罐；通过侧线抽提，使得精馏塔4塔釜出料甲醇含量低于0.1%，塔釜合格水流股经过换热器3换热后送至回收水储罐。
本方案通过在精馏塔提馏段设置侧线采出口，侧线采出口通过管道与侧线冷凝器10连接，利用侧线抽提的方法，减少回到塔底的甲醇量，降低了精馏塔负荷，所需的回流比减小，降低了塔底再沸器2蒸发甲醇的蒸汽消耗，由此减少了每吨甲醇的蒸汽消耗，达到更大程度的节能；同时通过侧线抽提含有甲醇的水流股，可使塔釜出料甲醇含量低于0.1%，可以循环用作工艺套用水，从而减少生产所需的新鲜工艺用水量，实现生产过程的零排放。
通过以上方案，本实用新型能够简化设备，较少投资费用，较少人工操作费用；可以提高精馏效率，降低蒸汽消耗，实现节能环保的效果；可以提高甲醇纯度，大于99.5%；降低精馏塔4塔釜排水中甲醇的含量，低于0.1%，可以循环用作工艺套用水，实现生产过程的零排放零污染，最大程度的保护环境；同时本装置实现闭路循环，可以实现连续操作。
以上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，凡在本发明/实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，特征在于：包括进料泵、预热器、精馏塔，所述进料泵通过管道与预热器连接，所述预热器通过管道与精馏塔中部连接，预热器通过管道与精馏塔塔底连接，预热器通过管道与回收水储罐连接；还包括塔底再沸器，所述塔底再沸器通过管道与精馏塔塔底连接；包括塔顶一级冷凝器、塔顶二级冷凝器、回流罐、回流泵、成品冷却器，所述塔顶一级冷凝器通过管道与精馏塔顶部连接，塔顶一级冷凝器通过管道与塔顶二级冷凝器连接，所述塔顶一级冷凝器和塔顶二级冷凝器通过管道与回流罐连接，所述回流罐通过管道与回流泵连接，所述回流泵通过管道与成品冷却器连接，所述回流泵通过管道与精馏塔顶部连接；所述精馏塔提馏段设有侧线采出口，侧线采出口通过管道与侧线冷凝器连接，所述侧线冷凝器通过管道与原料罐连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，特征在于：所述回流泵设有取样口。
3.根据权利要求1所述的一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，特征在于：所述精馏塔塔身相同高度设有液相自动采出口，通过管道与成品冷却器连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，特征在于：所述成品冷却器输出位置设有取样口。
5.根据权利要求1所述的一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，特征在于：所述成品冷却器输出位置设有两个管道，左侧管道通向成品储罐，右侧管道通向原料罐。
6.根据权利要求1所述的一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，其特征在于：所述精馏塔精馏段采用高效DZ-3型填料，填料总高度为9 m，分为两段，配套高效分布器；提馏段采用15层浮阀塔盘。
7.根据权利要求1所述的一种基于侧线抽提法分离甲醇-水体系的甲醇精馏装置，其特征在于：所述塔底再沸器换热面积为25 m2，所述预热器换热面积为10 m2，所述塔顶一级冷凝器换热面积约为60m2，所述塔顶二级冷凝器换热面积约为10m2，所述侧线冷凝器换热面积5m2，采用30℃循环水，所述成品冷却器（5）换热面积20m2，采用7℃水。
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