CN216536967U - 一种甲醇自动精馏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇自动精馏系统，包括预塔装置、加压塔装置、常压塔装置、精甲醇中间槽，其还包括自动控制系统；所述预塔装置包括预塔、预塔再沸器、第一预塔冷凝器、第二预塔冷凝器、汽液分离器、预塔回流槽、预塔换热器；所述加压塔装置包括加压塔、加压塔再沸器、加压塔回流槽、加压塔换热器；所述常压塔装置包括常压塔、常压塔再沸器、常压塔空气冷却器、常压塔回流槽、常压塔换热器；所述自动控制系统包括监测组件、控制组件、中央处理器；优点在于：自动控制系统对所有变量进行综合建模，并把所有控制阀引入，充分考虑了变量、控制阀间的交叉影响，减小了在调节单变量时其他变量的波动，实现了对装置的综合控制。

Description

一种甲醇自动精馏系统

技术领域：

本实用新型涉及甲醇精馏领域，特别涉及一种甲醇自动精馏系统。

背景技术：

甲醇在精馏过程中，预塔温度、压强等多个变量均会影响精甲醇的纯度，且各变量会交叉影响，因此需要对多个变量进行监测并对相应调节阀进行控制。目前，针对甲醇精馏系统的控制多是基于单点监测与单点手动控制结合完成的，忽略了各参数、调节阀的交叉作用，因此，对单个调节阀的调整通常会导致其它变量发生波动，其控制性能不能满足工艺的要求；此外，装置的调节阀工作在手动状态，当变量发生变化时，对调节阀的调整不及时。

上述的控制方式导致在甲醇精馏过程中，系统自动化程度低、操作员劳动强度较大，对于装置的操作完全依赖操作员的经验和责任心，在装置调整负荷，外界环境因素变化的时候，尤其需要操作员实施迅速的判断和精准的控制。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种能够对影响甲醇精馏的变量进行综合、自动控制的甲醇精馏系统。

本实用新型由如下技术方案实施：

一种甲醇自动精馏系统，包括预塔装置、加压塔装置、常压塔装置、精甲醇中间槽，其还包括自动控制系统；所述预塔装置包括预塔、预塔再沸器、第一预塔冷凝器、第二预塔冷凝器、汽液分离器、预塔回流槽、预塔换热器；所述加压塔装置包括加压塔、加压塔再沸器、加压塔回流槽、加压塔换热器；所述常压塔装置包括常压塔、常压塔再沸器、常压塔空气冷却器、常压塔回流槽、常压塔换热器；所述自动控制系统包括监测组件、控制组件、中央处理器；所述预塔再沸器设于所述预塔的底部，所述预塔再沸器的入口、出口分别与所述预塔的底部、中下部连接，所述预塔的顶部出口与第一预塔冷凝器连接，所述第一预塔冷凝器的顶部出口依次与所述第二预塔冷凝器的底部出口、所述汽液分离器、所述预塔回流槽连接；所述第一预塔冷凝器的底部出口依次与所述预塔回流槽连接、预塔回流泵、所述预塔的上部入口连接；所述加压塔再沸器设于所述加压塔的底部，所述加压塔再沸器的入口、出口分别与所述加压塔的底部、中下部连接；所述加压塔回流槽通过加压塔回流泵与所述加压塔的上部入口连接；所述加压塔回流槽的底部出口还依次通过预塔换热器、加压塔换热器与所述精甲醇中间槽连接；所述常压塔再沸器设于所述常压塔的底部，所述常压塔再沸器的入口、出口分别与所述加压塔的底部、中下部连接；所述常压塔的顶部出口依次与所述常压塔空气冷却器、所述常压塔回流槽连接，所述常压塔回流槽的出口通过常压塔回流泵与所述常压塔的上部入口连接；所述常压塔回流槽的出口还通过常压塔换热器与所述精甲醇中间槽连接；所述预塔的底部出口还依次通过预塔泵、预塔-加压塔换热器与所述加压塔连接；所述加压塔的顶部出口与所述常压塔再沸器的入口连接；所述常压塔再沸器的出口与所述加压塔回流槽的入口连接；所述加压塔的底部出口与所述常压塔连接；所述监测组件获取所述预塔装置、所述加压塔装置、所述常压塔装置、以及上述装置连接管线上的变量信息，并将信息传输到中央处理器；所述中央处理器对接收的变量信息进行存储、处理、计算得到所述变量的最佳值、确定所述控制组件最佳调节量，并将最佳调节量信息传达到所述控制组件；所述控制组件接收所述中央处理器的信息并根据接收信息进行自动调节。

