MX2014008832A - Proceso y planta para la destilacion de metanol con recuperacion de calor. - Google Patents

Proceso y planta para la destilacion de metanol con recuperacion de calor.

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Abstract

Un proceso para refinar una corriente de metanol crudo (103), que comprende: pre-tratamiento del metanol crudo en una etapa de descabezamiento (100), para la separación de componentes volátiles, a una presión de descabezamiento definida (p1); destilación de metanol con al menos un paso de destilación final de metanol a una presión de destilación definida (p4), en el cual dicha presión de destilación (p4) es mayor que la presión de descabezamiento (p1), y en el cual una corriente gaseosa de metanol destilado (440), el cual se produce en el paso de destilación final, se usa para suministrar al menos parte del calor para el pre tratamiento del paso de descabezamiento.

Description

PROCESO Y PLANTA PARA LA DESTILACIÓN DE METANOL CON RECUPERACIÓN DE CALOR CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un proceso y una planta para destilación de metanol.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se sabe que el producto de las plantas para sintetizar metanol, comúnmente definido como metanol crudo, es una solución acuosa de metanol que contiene sub-productos de la reacción de síntesis que incluye etanol, cetonas, alcoholes superiores, y algunos gases disueltos incluyendo principalmente H2, CO, CO2, N2, C4.
El metanol crudo se destila para llegar a la especificación de pureza requerida por el mercado. Por ejemplo, la especificación grado AA requiere una concentración mínima de metanol de 99,85% en peso, y requiere que el etanol no exceda 10 ppm en peso.
Los procesos de destilación conocidos se basan sustancialmente en una o más columnas de refinación. Generalmente, una columna de refinación puede separar un producto liviano (por ejemplo gas) en el tope, y un producto más pesado (por ejemplo, una solución acuosa) en el fondo o cola.
Un primer proceso y una planta que se relaciona con el mismo, lo cual se usa ampliamente, comprende dos columnas que operan a presión atmosferica o cerca de la presión atmosférica. Más específicamente, dicho proceso utiliza una columna de tratamiento preliminar conocida como columna de descabezamiento o columna de pre-corrida y una segunda columna de destilación. Sustancialmente, la primera columna tiene el propósito de separar los componentes más volátiles contenidos en el metanol crudo; ella recibe el metanol crudo y separa los componentes livianos (livianos) en el tope y una solución acuosa en el fondo; la segunda columna lleva a cabo la destilación actual, y se obtiene: metanol refinado en el tope; una corriente prevalentemente acuosa en el fondo (“agua de fondo”); una corriente lateral conocida como “aceite de fusel” que principalmente contiene agua, metanol residual (ca. 1% del total), y la mayoría de los sub-productos de la reacción de síntesis. Este aceite de fusel tiene cierto valor calorífico y usualmente se usa como combustible.
Cada columna comprende un rehervidor de fondo respectivamente que calienta el fondo de la columna y mantiene el proceso de destilación. El calor lo provee el vapor a baja presión, o un gas de proceso -cuando está disponible— de nivel térmico adecuado. Además, cada columna requiere un reflujo de tope, es decir, parte del metanol destilado se condensa y se re-inserta en el tope de la columna. Con este propósito, se equipa cada columna con un condensador de tope respectivamente que normalmente es agua o aire.
La configuración mencionada con dos columnas es simple en términos de la planta, pero tiene la gran desventaja de consumir una cantidad sustancial de energía, tanto debido a tanto el calor suplido a los rehervidores del fondo, como debido al consumo de agua de enfriamiento y/o electricidad de los condensadores del tope. Además, las columnas tienen un diámetro relativamente grande en relación a la capacidad de producción y en consecuencia, el costo de la planta es alto.
Más específicamente, el orden de magnitud del consumo de calor de los dos rehervidores del fondo es de cerca de 0,8 Gcal per tonelada de metanol refinado. Como el consumo de energía necesario para producir una tonelada de metanol crudo es 6-8 Gcal, el orden de magnitud del consumo de energía de la destilación es 10% del consumo total de la planta. El calor del que se debe disponer en los condensadores es comparable con el calor intercambiado en los rehervidores. En el caso teórico, por ejemplo, de remover dicho calor exclusivamente con agua de enfriamiento, la velocidad del flujo circulante es relevante, es decir, cerca de 80 m3 per tonelada de metanol, y en consecuencia hay altos costos por el bombeo, etc.
