RU138474U1 - Установка регенерации метанола с термической утилизацией горючих отходов - Google Patents

Abstract

Установка регенерации метанола с термической утилизацией горючих отходов, содержащая дегазатор-разделитель (1) водометанольного раствора, огневой испаритель (2), ректификационную колонну (3), рекуперативный теплообменник-нагреватель водометанольного раствора (4), ёмкость регенерированного метанола (5) с насосом (6), конденсатор (7) верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением, эжектор (8), детандер-генератор (9), фильтр водометанольного раствора (10), электронагреватель (11), устройства отвода газового конденсата (12), рекуперативный теплообменник-нагреватель питания колонны (13), нейтрализатор промстоков огневой (14) с дымовой трубой (15), оснащённой дымовым шибером (16) и подключенной к газоходу (17), ёмкость технической воды (18) с циркуляционным насосом (19), устройство промывки (20) дымовых газов нейтрализатора, отличающаяся тем, что выход верхнего продукта ректификационной колонны (3) подключен к входу паров рекуперативного теплообменника-нагревателя питания колонны (13), выход верхнего продукта из которого подключен к входу конденсатора (7) верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением и к входу рекуперативного теплообменника-нагревателя водометанольного раствора (4); причём в установку дополнительно входят насос промстоков (21), вход которого подключен к выходу промстоков из огневого испарителя (2); смеситель эжекторный (22), выход смешанного потока из которого подключен к входу промстоков на нейтрализатор (14), вход активного потока в смеситель эжекторный (22) подключен к выходу насоса промстоков (21), а вход пассивного потока в смеситель эжекторный (22) подключен к выходу эжектора (8), вход активного потока в который подключ

Description

Полезная модель относится к области технологии подготовки природного и попутного газа к транспорту и переработки газа, в частности к установкам регенерации метанола (ингибитора гидратообразования) и может быть использована в газовой, нефтяной и газоперерабатывающей промышленности для комплектации установок осушки газа от водяных паров.

Известно техническое решение, способ регенерации водометанольного раствора на нефтегазоконденсатном месторождении (патент РФ на изобретение №2474464 по кл. B01D 53/00, опубл. в 2013 г.), в котором для его реализации используется технологическое оборудование, обеспечивающее: дегазацию водометанольного раствора (BMP), отделение газового конденсата из BMP, нагрев BMP, регенерацию метанола из BMP в ректификационной колонне, охлаждение и конденсацию паров метанола, сбор, накопление регенерированного метанола, его перекачку на склад и подачу в качестве орошения на ректификационную колонну. Причем, согласно патенту РФ №2474464, предварительная регенерация метанола, позволяющая транспортировать его в холодное время года, осуществляется на имеющихся на промыслах резервных линиях установок регенерации абсорбента (диэтиленгликоля, ДЭГ). А завершающая стадия регенерации метанола предусмотрена на установке глубокой регенерации (размещенной на одном из промыслов), обеспечивающей уменьшение потерь кондиционного метанола за счет снижения его концентрации в кубовом остатке ректификационной колонны.

Достоинством известного технического решения, согласно патенту РФ №2474464, является увеличение добычи газового конденсата за счет его отделения от BMP и, вследствие получения прибыли от дополнительной товарной продукции, снижение затрат на регенерацию метанола.

Недостатками известного технического решения по патенту РФ №2474464 являются:

- невысокая энергетическая эффективность, обусловленная отсутствием технических решений по использованию на технологические цели энергии давления входящего на установку регенерации технологического потока BMP и топливного потенциала газа дегазации BMP и газа выветривания верхнего продукта колонны, а также обусловленная значительными затратами энергии на закачку в поглощающие пласты промышленных стоков - кубового остатка ректификационных колонн (на насосы и системы обогрева трубопроводов полигонов захоронения промышленных стоков в поглощающих пластах), а также затратами энергии на привод насосов водозаборных сооружений и систем водоснабжения (в том числе противопожарного, технического и хозпитьевого) и водоотведения и обогрев водоводов, входящих в состав указанных сооружений промысловых объектов, обеспечивающих их надежную и безопасную эксплуатацию;

- недостаточная экологическая безопасность, обусловленная закачкой в поглощающие пласты не полностью очищенных промышленных стоков - кубового остатка ректификационных колонн установок предварительной регенерации метанола.