优选的，其还包括配套装置，所述配套装置包括配碱槽、碱液槽、排液槽；所述配碱槽依次与所述碱液槽、所述预塔的碱液入口连接；所述排液槽与所述第二预塔冷凝器的顶部出口连接。

优选的，所述常压塔装置还包括杂醇冷却器、杂醇回收器，所述常压塔的中部出口依次与所述杂醇冷却器、所述杂醇回收器连接。

优选的，其还包括去生化装置，所述去生化装置包括去生化泵、去生化换热器，所述常压塔的底部出口依次与所述去生化泵、所述去生化换热器连接。

优选的，所述监测组件包括在所述预塔、所述预塔回流槽、所述加压塔、所述加压塔回流槽、所述常压塔、所述常压塔回流槽的内部设置的预塔液位计、预塔回流槽液位计、加压塔液位计、加压塔回流槽液位计、常压塔液位计、常压塔回流槽液位计；所述监测组件还包括在所述预塔、所述加压塔、所述预塔-加压塔换热器与所述加压塔的连接管线上设置的预塔温度传感器、加压塔温度传感器、预塔-加压塔温度传感器、在所述预塔-加压塔换热器与所述加压塔的连接管线、所述加压塔回流泵与所述加压塔的连接管线、所述常压塔回流泵与所述常压塔的连接管线上设置的预塔流量计、加压塔流量计、常压塔流量计、在所述加压塔与所述常压塔再沸器的连接管线上设置的压力传感器。

优选的，所述控制组件包括在冷凝液管线上设置的第一预塔调节阀、加压塔调节阀、限流调节阀、所述预塔泵与所述预塔-加压塔换热器的连接管线上设置的第二预塔调节阀、在所述预塔回流槽与所述预塔的连接管线上设置的预塔回流槽调节阀、在所述加压塔回流槽与所述加压塔的连接管线上设置的第一加压塔回流槽调节阀、在所述加压塔回流槽与所述精甲醇中间槽的连接管线上设置的第二加压塔回流槽调节阀、在所述加压塔回流槽与所述常压塔空气冷却器的连接管线上设置的第三加压塔回流槽调节阀、在所述加压塔的底部出口与所述常压塔的连接管线上设置的常压塔调节阀、在所述常压塔回流槽与所述常压塔的连接管线上设置的第一常压塔回流槽调节阀、在所述常压塔回流槽与所述精甲醇中间槽的连接管线上设置的第二常压塔回流槽调节阀。

本实用新型的优点：自动控制系统对装置的所有变量进行综合建模，并把所有控制阀引入，充分考虑了变量、控制阀间的交叉影响，减小了在调节单变量时其他变量的波动，实现了对装置的综合控制；控制系统自动对各阀门实时进行调节，使调节更精细、及时、准确；提高了产品的合格率，提高产量，降低蒸汽的消耗。

附图说明：

图1为本实用新型的结构装置连接图。

图2为本实用新型的系统控制图。

包括预塔装置1、预塔101、预塔再沸器102、第一预塔冷凝器103、第二预塔冷凝器104、汽液分离器105、预塔回流槽106、预塔换热器107、预塔回流泵108、预塔泵109、预塔-加压塔换热器110、加压塔装置2、加压塔201、加压塔再沸器202、加压塔回流槽203、加压塔换热器204、加压塔回流泵205、常压塔装置3、常压塔301、常压塔再沸器302、常压塔空气冷却器303、常压塔回流槽304、常压塔换热器305、常压塔回流泵306、去生化泵307、去生化换热器308、杂醇冷却器309、杂醇回收器310、精甲醇中间槽4、自动控制系统5、自动控制系统5、监测组件51、中央处理器52、控制组件53、预塔液位计501、预塔回流槽液位计502、加压塔液位计503、加压塔回流槽液位计504、常压塔液位计505、预塔温度传感器506、加压塔温度传感器507、预塔-加压塔温度传感器508、预塔流量计509、加压塔流量计510、常压塔流量计511、压力传感器512、粗甲醇调节阀513、预塔回流槽调节阀514、第一预塔调节阀515、第二预塔调节阀516、限流调节阀517、加压塔调节阀518、常压塔调节阀519、第一加压塔回流槽调节阀520、第二加压塔回流槽调节阀521、第三加压塔回流槽调节阀522、去生化调节阀523、第一常压塔回流槽调节阀524、常压塔回流槽液位计525、第二常压塔回流槽调节阀526、配碱槽61、碱液槽62、排液槽63。