Se sabe de plantas de destilación y procesos que intentan al menos parcialmente reducir estas desventajas.
La Patente de los Estados Unidos 4 210 495 describe un proceso con tres columnas de refinación, es decir: un tratamiento preliminar o columna de descabezamiento y dos columnas de destilación, una columna que opera a media presión de cerca de 7-8 bares y una destilación final o columna de fondo, respectivamente. Las columnas de descabezamiento y de destilación final operan sustancialmente a presión atmosferica o presión ligeramente más alta (es decir, 1,5 bares). Tal configuración hace posible condensar los vapores del tope de la columna de media presión en el rehervidor del fondo de la columna final a presión atmosférica, recuperando calor. Sin embargo, tanto la columna de descabezamiento como la columna intermedia se deben calentar y en consecuencia el consumo especifico, aunque es más bajo que el de una planta con solo dos columnas, todavía es alto.
La Patente de Estados Unidos US 4 592 806 describe una mejora de dicho proceso con tres columnas en el cual una cuarta columna trata dos corrientes laterales de aceite de fusel que viene de las dos columnas de refinación. Esta solución hace posible recuperar al menos parte del metanol contenido en el aceite de fusel, que como se indica anteriormente es cerca de 1-1,5% del total contenido en el metanol crudo y por consiguiente no es despreciable: sin embargo, dicha mejora aumenta ligeramente la productividad pero no reduce sustancialmente el consumo. En particular la nueva columna también comprende un rehervidor de fondo y un condensador de tope que consumen, respectivamente, calor y agua de enfriamiento o electricidad.
Las configuraciones descritas antes se usan todavía ampliamente. Básicamente, los procesos de trabajos anteriores todavía sufren de un consumo sustancial de energía del orden de 0,6-0, 8 Gcal per tonelada de metanol. Hay un incentivo continuo para reducir dicho consumo, así como para reducir el calor del que se dispone en los condensadores del tope de las columnas de destilación. Otro problema se presenta por el tamaño de los equipos (columnas) el cual es proporcional al costo de la planta.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención tiene el propósito de reducir el consumo de energía, de agua de enfriamiento y/o de electricidad, en un proceso de destilación de metanol crudo que comprende una etapa de pre-tratamiento, conocida como etapa de fondo. Este propósito se alcanza con un proceso para refinar una corriente de metanol crudo, que comprende: -pre-tratamiento de la mencionada corriente de metanol crudo en una etapa de descabezamiento, para la separación de componentes volátiles; se obtiene una corriente de gases livianos y una solución de metanol crudo des-gasificado, efectuándose dicho pre-tratamiento a una presión definida de descabezamiento; -destilación de metanol de la mencionada solución de metanol crudo des gasificado; -en la cual la destilación de metanol comprende al menos un paso final de la destilación del metanol desde una corriente de metanol crudo des-gasificado, en una etapa de destilación final y a una presión definida de destilación final, estando dicha presión de destilación final por debajo de la mencionada presión de destilación, que se caracteriza por qué: -la mencionada presión del fondo es mayor que la mencionada presión de descabezamiento y también: - una corriente gaseosa de metanol destilado producido en el paso de destilación final a presión de fondo se usa para suministrar al menos parte de un flujo de calor para el paso de pre-tratamiento de descabezamiento.
El proceso puede comprender un solo paso de destilación o muchos pasos de destilación en cascada, a presiones decrecientes. Dicho paso de destilación final también es conocido como “de fondo” y la presión respectiva se conoce como “presión de fondo”, en particular si el proceso comprende muchos pasos de destilación en cascada.
Si hay más de un paso de destilación, el paso de destilación final (o de fondo) recibe una solución de metanol ya parcialmente destilada en el paso (o uno de los pasos) de la destilación aguas arriba.
En algunas realizaciones, por ejemplo, la destilación de metanol comprende: - al menos un paso de destilación aguas arriba de dicho paso de destilación final, en el cual una solución de metanol parcialmente destilado, obtenida en al el paso mencionado de destilación, se dirige al paso de destilación final, y en el cual la presión o presiones del paso o pasos de destilación aguas arriba de la destilación final es/son mayores que dicha presión final.