Известно также техническое решение, способ повышения качества регенерации метанола из водометанольного раствора (патент РФ на изобретение №2465949 по кл. B01D 53/00, опубл. в 2012 г.), в котором для его реализации используется технологическое оборудование установки регенерации метанола, в том числе: дегазатор; разделитель; выветриватель; буферная емкость BMP с теплообменником; насос подачи BMP; клапан-регулятор температуры; генераторы акустических колебаний; блок регенератора, включающий встроенный теплообменник и испаритель; блок фильтров; ректификационная колонна (причем куб колонны оснащен гравитационным разделителем); воздушный холодильник; емкость накопления рефлюкса; насос подачи орошения; разделитель-отстойник промстоков.

Достоинством известных технических решений по патенту РФ №2465949 является возможность повышения срока непрерывной работы установки регенерации метанола за счет фильтрации механических примесей из потока питания ректификационной колонны и за счет отвода из ее кубовой части газового конденсата.

Недостатками известного технического решения по патенту РФ №2465949 являются:

- невысокая энергетическая эффективность, обусловленная отсутствием технических решений по использованию на технологические цели энергии давления входящего на установку регенерации BMP и топливного потенциала газа дегазации BMP и газа выветривания верхнего продукта колонны, а также обусловленная значительными затратами энергии на закачку в поглощающие пласты промышленных стоков и на обеспечение работы систем водоснабжения и водоотведения; кроме того, на технологические цели не используется теплота конденсации выходящих с верха ректификационной колонны потоков регенерированного метанола и орошения, что приводит к перерасходу топливного газа, сжигаемого на испарителе, особенно при подаче на установку BMP с повышенной концентрацией метанола.

- отсутствие технических решений по отделению и раздельному отводу несконденсированньгх газов и легкокипящих фракций газового конденсата из емкости регенерированного метанола, подключенной к выходу воздушного холодильника, что снижает качество регенерированного метанола.

- недостаточная экологическая безопасность известной установки регенерации метанола, обусловленная возможной (при залповом поступлении BMP) закачкой в поглощающие пласты не вполне очищенных промышленных стоков - кубового остатка ректификационной колонны.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является установка регенерации абсорбента с термической утилизацией горючих отходов, (патент РФ на полезную модель №114424 по кл. B01D 53/96, опубл. в 2012 г.), содержащая дегазатор-разделитель насыщенного абсорбента, блок регенерации абсорбента, включающий огневой жаротрубный испаритель и установленную на его корпусе ректификационную колонну, рекуперативный теплообменник-нагреватель насыщенного абсорбента, емкость регенерированного абсорбента, конденсатор верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением, эжектор, согласно патенту №114424 вход дегазатора-разделителя насыщенного абсорбента подключен к выходу детандер-генератора, вход которого соединен с выходом рекуперативного теплообменника насыщенного абсорбента, на входе которого подключен фильтр абсорбента, причем на входе перед фильтром абсорбента размещен электронагреватель, электроцепь которого соединена с электроцепью детандер-генератора, емкость регенерированного абсорбента и дегазатор-разделитель снабжены устройствами отвода газового конденсата, а отвод дегазированного абсорбента из дегазатора-разделителя подключен к входу рекуперативного теплообменника-нагревателя дегазированного абсорбента, выход которого подключен к входу питания на ректификационную колонну, выход газа дегазации из дегазатора-разделителя подключен к входу активного потока эжектора, вход пассивного потока эжектора подключен к выходу верхнего продукта из ректификационной колонны, выход смешанного потока из эжектора подключен к входу топливного газа на горелки нейтрализатора промстоков огневого, выход дымовых газов из которого подключен к входу жаровой трубы огневого испарителя и к дымовой трубе нейтрализатора, оснащенной дымовым шибером, причем выход раствора реагента из емкости приготовления реагента подключен к устройству промывки дымовых газов нейтрализатора.

