CN217472746U - 甲醇精馏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇精馏系统，解决了现有三塔流程存在的能耗大、设备投资和运行成本高的问题。技术方案包括依次连接的预塔、加压塔和常压塔，所述预塔的进料口连接粗甲醇预热器，所述常压塔与回收塔连接；所述常压塔和回收塔的塔上部均设有规整填料，塔下部均设有浮阀塔板结构；所述常压塔的下段侧壁设有多个杂醇采出口，所述杂醇采出口连接回收塔的进料口，所述回收塔的下段侧壁设有多个杂醇采出口，所述杂醇采出口连接杂醇冷却器。本发明能有效降低塔釜废水的杂醇含量，使废水达标，同时降低了常压塔、回收塔的热负荷，减少了蒸汽消耗，实现三效耦合。

Description

甲醇精馏系统

技术领域

本实用新型涉及一种甲醇精馏技术领域，具体的说是一种甲醇精馏系统。

背景技术

甲醇是重要的化工原料，基本有机原料之一，工业甲醇的用途十分广泛，除可作许多有机物的良好溶剂外，主要用于合成纤维、甲醛、塑料、医药、农药、染料、合成蛋白质等工业生产，是一种基本的有机化工原料。甲醇和汽油(柴油)或其它物质可混合成各种不同用途的工业用或民用的新型燃料。目前甲醇的主要生产方式是CO、H₂、CO₂低压合成法，合成生产的甲醇为粗甲醇。在粗甲醇中，除了水以外，还有乙醇、甲酸、乙酸甲酯、二甲醚和高级醇等杂质。为去除粗甲醇中的杂质，需要用连续精馏的方法将粗甲醇提纯为符合国家标准的精甲醇。

现代工业上甲醇精馏工艺，多数采用多塔连续工艺，以三个或四个精馏塔连续精馏为主。一般设置有预塔、加压塔和常压塔三个主精馏塔，部分工艺设置回收塔，提高甲醇的产品回收率。另外，为降低系统的蒸汽消耗，将加压塔和常压塔进行热耦合。近期有新技术，在原四个精馏塔基础上增加一个减压回收塔，利用系统热量作为热源，实现三个精馏塔三效热耦合。但增加多个精馏塔，精馏装置的设备费用增加较大，影响项目的总投资。

在目前的常用甲醇精馏工艺技术中，以四塔连续精馏技术为主。采用多种余热回收技术，典型的有：采用其它塔热源为原料加热，采用加压塔和常压塔进行热耦合等等。并以此为基础，延伸出多种复杂的热量回收方式，形成了多个专利。

在中国专利CN108101748A中，提到的一种甲醇精馏技术，采用四塔连续精馏技术。通过预塔初步处理粗甲醇中低沸点杂质和溶解的气体，加压塔和常压塔塔顶生产精甲醇，常压塔塔釜废水和杂醇混合物送至甲醇回收塔继续精馏。在回收塔分离出杂醇和废水。在此工艺技术中，常压塔塔釜物料中除了水，甲醇和其他杂醇含量较高，常压塔的再沸器热量消耗较大，虽然常压塔再沸器是采用加压塔塔顶气作为热源，但是塔顶气热量源头是加入加压塔再沸器的蒸汽。常压塔较高的热负荷直接导致加压塔蒸汽消耗量高。整个甲醇精馏系统运行过程中单位甲醇产品的蒸汽消耗值较大。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种系统简单、投资和运行成本低、高效节能，降耗蒸汽消耗、提高甲醇回收率的甲醇精馏系统。

本实用新型甲醇精馏系统，包括依次连接的预塔、加压塔和常压塔，所述预塔的进料口连接粗甲醇预热器，所述常压塔与回收塔连接；所述常压塔和回收塔的塔上部均设有规整填料，塔下部均设有浮阀塔板结构；所述常压塔的下段侧壁设有多个杂醇采出口，所述杂醇采出口连接回收塔的进料口，所述回收塔的下段侧壁设有多个杂醇采出口，所述杂醇采出口连接杂醇冷却器。

所述预塔顶部的气相出口依次连接预塔一级冷凝器和二级冷凝器，所述一级冷凝器和二级冷凝器的液相出口经萃取罐连接预塔上段的回流口，所述预塔底部的液相出口经加压塔进料预热器连接加压塔的进料口。