En otras realizaciones de la invención el paso de destilación final antes mencionado representa el único paso de destilación, es decir, la destilación se efectúa a una sola presión.
En una realización preferida el proceso provee que: de un paso de descabezamiento se toma una solución que contiene metanol; dicha solución se calienta a través del intercambio indirecto de calor con la mencionada corriente gaseosa de metanol destilado que viene de una destilación final o de un paso de fondo; la solución caliente se re-introduce en el paso de descabezamiento, de modo de obtener el calentamiento del mencionado paso de descabezamiento. Preferiblemente, la mencionada corriente gaseosa de metanol destilado se condensa al menos parcialmente a través del efecto de dicho intercambio de calor. Preferiblemente, también la solución que contiene metanol se evapora, en parte o totalmente, y regresa entonces a la etapa de descabezamiento en fase vapor o de mezcla vapor-líquido.
Preferiblemente, el pre-tratamiento se lleva a cabo en una columna de descabezamiento y la destilación final se efectúa en una columna respectiva, la cual puede llamarse una columna de fondo. En este caso, la mencionada corriente gaseosa de metanol destilado viene del tope de la columna de destilación y provee calor a una solución de metanol tomada del fondo de la columna de descabezamiento; dicha solución entonces se re-introduce en la misma columna de descabezamiento, después del calentamiento y de una evaporación parcial o total.
El intercambio de calor, en una realización particularmente preferida, tiene lugar en un condensador/evaporador que actúa como un condensador para la etapa de destilación final y como un calentador para la etapa de descabezamiento. Sin duda, dicho intercambiador condensa al menos parte de una corriente gaseosa del tope de dicha etapa de destilación, y al mismo tiempo evapora una parte de la solución del fondo de la etapa de descabezamiento. Dicha evaporación conjunta y paso de condensación se puede llevar a cabo en un intercambiador de calor, por ejemplo, un intercambiador de haz de tubos o de platos, en los cuales el metanol destilado se condensa en el lado caliente y la solución se evapora en el lado frió.
Preferiblemente, la presión de descabezamiento es casi igual a la presión atmosférica, por ejemplo 1-1,5 bares, y la presión final de destilación (presión de fondo) es al menos 2 bares. Más ventajosamente, la presión de descabezamiento está en el rango de 1-1,5 bares y la presión final de destilación está en el rango de 2-6 bares; más preferiblemente cerca de 5 bares.
Se debe hacer notar que los trabajos anteriores dan un incentivo para mantener una destilación final o una presión de fondo tan baja como sea posible y típicamente igual a la presión de descabezamiento. El solicitante encontró que, al contrario la adopción de una presión de descabezamiento sustancialmente más alta, permite un ahorro de energía y hace posible optimizar el flujo de calor. Sin duda, al aumentar la presión del fondo, el metanol destilado en estado gaseoso, producido en el paso de fondo, tiene una temperatura sustancialmente más alta que la temperatura en el estado de descabezamiento, y suficiente para asegurar que una corriente del mencionado metanol destilado se puede usar como una fuente de calor para la etapa preliminar de descabezamiento. En consecuencia, la invención hace posible reducir o eliminar el consumo de calor (por ejemplo del vapor en condensación) para el calentamiento de la etapa de descabezamiento.
Algunas realizaciones comprenden una destilación del metanol des-gasificado, a lo cual sigue la etapa preliminar de descabezamiento y precede la etapa de fondo. Esta destilación puede comprender un solo nivel de presión o varios niveles de presión, de acuerdo a diferentes realizaciones de la invención.
La destilación final del fondo produce metanol destilado en estado gaseoso, una solución hecha principalmente de agua, y tambien puede producir una corriente lateral representada por el llamado aceite de fusel. También se pueden extraer corrientes laterales de aceite de fusel, si es apropiado, de los estados intermedios de destilación.
El término de corriente gaseosa de metanol destilado se usa para denotar la corriente resultante de un proceso de destilación, por ejemplo tomado del tope de una columna. Dicha corriente está constituida principalmente por metanol, con bajo contenido de impurezas de acuerdo a la especificación requerida (por ejemplo, grado AA).
