CN219815305U - 一种二甲醚凝液热量梯级利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种二甲醚凝液热量梯级利用装置；包括二甲醚系统的凝液出口管道，以及甲醇精馏系统中的精馏预塔，所述二甲醚系统的凝液出口管道与精馏预塔再沸器相连，精馏预塔再沸器的出口通过脱盐水换热部、预热部和凝液处理单元与脱盐水箱相连；本实用新型将二甲醚系统的凝液引入精馏预塔再沸器中进行换热，以替代传统技术中精馏预塔再沸器使用1.3MPa饱和蒸汽的方式，以实现对105℃左右的二甲醚凝液有效利用，其不仅节省了1.3MPa饱和蒸汽的使用量，还能够实现对二甲醚凝液热量的回收，通过精馏预塔回收二甲醚凝液后通过脱盐水换热部和预热部进行热量的梯级回收，后续过程中对凝液进行处理后通过脱盐水箱暂存，以实现对凝液的再利用。

Description

一种二甲醚凝液热量梯级利用装置

技术领域

本实用新型属于生产二甲醚附属部件技术领域，具体涉及一种二甲醚凝液热量梯级利用装置。

背景技术

二甲醚生产的过程一般为：通过利用85-95％的粗甲醇通过汽化、反应、精馏等工艺进行生产，其热源一般采用1.3MPa饱和蒸汽，而1.3MPa饱和蒸汽再使用后产生的二甲醚凝液温度在105℃左右，凝液量达到45t/h；上述二甲醚凝液后续的处理过程一般是进入凝液缓冲罐后进行闪蒸，闪蒸汽作为二甲醚系统保温蒸汽使用，使用后通过循环水进行冷却作为二甲醚蒸发冷补水进行应用；上述使用过程存在着下列问题：1、保温蒸汽仅在冬季使用，而其他季节需要进行放空处理；2、需要使用循环水进行冷却，由于凝液的量较大，不仅造成了热量的浪费，还需要消耗大量的循环水，无疑增加了企业的运行成本。

更进一步地，甲醇精馏过程一般采用四塔精馏精馏的方式，四塔精馏包括精馏预塔、加压塔、常压塔、汽提塔；而上述精馏过程需要使用的蒸汽为1.3MPa饱和蒸汽，基于此造成1.3MPa饱和蒸汽的消耗量巨大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，包括二甲醚系统的凝液出口管道，以及甲醇精馏系统中的精馏预塔，所述二甲醚系统的凝液出口管道与精馏预塔再沸器相连，精馏预塔再沸器的出口通过脱盐水换热部、预热部和凝液处理单元与脱盐水箱相连。

本实用新型的有益效果为：将二甲醚系统的凝液引入精馏预塔再沸器中进行换热，以替代传统技术中精馏预塔再沸器使用1.3MPa饱和蒸汽的方式，以实现对105℃左右的二甲醚凝液有效利用，其不仅节省了1.3MPa饱和蒸汽的使用量，还能够实现对二甲醚凝液热量的回收，通过精馏预塔回收二甲醚凝液后通过脱盐水换热部和预热部进行热量的梯级回收，后续过程中对凝液进行处理后通过脱盐水箱暂存，以实现对凝液的再利用。

优选的，所述精馏预塔再沸器的出口与气液分离器的进口相连，气液分离器的液相出口与脱盐水换热部相连，气液分离器的气相出口与精馏预塔再沸器的进口相连。

优选的，所述二甲醚系统的凝液出口管道和脱盐水换热部之间设有与精馏预塔再沸器并联设置的尿素热水换热器。在尿素生产装置采用水溶液全循环工艺生产尿素的过程中，吸收塔的热量通过脱盐水带出后用于溴化锂机组制冷，冷量再返回尿素表冷系统降温使用。本实用新型将精馏预塔再沸器和尿素热水换热器并联，当凝液的量充足时可同时供给上述两套设备同时换热，当凝液量不足时优选供给精馏预塔再沸器热量，而当精馏预塔处于停车状态时，可向尿素热水换热器供给热量；上述方式不仅能够对凝液的热量实现有效再利用，且当前述任一设备停运时不影响脱盐水换热部和预热部设备的正常运行，以达到对热量进行有效回收的目的。