具体实施方式：

实施例1：如图1和图2所示，一种甲醇自动精馏系统，包括预塔装置1、加压塔装置2、常压塔装置3、精甲醇中间槽4、自动控制系统5、配套装置；预塔装置1包括预塔101、预塔再沸器102、第一预塔冷凝器103、第二预塔冷凝器104、汽液分离器105、预塔回流槽106、预塔换热器107；加压塔装置2包括加压塔201、加压塔再沸器202、加压塔回流槽203、加压塔换热器204；常压塔装置3包括常压塔301、常压塔再沸器302、常压塔空气冷却器303、常压塔回流槽304、常压塔换热器305；自动控制系统5包括监测组件51、中央处理器52、控制组件53；配套装置包括配碱槽61、碱液槽62、排液槽63。

来自粗甲醇罐的粗甲醇与来自加压塔回流槽23的精甲醇进行换热，经换热的粗甲醇进入预塔11并经过预塔11的底部出口进入预塔再沸器12，预塔再沸器12通过蒸汽对粗甲醇加热，随后，加热的甲醇重新回到预塔11；此时，预塔11内的轻组分(甲醚、甲醛、甲酯等)从预塔11的顶部出口先进入第一预塔冷凝器13内，通过冷却水进行换热，轻组分中的甲醇冷凝进入预塔回流槽16，随后，第一预塔冷凝器13内的轻组分通过其顶部出口经第二预塔冷凝器14再次冷凝，甲醇冷凝进入预塔回流槽16，剩余的轻组分通过顶部出口排放到排液槽63；对冷凝到预塔回流槽16的甲醇进一步处理，在其内加脱盐水萃取剂，对甲醇进行萃取精馏，随后通过预塔回流泵108被返回到预塔11。

预塔11底部的粗甲醇(重组份)通过预塔泵109、预塔-加压塔换热器110(使用预塔再沸器102回流的冷凝液进行换热)后进入加压塔201，在高温高压下，粗甲醇蒸发的精甲醇气体通过顶部出口进入常压塔再沸器302进行换热，精甲醇降温后返回到加压塔回流槽203；进入加压塔回流槽203的一部分精甲醇首先通过预塔换热器107与来自粗醇罐的粗甲醇换热、再与冷却器换热后，流入精甲醇中间槽4；另一部分精甲醇通过加压塔回流泵205回到加压塔201进行降温。

加压塔201底部的粗甲醇溶液(含量低)通过其底部出口进入常压塔301，对甲醇进一步提纯，经蒸发的精甲醇从常压塔301顶部出口进入常压塔空气冷却器303内，与空气换热后，降温液化到常压塔回流槽304，其中的一部分经换热后冷凝到精甲醇中间槽4内，另一部分经常压塔回流泵306回流至常压塔301降温。常压塔301底部的低含量甲醇经去生化装置进行去生化处理，底部的低含量甲醇从底部出口依次通过去生化泵307、去生化换热器308；而常压塔301中部的杂醇(乙醇，既不会蒸发也不会沉到塔底，在滤板上)依次通过杂醇冷却器309、杂醇回收器310被回收。

在甲醇精馏过程中，自动控制系统的监测组件51获取预塔装置1、加压塔装置2、常压塔装置3、以及上述装置连接管线上的变量信息，并将信息传输到中央处理器52；中央处理器52对接收的变量信息进行存储、处理、计算得到变量的最佳值、确定控制组件53最佳调节量，并将最佳调节量信息传达到控制组件53；控制组件53接收中央处理器52的信息并根据接收信息进行自动调节。