El pre-tratamiento descrito (descabezamiento) y las etapas de destilación se implementan preferiblemente con sus respectivas columnas de refinación. Para cada etapa es posible usar una sola columna o muchas columnas en paralelo, si fuera necesario.
El objeto de la invención es también una planta para llevar a cabo el proceso, de acuerdo a las reivindicaciones anexas.
Otro objeto de la invención es un método para modificar una planta de destilación en la cual: - la planta comprende al menos una etapa de descabezamiento de pre-tratamiento de metanol crudo, para la separación de componentes livianos del mencionado metanol crudo, a una presión de descabezamiento; - la planta comprende al menos una etapa para la destilación final de metanol a partir de una solución de metanol crudo desgasificado, a una presión sustancialmente igual a la presión de descabezamiento, precedida posiblemente por otra etapa de destilación a una presión más alta; El método de modificación que comprende: - que la presión de destilación final se aumente hasta un valor sustancialmente más alto que la presión de descabezamiento, y - que una corriente gaseosa de metanol destilado producido en la columna de fondo se re-direccione a un calentador de la etapa de descabezamiento para suplir al menos parte de un respectivo suministro de calor.
El incremento en la presión de la destilación final, en algunos casos, puede implicar la modificación o el reemplazo de una respectiva columna de destilación, si la columna existente no es adecuada para resistir el aumento de la presión. Normalmente, la planta comprende un calentador (o rehervidor) de la columna de descabezamiento, alimentado originalmente por una fuente de calor externa a la etapa de la destilación. El método puede comprender una modificación del calentador existente, para adaptarlo para que opere con la nueva fuente de calor representada por el metanol destilado a mayor presión y temperatura, o más aún para introducir un nuevo calentador. En este último caso, el nuevo calentador será preferiblemente un intercambiador de calor con tubos o platos.
La ventaja principal de la invención es el ahorro de energía y, consecuentemente, la reducción del costo de producción del metanol. Otra ventaja es el hecho de que al menos parte del metanol gaseoso producido en la destilación final o en la columna del fondo se puede condensar en el condensador/evaporador que calienta la columna de descabezamiento. Esto elimina o al menos reduce el trabajo del condensador del tope de la columna de fondo. En muchos casos, debido a la poca disponibilidad de agua de enfriamiento, el mencionado condensador es un condensador de aire, el cual es un componente grande y costoso porque tiene un bajo coeficiente de intercambio de calor y en consecuencia debe disponer de grandes superficies de intercambio; más aún, consume energía eléctrica para la circulación forzada del propio aire. La invención hace posible condensar al menos parte de la corriente del tope en un intercambiador de platos o tubos, el cual es más compacto y menos costoso y no requiere enfriamiento forzado.
Estas y otras ventajas serán más evidentes con la ayuda de la siguiente descripción, la que ilustra las realizaciones preferidas, sin propósitos limitantes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Fig. 1 es un diagrama de una sección de destilación de metanol de acuerdo a una primera realización de la invención.
La Fig.2 es un diagrama de otra realización de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Fig. 1 muestra una realización ejemplar de la invención. En términos esenciales, muestra una sección de destilación de metanol crudo, que comprende una columna de descabezamiento 100, una columna de destilación 200, y una columna de destilación final 400.
La mencionada columna de destilación final 400 también se conoce como columna de fondo.
El metanol crudo que entra se indica por la corriente 103; el metanol destilado que sale está representado por la corriente 412.
La columna 100 recibe el metanol crudo 103 y separa una corriente de sustancias volátiles 104 y una corriente de metanol desgasificado 105. Dicho metanol desgasificado 105 se envía para destilación a la columna 200; una solución 207 sale de dicha columna 200 y se destila en la columna del fondo 400.
La columna de descabezamiento 100 trabaja a una presión de descabezamiento p1, la columna 200 trabaja a una presión p2 y la columna de fondo 400 trabaja a una presión del fondo p4.
Dicha presión p4 es sustancialmente mayor que la presión de descabezamiento p1, de modo que la temperatura del metanol gaseoso, destilado en la columna 400, es sustancialmente mayor que la temperatura del líquido en el fondo de la columna 100. Ventajosamente, la diferencia es al menos 10 grados Celsius, es decir, la temperatura del metanol gaseoso en el tope de la columna 400 es al menos 10 grados más alta que la temperatura del líquido en el fondo de la columna 100.