优选的，所述尿素热水换热器的壳程进口与尿素装置热水管道相连，尿素热水换热器的壳程出口与溴化锂换热装置相连。

优选的，所述脱盐水换热部包括脱盐水换热器，脱盐水换热器的壳程进口与脱盐水精制装置相连，脱盐水换热器的壳程出口与锅炉相连。

优选的，所述预热部包括并联设置的预热换热器和合成氨换热器，

预热换热器和合成氨换热器管程进口分别通过各自对应的第一阀门与脱盐水换热部的出口相连，预热换热器和合成氨换热器的管程出口分别与凝液处理单元相连；预热换热器的壳程进口与原水装置相连，预热换热器的壳程出口与脱盐水装置相连；

合成氨换热器的壳程进口与合成氨循环水进水管道相连，合成氨换热器的壳程出口与合成氨循环水回水管道相连。

优选的，所述凝液处理单元包括与预热部出口相连的凝液水箱，凝液水箱通过提升泵和凝液精制树脂床部与脱盐水泵相连，脱盐水泵的出口与脱盐水箱相连；

凝液精制树脂床部包括两个并联设置的凝液精制树脂床，两个并联设置的凝液精制树脂床进口端对应设有分别设有第二阀门。

优选的，所述脱盐水换热部包括两个并联设置的脱盐水换热器，两个并联设置的脱盐水换热器进口端对应设有分别设有第三阀门，两个并联设置的脱盐水换热器的壳程进口分别与脱盐水精制装置相连，两个并联设置的脱盐水换热器的壳程出口分别与锅炉相连。

优选的，所述凝液出口管道与精馏预塔再沸器和尿素热水换热器之间分别设有第四阀门。

本实用新型还包括原水装置，原水装置通过预热换热器的壳程与脱盐水装置相连，脱盐水装置的出口和脱盐水箱分别通过脱盐水精制装置、脱盐水换热器的壳程与锅炉相连。

按照上述方案制成的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，本实用新型利用生产二甲醚时产生的高温凝液与甲醇精馏系统中的精馏预塔进行耦合，以达到对高温凝液的利用以及降低精馏预塔中1.3MPa饱和蒸汽使用量的特点，并进一步的与锅炉系统相耦合，以实现对进入锅炉的水进行预热，从而达到对凝液热量的梯级利用；与此同时本实用新型通过设置多个并联管路，以实现当其中一个设备停运时不影响对凝液热量回收的目的；本实用新型还设置了凝液处理单元对凝液进行处理，以达到提高凝液品质，为凝液后续的再利用奠定了基础。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、二甲醚系统；2、精馏预塔再沸器；3、精馏预塔；4、凝液出口管道；5、气液分离器；6、尿素热水换热器；7、尿素装置热水管道；8、溴化锂换热装置；9、脱盐水换热器；10、脱盐水精制装置；11、预热换热器；12、合成氨换热器；13、凝液水箱；14、提升泵；15、凝液精制树脂床；16、原水装置；17、脱盐水泵；18、脱盐水箱；19、脱盐水装置；20、锅炉；21、第一阀门；22、第二阀门；23、第三阀门；24、第四阀门；25、合成氨循环水进水管道；26、合成氨循环水回水管道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图1所示，一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，包括二甲醚系统1的凝液出口管道4，以及甲醇精馏系统中的精馏预塔3，所述二甲醚系统1的凝液出口管道4与精馏预塔再沸器2相连，精馏预塔再沸器2的出口通过脱盐水换热部、预热部和凝液处理单元与脱盐水箱18相连。现有技术中二甲醚系统1和甲醇精馏系统均使用1.3MPa饱和蒸汽，造成1.3MPa饱和蒸汽的使用量较大，与此同时二甲醚系统1使用1.3MPa饱和蒸汽后的凝液存在着量大、温度高的特点，但其只能在冬季被回收利用，且消耗大量的循环水，本实用新型将上述两个系统进行关联，将来自二甲醚系统1的高温凝液与精馏预塔3的精馏预塔再沸器2相连，以达到降低1.3MPa饱和蒸汽的使用量，以及对凝液中热量进行有效回收的目的；通过精馏预塔再沸器2后的凝液可通过脱盐水换热部和预热部的温度进行进一步回收，在此基础上使用凝液处理单元对凝液进行处理以提高其品质，为后续凝液的再利用奠定了基础。