Достоинством известного технического решения по патенту РФ на полезную модель №114424 является повышения энергоэффективности и экологической безопасности установки регенерации за счет использования на технологические цели энергии давления входящего на установку регенерации технологического потока, а также топливного потенциала газа дегазации входящего потока и газа выветривания верхнего продукта колонны при термического обезвреживания промышленных стоков и газовых горючих отходов. Повышение энергоэффективности обеспечивается также тем, что для экологически безопасной эксплуатации установки не требуется полигон подземного захоронения промышленных стоков и его энергозатратное оборудование и инфраструктура.

Недостатком известного технического решения по патенту РФ на полезную модель №114424 является недостаточная энергоэффективность, обусловленная отсутствием технических решений:

- по генерации технической воды (необходимой для систем противопожарного и технического водоснабжения) из утилизируемых промышленных стоков, для эксплуатации установки требуется наличие отдельной энергозатратной системы водоснабжения;

- по утилизации газа выветривания из емкости регенерированного товарного продукта.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение энергоэффективности и экологической безопасности установки регенерации метанола.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении полезной модели, является снижение затрат топливного газа, электрической и тепловой энергии за счет совместной регенерации метанола и выработки технической воды из водометанольного раствора, уменьшение (исключение) сброса в атмосферу газовых горючих отходов и в гидросферу (в подземные поглощающие пласты) промышленных стоков при их термическом обезвреживании на предлагаемой установке регенерации метанола.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке регенерации метанола с термической утилизацией горючих отходов, схема которой приведена на фигуре 1, содержащей дегазатор-разделитель 1 водометанольного раствора, огневой испаритель 2, ректификационную колонну 3, рекуперативный теплообменник-нагреватель водометанольного раствора 4, емкость регенерированного метанола 5 с насосом 6, конденсатор 7 верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением, эжектор 8, детандер-генератор 9, фильтр водометанольного раствора 10, электронагреватель 11, устройства отвода газового конденсата 12, рекуперативный теплообменник-нагреватель питания колонны 13, нейтрализатор промстоков огневой 14 с дымовой трубой 15, оснащенной дымовым шибером 16 и подключенной к газоходу 17, емкость технической воды 18 с циркуляционным насосом 19, устройство промывки 20 дымовых газов нейтрализатора, согласно полезной модели, выход верхнего продукта ректификационной колонны 3 подключен к входу паров рекуперативного теплообменника-нагревателя питания колонны 13, выход верхнего продукта из которого подключен к входу конденсатора 7 верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением и к входу рекуперативного теплообменника-нагревателя BMP 4; причем в установку дополнительно входят насос промстоков 21, вход которого подключен к выходу промстоков из огневого испарителя 2; смеситель эжекторный 22, выход смешанного потока из которого подключен к входу промстоков на нейтрализатор 14, вход активного потока в смеситель эжекторный 22 подключен к выходу насоса промстоков 21, а вход пассивного потока в смеситель эжекторный 22 подключен к выходу эжектора 8, вход активного потока в который подключен к выходу газа дегазации из дегазатора-разделителя 1, а вход пассивного потока в эжектор 8 подключен к выходу газа выветривания из емкости регенерированного метанола 5; конденсатосборник 23; размещенный над дымовым шибером 16, выход водяного конденсата из которого подключен к входу теплообменника 24 рекуперативного нагрева теплофикационной воды, выход конденсата из которого соединен с входом в емкость технической воды 18; патрубок дымовой трубы 25, размещенный над конденсатосборником 23, к которому подключен выход дымовых газов из огневого испарителя 2, причем вход дымовых газов в огневой испаритель подключен к газоходу 17 нейтрализатора 14; фильтр технической воды 26, вход которого подключен к выходу циркуляционного насоса 19, а выход фильтра технической воды 26 соединен с входом охладителя технической воды 27, выход из которого подключен к входу устройства промывки 20 дымовых газов нейтрализатора 14.