Como consecuencia, al menos una parte del mencionado metanol gaseoso se puede usar para calentar, al menos parcialmente la columna de descabezamiento 100. En el ejemplo de la Fig. 1, una corriente 440 de metanol gaseoso destilado que viene de la columna 400, proporciona calor a una solución 106 tomada del fondo (o cola) de la columna 100; dicha solución 106 se re-introduce (fluido 106’) despues de calentamiento y posiblemente evaporación.
Un intercambiador de calor 101 actúa básicamente como un condensador de la columna 400 y como un rehervidor de la columna de descabezamiento 100. Preferiblemente, dicho rehervidor/condensador 101 se representa por medio de un intercambiador de haz de tubos, por ejemplo con evaporación de la solución 106 en el lado de la carcasa y condensación del destilado 440 en el tubo lateral o vice-versa. En otras realizaciones es posible usar un intercambiador de calor de platos con platos de intercambio de calor alojadas dentro de una carcasa.
La recuperación de calor de la corriente 440 hace posible eliminar, o al menos reducir, la adición de calor externo para la operación de la columna 100. En el ejemplo de la Fig.1, todo el calor para la columna 100 proviene de la condensación del metanol gaseoso 440 y la única entrada de calor está representada por el calor Q2 para el calentamiento de la columna 200. Se mejora la eficiencia de la energía del proceso de destilación.
Ahora el proceso se describe con mayores detalles, pero siempre se refiriere a la realización preferida de la Fig. 1.
La columna de descabezamiento 100 separa la corriente gaseosa del tope 104, la cual se forma de componentes volátiles más livianos que el metanol (livianos), y una solución 105 que contiene metanol. La corriente del top 104 se condensa en un condensador 102; una parte se recircula como lo indica la línea 110 y la parte remanente 115 se descarga o se remueve. La solución 105 se alimenta a través de una bomba 120 hasta la siguiente columna de destilación 200 que opera a la presión p2. Se debe notar que la mencionada presión p2 es la máxima presión del proceso, siendo p2 > p4 > p1. Por ejemplo, preferiblemente, la presión p1 es cerca de 1 bar; la presión p4 está en el rango de 2-6 bares; la presión p2 es al menos 8-10 bares o más alta. 5 La columna de destilación 200 separa una corriente del tope 204 que se forma de metanol gaseoso destilado a la presión p2, y una solución de fondo 205. Parte de la solución de fondo 205 se calienta y se evapora en un rehervidor 201, y luego se reintroduce en la columna 200 (línea 206). Este rehervidor 201 se alimenta con calor Q2 de una fuente de calor externa, como por ejemplo vapor ío que se condensa a presión adecuada, si está disponible, u otro. En algunas realizaciones la fuente del calor Q2 puede ser un gas de proceso.
La parte remanente de la solución de fondo 205 forma la corriente 207 dirigida a la columna de fondo 400. Una válvula 220 reduce la presión de p2 a p4. Dicha columna de fondo 400 produce: una corriente de metanol gaseoso destilado 404; 15 una corriente residual 420 esencialmente hecha de agua; una corriente 430 del llamado aceite de fusel que puede contener cerca de uno por ciento de metanol residual.
La corriente 404 de metanol destilado, a traves del efecto de la presión relativamente alta de la columna 400, tiene una temperatura considerable, 20 típicamente cerca de 100°C, y representa la fuente de calor para el rehervidor 101 de la columna de descabezamiento. En el ejemplo, una parte 440 de dicha corriente se condensa en el rehervidor 101 mencionado, suministrando calor para la solución 106 que se evapora al menos en parte (flujo 106’) y regresa a la base de la columna 100. La corriente 440 se condensa a través del efecto del 25 intercambio de calor, y forma el metanol liquido 415.
Una parte remanente de la corriente 404 se condensa en el condensador de tope 402. El metanol 415 que proviene del intercambiador 101 se une con el metanol condensado que viene del mencionado condensador de tope 402, formando un flujo de metanol líquido destilado 416. Una parte del metanol (flujo 410) regresa 30 al tope de la columna 400 y la parte remanente (flujo 411) se remueve.