所述预塔底部还设有用于加热塔釜液的蒸汽再沸器和冷凝液再沸器。

所述加压塔顶部的气相出口经常压塔再沸器分别连接加压塔上段的回流口以及精甲醇冷却器；所述加压塔底部的液相出口经加压塔进料预热器与常压塔的进料口连接。

所述常压塔再沸器经加压塔回流冷却器连接加压塔上段的回流口。

所述常压塔底部设常压塔再沸器，顶部气相出口经常压塔冷凝器分别连接常压塔上段的回流口以及精甲醇冷却器。

所述回收塔底部设回收塔再沸器，顶部气相出口回收塔冷凝器分别连接常压塔上段的回流口以及精甲醇冷却器。

所述常压塔和回收塔底部的液相出口连接废水冷却器。

有益效果：

1)常压塔和回收塔采用高效填料和塔板结合的特殊结构，能有效降低塔的高度，方便杂醇的富集和采出；

2)常压塔侧面将杂醇浓度较高的物料采出，可降低常压塔塔釜的醇类含量，降低塔釜物料的沸点，节省蒸汽消耗，节约成本；

3)常压塔侧采物料，热态的方式进入回收塔，能降低回收塔热量消耗，能节省蒸汽消耗，节约成本。

4)在常压塔、回收塔塔釜采出废水，醇类含量较低，远低于常规污水处理站接收污水的标准，满足环保的要求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中，其中：粗甲醇预热器1、预塔2、预塔一级冷凝器3、预塔二级冷凝器4、萃取罐5、蒸汽再沸器6、冷凝液再沸器7、加压塔进料预热器8、加压塔9、蒸汽再沸器10、常压塔再沸器11、常压塔12、常压塔杂醇采出口12.1、加压塔回流冷却器13、常压塔冷凝器14、回收塔15、回收塔杂醇采出口15.1、回收塔再沸器16、回收塔冷凝器17、精甲醇冷却器18、杂醇冷却器19、废水冷却器20、规整填料21、浮阀塔板结构22。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明：

参见图1，本实用新型甲醇精馏系统，包括依次连接的粗甲醇预热器1、预塔2、加压塔9和常压塔12和回收塔15，其中，所述常压塔12和回收塔15的塔上部均设有规整填料21，塔下部均设有浮阀塔板结构22；

所述预塔2顶部的气相出口依次连接预塔一级冷凝器3和二级冷凝器4，所述一级冷凝器3和二级冷凝器4的液相出口经萃取罐5连接预塔2上段的回流口，所述预塔底部的液相出口经加压塔进料预热器8连接加压塔的进料口；述预塔2底部还设有用于加热塔釜液的蒸汽再沸器6和冷凝液再沸器7。

所述加压塔9顶部的气相出口经常压塔再沸器11分别连接加压塔回流冷却器13以及精甲醇冷却器18，所述加压塔回流冷却器13接加压塔上段的回流口；所述加压塔9底部的液相出口经加压塔进料预热器8与常压塔12的进料口连接；

所述常压塔12底部设常压塔再沸器11，顶部气相出口经常压塔冷凝器14分别连接常压塔12上段的回流口以及精甲醇冷却器18。所述常压塔12的下段侧壁设有多个杂醇采出口12.1，所述杂醇采出口12.1连接回收塔15的进料口。

所述回收塔15底部设回收塔再沸器16，顶部气相出口回收塔冷凝器17分别连接常压塔12上段的回流口以及精甲醇冷却器18。所述回收塔15的下段侧壁设有多个杂醇采出口15.1，所述杂醇采出口15.1连接杂醇冷却器19。

所述常压塔12和回收塔15底部的液相出口连接废水冷却器20。

工艺过程：

如图1所示：从界区来的粗甲醇送入精馏工序，在粗甲醇预热器1中，甲醇被预热到77℃左右进入预塔2。在预塔2顶部的蒸气中，除含有轻组分、溶解在甲醇中的不凝气体(H2、CO、CO2)外，还含有大量的甲醇，这些气相由塔顶气相出口排出，先在预塔一级冷凝器3中，温度控制在68℃，大部分甲醇被冷凝下来作为回流，未被冷凝的蒸气进入预塔二级冷凝器4中继续冷凝。预塔一级冷凝器3和预塔二级冷凝器4冷凝下来的甲醇液进入萃取罐5，经回流泵打回预塔2作为回流。预塔2塔底设置蒸汽再沸器6和冷凝液再沸器7用于加热塔釜液，热源首先采用本装置内副产的蒸汽冷凝液，不足部分用低压蒸汽。