Установка регенерации метанола с термической утилизацией горючих отходов иллюстрируется чертежом (см. фигуру 1), на котором представлена схема предлагаемой установки, причем на схеме показан один из нескольких параллельно подключенных энерготехнологических модулей.

Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - дегазатор-разделитель водометанольного раствора; 2 - огневой испаритель; 3 - ректификационная колонна; 4 - рекуперативный теплообменник-нагреватель водометанольного раствора; 5 - емкость регенерированного метанола; 6 - насос; 7 - конденсатор верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением; 8 - эжектор; 9 - детандер-генератор; 10 - фильтр водометанольного раствора; 11 - электронагреватель; 12 - устройства отвода газового конденсата; 13 - рекуперативный теплообменник-нагреватель питания колонны; 14 - нейтрализатор промстоков огневой; 15 - дымовая труба; 16 - дымовой шибер; 17 - газоход; 18 - емкость технической воды; 19 - циркуляционный насос; 20 - устройство промывки дымовых газов нейтрализатора; 21 - насос промстоков; 22 - смеситель эжекторный; 23 - конденсатосборник; 24 - теплообменник рекуперативного нагрева теплофикационной воды; 25 - патрубок дымовой трубы; 26 - фильтр технической воды; 27 - охладитель технической воды.

На чертеже также обозначены следующие технологические потоки: ВК - сконденсированная вода (неочищенный конденсат водяных паров); BMP - водометанольный раствор (входящий на установку); ВПК - верхний продукт колонны; ВТ - вода техническая; ГВ - газ выветривания (регенерированного метанола); ГД - газ дегазации (водометанольного раствора); ГТ - газ топливный (на горелки нейтрализатора промстоков); Д - дренаж (стоки промышленные промывки оборудования); ДГ1 - дымовые газы на огневой испаритель (от нейтрализатора промстоков); ДГ2 - дымовые газы от огневого испарителя на дымовую трубу нейтрализатора промстоков; КГ - газовый конденсат (из дегазатора-разделителя); КГ1 - газовый конденсат (из емкости регенерированного метанола); КО - кубовый остаток (ректификационной колонны); MP - регенерированный метанол на склад (на установку подготовки газа); ОВ - обратная вода из системы теплоснабжения; ОР - орошение ректификационной колонны; ПВ - прямая вода системы теплоснабжения; ПК - питание ректификационной колонны; ПС - промышленные стоки; ПФ - паровая фаза (на подогрев куба колонны); ХПВ - вода техническая на установку подготовки хозпитьевой воды.

Установка содержит дегазатор-разделитель водометанольного раствора 1, огневой испаритель 2, ректификационную колонну 3, рекуперативный теплообменник-нагреватель водометанольного раствора 4, емкость регенерированного метанола 5 с насосом 6, конденсатор 7 верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением 7, эжектор 8. Установка содержит также детандер-генератор 9, к выходу которого подключен вход дегазатора-разделителя водометанольного раствора 1.

Вход детандер-генератора 9 соединен с выходом рекуперативного теплообменника водометанольного раствора 4, на входе которого подключен фильтр водометанольного раствора 10. На входе перед фильтром водометанольного раствора 10 размещен электронагреватель 11, электроцепь которого подключена к электроцепи детандер-генератора.

Емкость регенерированного метанола 5 и дегазатор-разделитель 1 снабжены устройствами отвода газового конденсата 12. Выход дегазированного водометанольного раствора из дегазатора-разделителя 1 подключен к входу рекуперативного теплообменника-нагревателя питания колонны 13, выход которого подключен к входу питания на ректификационную колонну 3.