进一步地，所述精馏预塔再沸器2的出口与气液分离器5的进口相连，气液分离器5的液相出口与脱盐水换热部相连，气液分离器5的气相出口与精馏预塔再沸器2的进口相连。本实用新型通过设置气液分离器5能够实现对通过精馏预塔再沸器2的物料继续气液分离，分离后的液相进入后续工序，分离后的气相可重新进入精馏预塔再沸器2中进行换热，以达到对热能得充分利用，同时避免了后续换热过程中温度出现较大范围的波动，而影响设备的稳定运行。

进一步地，所述二甲醚系统1的凝液出口管道2和脱盐水换热部之间设有与精馏预塔再沸器2并联设置的尿素热水换热器6。本实用新型将精馏预塔再沸器2和尿素热水换热器6并联，当凝液的量充足时可同时供给上述两套设备同时换热，当凝液量不足时优选供给精馏预塔再沸器热量，而当精馏预塔处于停车状态时，可向尿素热水换热器供给热量；上述方式不仅能够对凝液的热量实现有效再利用，且当前述任一设备停运时不影响脱盐水换热部和预热部设备的正常运行，以达到对热量进行有效回收的目的。

进一步地，所述尿素热水换热器6的壳程进口与尿素装置热水管道7相连，尿素热水换热器6的壳程出口与溴化锂换热装置8相连。在尿素生产装置采用水溶液全循环工艺生产尿素的过程中，吸收塔的热量通过脱盐水带出后用于溴化锂机组制冷，冷量再返回尿素表冷系统降温使用。本实用新型通过上述设置能够通过尿素生产装置对凝液的热量进行回收。

进一步地，所述脱盐水换热部包括脱盐水换热器9，脱盐水换热器9的壳程进口与脱盐水精制装置10相连，脱盐水换热器9的壳程出口与锅炉20相连。该设置在对凝液进行一级热能利用(一级利用是指通过精馏预塔再沸器2和/或尿素热水换热器6)的二级利用，其主要目的是将脱盐水预热后送入锅炉中，以达到降低锅炉能耗的目的。

进一步地，所述预热部包括并联设置的预热换热器11和合成氨换热器12，

预热换热器11和合成氨换热器12管程进口分别通过各自对应的第一阀门21与脱盐水换热部的出口相连，预热换热器11和合成氨换热器12的管程出口分别与凝液处理单元相连；预热换热器11的壳程进口与原水装置16相连，预热换热器11的壳程出口与脱盐水装置19相连；

合成氨换热器12的壳程进口与合成氨循环水进水管道25相连，合成氨换热器12的壳程出口与合成氨循环水回水管道26相连。本实用新型中所述的原水装置16是指来自江河湖泊的原水，原水的温度较低可通过预热换热器11进行换热，所述的脱盐水装置19是指对原水进行脱盐处理的装置，本实用新型在冬季中优选地使用预热换热器11对原水进行加热，在其他季节则优先使用合成氨换热器12，利用合成氨系统中的循环水与凝液继续换热。需要特别注意的是，在其他季节时原水可直接进入脱盐水装置19中进行脱盐处理。