预塔101、预塔回流槽106、加压塔201、加压塔回流槽203、常压塔301的内部分别设置有预塔液位计501、预塔回流槽液位计502、加压塔液位计503、加压塔回流槽液位计504、常压塔液位计505对相应位置液位进行监测；预塔101内、加压塔201内、预塔-加压塔换热器110与加压塔201的连接管线上分别设置有预塔温度传感器506、加压塔温度传感器507、预塔-加压塔温度传感器508对相应位置的温度进行监测；在预塔-加压塔换热器110与加压塔201的连接管线上、加压塔回流泵205与加压塔21的连接管线上、常压塔回流泵306与常压塔301的连接管线上分别设置有预塔流量计509、加压塔流量计510、常压塔流量计511对相应位置的流量进行监测；在加压塔201与常压塔再沸器302的连接管线上设置有压力传感器512。

甲醇精馏装置的基本控制过程如下：当预塔液位计501监测到预塔101液位变高时，设置在粗甲醇回流管线上的粗甲醇调节阀513开大，减小粗甲醇进量；当预塔回流槽液位计502监测到液位变高时，设置在预塔回流槽106与预塔101的连接管线上的预塔回流槽调节阀514开大，加大预塔101甲醇回流量；当预塔温度传感器506监测到预塔101温度变高时，冷凝液管线上设置的第一预塔调节阀515关小，减少冷凝液出量，减少进气量；当预塔流量计509监测到流量变大时，设置在预塔泵109与预塔-加压塔换热器110的连接管线上的第二预塔调节阀516关小，减少加压塔201进气量；当预塔-加压塔温度传感器508检测到管线温度升高时，限流调节阀517开大，减小冷凝液进量，减小加压塔201进气量；当加压塔温度传感器507监测到加压塔201温度升高时，冷凝液管线上设置的加压塔调节阀518关小，减少冷凝液出量，减少进气量；当加压塔液位计503监测到加压塔201液位变高时，设置在加压塔201的底部出口与常压塔301的连接管线上的常压塔调节阀519开大、增大加压塔201出气量；当加压塔流量计510检测到流量变大时，设置在加压塔回流槽203与加压塔201的连接管线上的第一加压塔回流槽调节阀520关小，减小加压塔201进气量；当加压塔回流槽液位计504检测到加压塔回流槽203液位变高时，设置在加压塔回流槽203与精甲醇中间槽4的连接管线上的第二加压塔回流槽调节阀521开大，增加进入精甲醇中间槽4的精甲醇量；当压力传感器512监测到压力变大时，设置在加压塔回流槽203与常压塔空气冷却器303的连接管线上的第三加压塔回流槽调节阀522变大，增加精甲醇冷却量；当常压塔液位计505监测到液位变高时，设置在去生化管线上的去生化调节阀523开大，增大去生化气体量；当常压塔流量计511检测到流量变大时，设置在常压塔回流槽304与常压塔301的连接管线上的第一常压塔回流槽调节阀524关小，减小常压塔301进气量；当常压塔回流槽液位计525检测到液位变高时，设置在常压塔回流槽304与精甲醇中间槽4的连接管线上的第二常压塔回流槽调节阀526开大，增加精甲醇出量。在自动控制系统5执行控制过程中，当监测组件51监测到变量变化时，中央处理器52会综合计算该变量、其他变量的影响，在调整相应阀门基础上，对可能发生波动的控制组件53进行调整。

Claims (6)