Выход газа дегазации из дегазатора-разделителя 1 подключен к входу активного потока эжектора 8, вход пассивного потока эжектора подключен к выходу газа выветривания из емкости регенерированного метанола 5. Выход смешанного потока из эжектора 8 подключен к входу пассивного потока смесителя эжекторного 22, а к входу активного потока на смеситель эжекторный 22 подключен выход насоса промстоков 21, вход которого подключен к выходу промстоков из испарителя огневого 2. Смешанный поток из смесителя эжекторного 22 подается на вход промстоков на нейтрализатор промстоков огневой 14.

Подача дымовых газов из нейтрализатора промстоков 14 предусмотрена по газоходу 17 на вход огневого испарителя 2 и в дымовую трубу 15 нейтрализатора 14, оснащенную дымовым шибером 16. В дымовой трубе 15, над дымовым шибером 16, размещен конденсатосборник 23, выход водяного конденсата из которого подключен к входу теплообменника 24 рекуперативного нагрева теплофикационной воды. Выход конденсата из теплообменника 24 соединен с входом в емкость технической воды 18.

Над конденсатосборником 23 размещен патрубок дымовой трубы 25, к которому подключен выход дымовых газов из огневого испарителя 2.

Установка также содержит фильтр технической воды 26, вход которого подключен к выходу насоса 19, а выход фильтра технической воды 26 соединен с входом охладителя технической воды 27, выход из которого подключен к входу устройства промывки 20 дымовых газов нейтрализатора 14.

При работе установки регенерации метанола с термической утилизацией горючих отходов исходный водометанольный раствор высокого давления, включающий газовый конденсат (поток ВМР+КГ на схеме) поступает на вход фильтра водометанольного раствора 10, на котором производится его очистка от механических примесей. Для улучшения очистки на фильтре, с целью уменьшения вязкости исходного водометанольного раствора и исключения образования гидратов на входе в фильтр производится предварительный его нагрев с помощью электронагревателя 11.

Отфильтрованный поток исходного водометанольного раствора поступает затем на вход рекуперативного теплообменника-нагревателя водометанольного раствора 4. Подогретый в теплообменнике 4 (теплотой потока регенерированного метанола и орошения колонны МР+ОР, выходящего из рекуперативного теплообменника-нагревателя питания колонны 13) поток ВМР + КГ подается на вход детандер-генератора 9, в котором производится снижение давления (детандирование) потока от давления на выходе из установки осушки до рабочего давления в дегазаторе-разделителе 1 установки регенерации метанола. При этом энергия перепада давления входящего на установку потока ВМР + КГ преобразуется в детандер-генераторе 9 в электрическую энергию, подаваемую на электронагреватель 11. Полезное использования перепада давления потока исходного водометанольного раствора на его технологический нагрев повышает энергоэффективность установки и обеспечивает повышение технологической эффективности фильтра 10 (улучшение отделения механических примесей) и дегазатора-разделителя 1, улучшение разделения водометанольного раствора и газового конденсата, (поток КГ на схеме) и интенсификацию дегазации указанных технологических потоков.

Подогретый исходный водометанольный раствор, имеющий на выходе из детандер-генератора 9 термобарические параметры, заданные технологическим регламентом, поступает в дегазатор-разделитель 1, который оснащен устройством 12 отвода газового конденсата. После завершения процесса дегазации исходного водометанольного раствора и отделения газового конденсата из дегазатора-разделителя раздельно выводятся потоки питания колонны ПК, газового конденсата КГ и газа дегазации ГД. Дегазированный водометанольный раствор (поток питания колонны ПК) подается на вход рекуперативного теплообменника-нагревателя питания колонны 13 и, после подогрева в нем (теплотой потока паров верхнего продукта колонны, потоком ВПК) подается в качестве питания ректификационной колонны 3.

Использование теплоты конденсации паров верхнего продукта колонны (включающего потоки регенерированного метанола MP и орошения колонны ОР) для рекуперативного нагрева потока питания позволяет, по сравнению с прототипом, исключить потери теплоты и повысить энергоэффективность предлагаемой установки регенерации метанола за счет снижения расхода топливного газа на генерацию потока паров в огневом испарителе.