进一步地，所述凝液处理单元包括与预热部出口相连的凝液水箱13，凝液水箱13通过提升泵14和凝液精制树脂床部与脱盐水泵17相连，脱盐水泵17的出口与脱盐水箱18相连；凝液精制树脂床部包括两个并联设置的凝液精制树脂床15，两个并联设置的凝液精制树脂床15进口端对应设有分别设有第二阀门22。本实用新型通过前述的热量梯级利用能够将温度降至20-25℃，以满足凝液精制树脂床15进行处理(凝液精制树脂床15的温度过高会对内部填充的树脂产生影响)，以达到电导率在10us/cm以下，从而达到提高凝液品质为后续再利用奠定了基础；本实用新型设置有两个并联设置的凝液精制树脂床15，一个用于处理凝液，另一个用于再生，以达到对凝液进行连续处理的目的。

进一步地，所述脱盐水换热部包括两个并联设置的脱盐水换热器9，两个并联设置的脱盐水换热器9进口端对应设有分别设有第三阀门23，两个并联设置的脱盐水换热器9的壳程进口分别与脱盐水精制装置10相连，两个并联设置的脱盐水换热器9的壳程出口分别与锅炉20相连。上述设置能够避免当脱盐水换热器9出现故障需要将检修时而使整个系统瘫痪，无法使用后续设备对凝液进行有效处理的缺陷。

进一步地，所述凝液出口管道4与精馏预塔再沸器2和尿素热水换热器6之间分别设有第四阀门24。

本实用新型还包括原水装置16，原水装置16通过预热换热器11的壳程与脱盐水装置19相连，脱盐水装置19的出口和脱盐水箱18分别通过脱盐水精制装置10、脱盐水换热器9的壳程与锅炉20相连。本实用新型所述的二甲醚系统1中的凝液在后续换热过程中可以与锅炉系统相配合，该配合包括对冬季的原水进行换热，以及对进入锅炉20前的脱盐水进行预热，以实现对凝液的梯级利用和节省锅炉系统能耗的目的。

本实用新型的工作原理为：二甲醚系统1生产二甲醚时使用1.3MPa饱和蒸汽，产生凝液，凝液的温度为105℃左右，流量为45t/h；而精馏预塔3内的温度为75℃左右，本实用新型使上述凝液替代1.3MPa蒸汽用于精馏预塔再沸器2进行换热，将精馏预塔3内的粗醇温度由25℃提高到75℃，保证精馏预塔3中的初步精馏，换热后的凝液的温度为70℃左右，精馏预塔再沸器2出口的凝液进入气液分离器5中进行气液分离，分离后的液相进入后续二级热能利用装置，分离后的气相进入精馏预塔再沸器2再利用；当凝液的量过大或精馏预塔3处于停车状态时，充分发挥溴化锂机组制冷需要热量的特点，将富余热量用于溴化锂机组制冷，满足生产系统冷量需求；上述以及利用后的凝液温度为70℃左右，通过进入脱盐水换热器9对25℃左右的去锅炉的脱盐水进行换热，换热后的凝液温度为40℃左右，40℃左右的凝液进入三级热能利用装置中，三级热能利用装置包括了预热换热器11和合成氨换热器12，当处于冬季时原水温度一般在5-15℃，由于温度较低，本实用新型通过40℃左右的凝液代替0.5MPa蒸汽对原水进行加热；当处于其他季节时，40℃左右的凝液与合成氨系统中的合成氨循环水进行换热；通过三级热能利用装置后的凝液温度为20-25℃，该温度适用于在凝液精制树脂床15中进行处理，以提高凝液的品质，凝液处理后的电导率在10us/cm以下，后续可通过脱盐水精制装置10后送入锅炉20中使用；本实用新型还可以与锅炉系统相适配，具体的说原水装置16中的原水在温度过低时可通过预热换热器11换热后送入脱盐水装置19进行脱盐处理，如果原水温度适中可直接进入脱盐水装置19进行脱盐处理，降温后的凝液精制后进入脱盐水箱18中作为锅炉用水与脱盐水精制装置10中处理后的脱盐水，一起通过脱盐水换热器9进行预热，预热后送入锅炉20内；本实用新型能够实现对二甲醚系统1的凝液进行三级热能利用，且三级热能利用的过程中任何一项设备处于检修时均不影响整体的运行，以达到对热量的有效回收，以及降低蒸汽消耗的特点。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，包括二甲醚系统(1)的凝液出口管道(4)，以及甲醇精馏系统中的精馏预塔(3)，其特征在于：所述二甲醚系统(1)的凝液出口管道(4)与精馏预塔再沸器(2)相连，精馏预塔再沸器(2)的出口通过脱盐水换热部、预热部和凝液处理单元与脱盐水箱(18)相连。