1.一种甲醇自动精馏系统，包括预塔装置、加压塔装置、常压塔装置、精甲醇中间槽，其特征在于，还包括自动控制系统；所述预塔装置包括预塔、预塔再沸器、第一预塔冷凝器、第二预塔冷凝器、汽液分离器、预塔回流槽、预塔换热器；所述加压塔装置包括加压塔、加压塔再沸器、加压塔回流槽、加压塔换热器；所述常压塔装置包括常压塔、常压塔再沸器、常压塔空气冷却器、常压塔回流槽、常压塔换热器；所述自动控制系统包括监测组件、控制组件、中央处理器；所述预塔再沸器设于所述预塔的底部，所述预塔再沸器的入口、出口分别与所述预塔的底部、中下部连接，所述预塔的顶部出口与第一预塔冷凝器连接，所述第一预塔冷凝器的顶部出口依次与所述第二预塔冷凝器的底部出口、所述汽液分离器、所述预塔回流槽连接；所述第一预塔冷凝器的底部出口依次与所述预塔回流槽、预塔回流泵、所述预塔的上部入口连接；所述加压塔再沸器设于所述加压塔的底部，所述加压塔再沸器的入口、出口分别与所述加压塔的底部、中下部连接；所述加压塔回流槽通过加压塔回流泵与所述加压塔的上部入口连接；所述加压塔回流槽的底部出口还依次通过预塔换热器、加压塔换热器与所述精甲醇中间槽连接；所述常压塔再沸器设于所述常压塔的底部，所述常压塔再沸器的入口、出口分别与所述加压塔的底部、中下部连接；所述常压塔的顶部出口依次与所述常压塔空气冷却器、所述常压塔回流槽连接，所述常压塔回流槽的出口通过常压塔回流泵与所述常压塔的上部入口连接；所述常压塔回流槽的出口还通过常压塔换热器与所述精甲醇中间槽连接；所述预塔的底部出口还依次通过预塔泵、预塔-加压塔换热器与所述加压塔连接；所述加压塔的顶部出口与所述常压塔再沸器的入口连接；所述常压塔再沸器的出口与所述加压塔回流槽的入口连接；所述加压塔的底部出口与所述常压塔连接；所述监测组件获取所述预塔装置、所述加压塔装置、所述常压塔装置、以及上述装置连接管线上的变量信息，并将信息传输到中央处理器；所述中央处理器对接收的变量信息进行存储、处理、计算得到所述变量的最佳值、确定所述控制组件最佳调节量，并将最佳调节量信息传达到所述控制组件；所述控制组件接收所述中央处理器的信息并根据接收信息进行自动调节。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇自动精馏系统，其特征在于，其还包括配套装置，所述配套装置包括配碱槽、碱液槽、排液槽；所述配碱槽依次与所述碱液槽、所述预塔的碱液入口连接；所述排液槽与所述第二预塔冷凝器的顶部出口连接。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇自动精馏系统，其特征在于，所述常压塔装置还包括杂醇冷却器、杂醇回收器，所述常压塔的中部出口依次与所述杂醇冷却器、所述杂醇回收器连接。

4.根据权利要求1所述的一种甲醇自动精馏系统，其特征在于，其还包括去生化装置，所述去生化装置包括去生化泵、去生化换热器，所述常压塔的底部出口依次与所述去生化泵、所述去生化换热器连接。

5.根据权利要求1所述的一种甲醇自动精馏系统，其特征在于，所述监测组件包括在所述预塔、所述预塔回流槽、所述加压塔、所述加压塔回流槽、所述常压塔、所述常压塔回流槽的内部设置的预塔液位计、预塔回流槽液位计、加压塔液位计、加压塔回流槽液位计、常压塔液位计、常压塔回流槽液位计；所述监测组件还包括在所述预塔、所述加压塔、所述预塔-加压塔换热器与所述加压塔的连接管线上设置的预塔温度传感器、加压塔温度传感器、预塔-加压塔温度传感器、在所述预塔-加压塔换热器与所述加压塔的连接管线、所述加压塔回流泵与所述加压塔的连接管线、所述常压塔回流泵与所述常压塔的连接管线上设置的预塔流量计、加压塔流量计、常压塔流量计、在所述加压塔与所述常压塔再沸器的连接管线上设置的压力传感器。

6.根据权利要求1所述的一种甲醇自动精馏系统，其特征在于，所述控制组件包括在冷凝液管线上设置的第一预塔调节阀、加压塔调节阀、限流调节阀、所述预塔泵与所述预塔-加压塔换热器的连接管线上设置的第二预塔调节阀、在所述预塔回流槽与所述预塔的连接管线上设置的预塔回流槽调节阀、在所述加压塔回流槽与所述加压塔的连接管线上设置的第一加压塔回流槽调节阀、在所述加压塔回流槽与所述精甲醇中间槽的连接管线上设置的第二加压塔回流槽调节阀、在所述加压塔回流槽与所述常压塔空气冷却器的连接管线上设置的第三加压塔回流槽调节阀、在所述加压塔的底部出口与所述常压塔的连接管线上设置的常压塔调节阀、在所述常压塔回流槽与所述常压塔的连接管线上设置的第一常压塔回流槽调节阀、在所述常压塔回流槽与所述精甲醇中间槽的连接管线上设置的第二常压塔回流槽调节阀。

Images