Se debe hacer notar que, gracias a la invención, el servicio del condensador 402 se reduce porque debe condensar solamente una parte del flujo 404. Por consiguiente, el condensador 402 debe ser más pequeño y menos costoso. Esto representa una importante ventaja especialmente si el condensador es enfriado 5 por aire y en consecuencia tiende a ser grande en tamaño y en valor.
Las figuras muestran una realización preferida en la cual también se recupera el calor del metanol gaseoso destilado 204 generado en la columna 200. El metanol destilado 204 se condensa en un intercambiador de calor 401 calentando la columna de fondo 400. Una solución 406 se toma del fondo de ío dicha columna 400, se calienta y se evapora en el intercambiador 401, luego se re-introduce en la columna. El metanol condensado 209 se re-introduce en parte en la columna 200 (flujo 210) y en parte se remueve (flujo 211). El flujo 211 de metanol, junto con el flujo 411 que viene de la columna del fondo, forma la corriente 412 de metanol destilado. 15 El intercambiador de calor 401 también se puede llamar rehervidor /condensador (de modo similar al intercambiador 101). Representa el rehervidor del fondo de la columna 400 y el condensador del tope de la columna 200.
Se debe notar que en la presente descripción las caídas de presión concentradas y distribuidas debidas a tuberías, válvulas, partes auxiliares, etc., 20 son insignificantes. Los símbolos p1, p2, p4 indican la presión nominal de trabajo de las columnas 100, 200, 400; las presiones respectivas del gas del tope y del líquido extraído del fondo difieren ligeramente, como lo sabe la persona experta en este campo de trabajo.
Ventajosamente, las presiones también se determinan como una función del 25 calor y el nivel de temperatura requerido por los intercambiadores de calor 101 y 401. Preferiblemente, la diferencia de temperatura (DT) es de al menos 10 °C: por ejemplo la presión p2 se determina de tal modo que la corriente gaseosa 204 tiene una temperatura de al menos 10 grados más que la temperatura de ebullición de la solución 406. 30 La realización de la Fig. 1 se simplifica; otras realizaciones pueden comprender más provisiones para la recuperación de calor. Por ejemplo, la corriente líquida 211 tiene una temperatura relativamente alta (posiblemente sobre 100°C) y se puede usar para pre-calentar la solución 203 antes de entrar a la columna 200, de modo de disminuir la cantidad de calor Q2 para mantener el proceso de destilación.
Otras realizaciones de la invención proveen una destilación a muchos niveles de presión entre la columna de descabezamiento y la columna de fondo. Por ejemplo, es posible instalar una columna adicional de destilación a presión intermedia entre las presiones p2 y p4, respectivamente, de la columna 200 y de la columna de descabezamiento 400.
En la Fig. 2 se muestra una realización particularmente simplificada. En la mencionada realización hay una sola etapa de destilación a una presión p4. La columna de destilación final 400 representa la única columna de destilación que se alimenta directamente con la solución 105 (a través de la bomba 120) que viene de la columna de descabezamiento 100. El rehervidor 401 se alimenta con una fuente de calor externa, como por ejemplo que condensa vapor o gas de proceso. La corriente 411 representa el metanol destilado removido, procedente solamente de la columna 400.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para refinar una corriente de metanol crudo (103) que comprende: - un pre-tratamiento de dicha corriente de metanol crudo en una etapa de destilación primaria (100) para la separación de los componentes volátiles, obteniendo de esta manera una corriente de gases livianos y una solución de metanol crudo desgasificado (105), dicho pre-tratamiento siendo realizado a una presión de destilación primaria predeterminada (p1); - destilación de metanol a partir de dicha solución de metanol crudo desgasificado; en donde la destilación del metanol comprende al menos una etapa de destilación final de metanol a una presión de destilación definida (p4) y en donde: - dicha presión de destilación (p4) de dicha etapa final es mayor que dicha presión de destilación primaria o topping (p1) y: - una corriente gaseosa de metanol destilado (440) producida en la etapa final de destilación, se utiliza para suministrar al menos parte de un flujo de calor para la etapa de destilación primaria o topping del pre-tratamiento; caracterizado porque la destilación de metanol comprende: - al menos una etapa de destilación aguas arriba de dicha etapa de destilación final, - en donde una solución de metanol parcialmente destilada (207), obtenida en dicha al menos una etapa de destilación, se dirige a la etapa de destilación final, - y en la que la presión (p2) o las presiones de la o las etapas de destilación aguas arriba de la destilación final es o son mayores que dicha presión final (p4).