预塔2塔釜液由底部液相出口通过泵打入加压塔进料预热器8用来加热自加压塔9塔釜液(加热至约102℃)后进入加压塔9。为了节约能量，加压塔9塔顶气相出口引出的甲醇蒸气作为热源进入常压塔再沸器11加热常压塔12的塔釜液，冷凝后的甲醇一部分经加压塔回流冷却器13过冷后，通过加压塔回流泵打回加压塔9的回流口作为回流，另一部分经过精甲醇冷却器18冷却至40℃作为精甲醇产品送往界外。加压塔9设置蒸汽再沸器10，用低压蒸汽加热加压塔9塔釜甲醇溶液，塔釜物料在压差作用下由塔底液相出口进入常压塔12继续分离。

常压塔12塔顶甲醇蒸汽进入常压塔冷凝器14冷凝，冷凝后的甲醇一部分打回塔顶作为回流，另一部分经过精甲醇冷却器18冷却至40℃作为产品送往界区。常压塔12下段近塔釜部塔板上物料(甲醇、杂醇和水)经泵抽出后送至回收塔15。

回收塔15中底部塔板上物料是沸点介于甲醇与水之间的杂质，如乙醇、丙醇、丁醇等，通过下段杂醇采出口15.1定期采出并经杂醇冷却器19冷却后，送往界区外。甲醇回收塔15塔顶杂醇蒸气进入回收塔冷凝器17中冷凝，一部分回到塔顶作为回流，一部分经过精甲醇冷却器18冷却至40℃作为精甲醇产品送出界区；回收塔15和常压塔12底部废水混合经废水冷却器20冷却，送往界外集中处理。

通过在计算机上利用模拟软件，建立甲醇精馏系统的工艺流程模拟模块，计算上述高效节能的甲醇精馏工艺过程，计算结果表明，本高效节能的甲醇精馏工艺优于传统的三塔连续精馏工艺。主要体现在以下几个方面：

1)采用常压塔12侧面采出物料的工艺比传统的三塔连续精馏工艺，单位产品甲醇的蒸汽消耗量降低3～5％。

2)采用常压塔12侧采物料作为回收塔进料的工艺相比传统的采用常压塔塔釜物料作为回收塔进料的工艺，甲醇精馏系统的甲醇回收率更高，可达99.5％。

3)采用本高效节能的甲醇精馏工艺，常压塔和回收塔塔釜废水中总醇含量可以控制在200ppm以下，降低了废水处理的难度。

Claims (8)

1.一种甲醇精馏系统，包括依次连接的预塔、加压塔和常压塔，其特征在于，所述预塔的进料口连接粗甲醇预热器，所述常压塔与回收塔连接；所述常压塔和回收塔的塔上部均设有规整填料，塔下部均设有浮阀塔板结构；所述常压塔的下段侧壁设有多个杂醇采出口，所述杂醇采出口连接回收塔的进料口，所述回收塔的下段侧壁设有多个杂醇采出口，所述杂醇采出口连接杂醇冷却器。

2.如权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述预塔顶部的气相出口依次连接预塔一级冷凝器和二级冷凝器，所述一级冷凝器和二级冷凝器的液相出口经萃取罐连接预塔上段的回流口，所述预塔底部的液相出口经加压塔进料预热器连接加压塔的进料口。

3.如权利要求2所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述预塔底部还设有用于加热塔釜液的蒸汽再沸器和冷凝液再沸器。

4.如权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述加压塔顶部的气相出口经常压塔再沸器分别连接加压塔上段的回流口以及精甲醇冷却器；所述加压塔底部的液相出口经加压塔进料预热器与常压塔的进料口连接。

5.如权利要求4所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述常压塔再沸器经加压塔回流冷却器连接加压塔上段的回流口。

6.如权利要求1-5任一项所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述常压塔底部设常压塔再沸器，顶部气相出口经常压塔冷凝器分别连接常压塔上段的回流口以及精甲醇冷却器。

7.如权利要求1-5任一项所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述回收塔底部设回收塔再沸器，顶部气相出口回收塔冷凝器分别连接常压塔上段的回流口以及精甲醇冷却器。

8.如权利要求1-5任一项所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述常压塔和回收塔底部的液相出口连接废水冷却器。

Images