2.根据权利要求1所述的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，其特征在于：所述精馏预塔再沸器(2)的出口与气液分离器(5)的进口相连，气液分离器(5)的液相出口与脱盐水换热部相连，气液分离器(5)的气相出口与精馏预塔再沸器(2)的进口相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，其特征在于：所述二甲醚系统(1)的凝液出口管道(4)和脱盐水换热部之间设有与精馏预塔再沸器(2)并联设置的尿素热水换热器(6)。

4.根据权利要求3所述的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，其特征在于：所述尿素热水换热器(6)的壳程进口与尿素装置热水管道(7)相连，尿素热水换热器(6)的壳程出口与溴化锂换热装置(8)相连。

5.根据权利要求1所述的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，其特征在于：所述脱盐水换热部包括脱盐水换热器(9)，脱盐水换热器(9)的壳程进口与脱盐水精制装置(10)相连，脱盐水换热器(9)的壳程出口与锅炉(20)相连。

6.根据权利要求1所述的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，其特征在于：所述预热部包括并联设置的预热换热器(11)和合成氨换热器(12)，

预热换热器(11)和合成氨换热器(12)管程进口分别通过各自对应的第一阀门(21)与脱盐水换热部的出口相连，预热换热器(11)和合成氨换热器(12)的管程出口分别与凝液处理单元相连；预热换热器(11)的壳程进口与原水装置(16)相连，预热换热器(11)的壳程出口与脱盐水装置(19)相连；

合成氨换热器(12)的壳程进口与合成氨循环水进水管道(25)相连，合成氨换热器(12)的壳程出口与合成氨循环水回水管道(26)相连。

7.根据权利要求1所述的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，其特征在于：所述凝液处理单元包括与预热部出口相连的凝液水箱(13)，凝液水箱(13)通过提升泵(14)和凝液精制树脂床部与脱盐水泵(17)相连，脱盐水泵(17)的出口与脱盐水箱(18)相连；

凝液精制树脂床部包括两个并联设置的凝液精制树脂床(15)，两个并联设置的凝液精制树脂床(15)进口端对应设有分别设有第二阀门(22)。

8.根据权利要求5所述的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，其特征在于：所述脱盐水换热部包括两个并联设置的脱盐水换热器(9)，两个并联设置的脱盐水换热器(9)进口端对应设有分别设有第三阀门(23)，两个并联设置的脱盐水换热器(9)的壳程进口分别与脱盐水精制装置(10)相连，两个并联设置的脱盐水换热器(9)的壳程出口分别与锅炉(20)相连。

9.根据权利要求3所述的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，其特征在于：所述凝液出口管道(4)与精馏预塔再沸器(2)和尿素热水换热器(6)之间分别设有第四阀门(24)。

10.根据权利要求6所述的一种二甲醚凝液热量梯级利用装置，其特征在于：还包括原水装置(16)，原水装置(16)通过预热换热器(11)的壳程与脱盐水装置(19)相连，脱盐水装置(19)的出口和脱盐水箱(18)分别通过脱盐水精制装置(10)、脱盐水换热器(9)的壳程与锅炉(20)相连。