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque una solución que contiene metanol (106) se toma de dicha etapa de destilación primaria; dicha solución se calienta por medio de un intercambio de calor indirecto con dicha corriente gaseosa de metanol destilado (440) obtenido en la etapa de destilación final; la solución calentada (106’) se introduce en la etapa de destilación primaria (100), obteniendo así el calentamiento de dicha etapa.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque dicha corriente gaseosa de metanol destilado (440) se condensa al menos 5 parcialmente a través del efecto de dicho intercambio de calor con dicha solución (106).
4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3 caracterizado porque dicha solución que contiene metanol (106) se evapora al menos de manera parcial a través del efecto de dicho intercambio de calor. ío
5. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 3 y 4 caracterizado porque dicho intercambio de calor tiene lugar en un intercambiador de calor de placa o de tubo (101).
6. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la presión destilación primaria es casi igual a la presión 15 atmosférica, preferentemente no mayor que 1, 5 bar y la presión de destilación final es de al menos 2 bar.
7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado porque la presión de destilación final se encuentra comprendida en el rango de 2-6 bar y preferentemente aproximadamente en 5 bar. 20
8. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque cada una de dichas etapas preliminares de tratamiento de destilación primaria y dicha etapa de destilación se realiza en al menos una columna de destilación respectiva.
9. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 25 caracterizado porque una corriente de metanol gaseoso destilado (404) se extrae desde la parte superior de una columna de destilación final (400); una primera parte (440) de dicho metanol se condensa en un rehervidor condensador (101) también operando como un rehervidor inferior de una columna de destilación primaria, obteniendo el metanol condensado (415); una segunda parte del metanol gaseoso se condensa en un condensador superior (402) de dicha columna de destilación final; una parte (410) de dicho metanol condensado se reintroduce en la columna de destilación final.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2753130T3 (es) * 2016-12-22 2020-04-07 Gea Wiegand Gmbh Instalación y procedimiento para la desalcoholización de bebidas alcohólicas
EP3578538A1 (en) * 2018-06-08 2019-12-11 Casale Sa Method of revamping of a plant for distillation of methanol
CN109939456A (zh) * 2019-04-08 2019-06-28 宁波中科远东催化工程技术有限公司 一种煤制乙二醇的精馏系统和方法
RU2728272C1 (ru) * 2019-12-12 2020-07-28 Игорь Борисович Мерзляков Установка регенерации метанола
FI3932897T3 (fi) 2020-06-29 2024-05-16 Topsoe As Prosessi ja laite metanolin tislausta varten
CN113842660A (zh) * 2021-11-15 2021-12-28 河南恒天久大实业有限公司 生物柴油酸碱两步法中气相甲醇分级回收工艺
GB202400240D0 (en) 2024-01-08 2024-02-21 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Process for synthesising methanol

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2148712A (en) * 1936-11-11 1939-02-28 Gustave T Reich Multiple effect distillation of alcoholic liquids and the like
DE1165549B (de) * 1962-03-16 1964-03-19 Bayer Ag Rektifizierverfahren
IN148355B (es) 1977-03-11 1981-01-24 Ici Ltd
DE3311316A1 (de) 1983-03-29 1984-10-11 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund Verfahren zur erzeugung von methanol in chemie-qualitaet
US5124004A (en) * 1983-08-22 1992-06-23 Trustees Of Dartmouth College Distillation process for ethanol
FR2583988B1 (fr) * 1985-06-28 1989-10-27 Inst Francais Du Petrole Procede de distillation avec recuperation d'energie par recompression de vapeur a l'aide d'un ejecteur
US5294304A (en) * 1989-11-14 1994-03-15 Ministry Of International Trade And Industry Process for the recovery of absolute ethanol by vapor compression extractive distillation
CA2605570A1 (en) * 2005-04-20 2007-08-30 White Fox Technologies Limited Separation process
GB0816095D0 (en) * 2008-09-04 2008-10-15 Davy Process Techn Ltd Process
RU99352U1 (ru) 2010-05-31 2010-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) Устройство для получения метанола

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