Газовый конденсат (поток КГ на схеме) из дегазатора-разделителя 1 проходит через устройство 12 отвода газового конденсата и поступает на установку подготовки конденсата к транспорту (на схеме не показана). Предварительное отделение газового конденсата позволяет обеспечить энергоэффективную работу предлагаемой установки регенерации метанола за счет уменьшения (исключения) его подачи в ректификационную колонну 3 и огневой испаритель 2 и исключения потерь теплоты (и топливного газа) на нагрев и испарение нецелевого продукта установки - конденсата в огневом испарителе 2.

Этой же цели, а также повышению качества основного целевого продукта - регенерированного метанола, служит размещение на емкости 5 регенерированного метанола однотипного устройства 12 отвода газового конденсата (потока КГ1 на схеме), также обеспечивающего непрерывный вывод по отдельной линии из емкости регенерированного метанола 5 отделенного в ней газового конденсата в случае поступления его легкокипящих компонентов со сконденсированным верхним продуктом колонны.

Газ дегазации (поток ГД на схеме) из дегазатора-разделителя 1 подается на вход активного потока эжектора 8. На вход пассивного потока эжектора 8 подается выходящий из емкости регенерированного метанола 5 поток ГВ, газ выветривания сконденсированного в теплообменнике 13 и охлажденного в теплообменнике 4 (и в конденсаторе 7 с воздушным охлаждением, который используется в летнее жаркое время года) потока верхнего продукта колонны ВПК. Газ выветривания включает несконденсированные горючие газы дегазации метанола и инертные газы. Отвод газа выветривания из емкости 5 обеспечивает улучшение дегазации регенерированного метанола и улучшение флотационного отделения из него газового конденсата, а также повышение энергоэффективности и экологической безопасности установки за счет последующего термического обезвреживания и использования в технологических целях теплоты сгорания газа выветривания метанола.

Смешанный поток газов (поток ГД+ГВ на схеме) из эжектора 8 поступает на вход пассивного потока смесителя эжекторного 22, а на его вход активного потока насосом промстоков 21 подается поток промстоков (поток ПС), выходящий из огневого испарителя 2, а также поток Д, дренируемой жидкой фазы из дренажной системы установки (на схеме не показана). Смешанный газожидкостный поток из смесителя эжекторного 22 поступает на термическое обезвреживание на вход промстоков на нейтрализатор промстоков огневой 14.

Термическая утилизация газообразных и жидкофазных горючих отходов предлагаемой установки регенерации метанола позволяет повысить ее энергоэффективность (уменьшить расход топливного газа, поток ГТ, подаваемого на нейтрализатор 14) за счет использования теплоты сгорания горючих отходов на технологические цели - генерацию в огневом испарителе 2 потока паровой фазы ПФ, подаваемой в ректификационную колонну 3 и генерацию (из промстоков) водяных паров, используемых для энергоэффективного производства технической воды.

Паровая фаза (поток ПФ), поступающая под нижнюю тарелку колонны 3 и обеспечивающая в ней восходящий поток паров и подвод теплоты для процесса ректификации, генерируется в огневом испарителе 2 из кубового остатка (потока КО), поступающего из нижней части колонны 3 на вход жидкости в огневой испаритель 2.

В качестве греющего теплоносителя в огневом испарителе 2 используется поток дымовых газов ДГ1, поступающий на вход огневого испарителя 2 из газохода 17 нейтрализатора промстоков 14. Выходящий из огневого испарителя 2 поток дымовых газов ДГ2 поступает в патрубок дымовой трубы 25. Регулирование теплопроизводительности огневого испарителя 2 предусмотрено с помощью дымового шибера 16, путем изменения расхода дымовых газов через газовый тракт огневого испарителя.

Рекуперация теплоты дымовых газов, выходящих из нейтрализатора промстоков 14 и использование теплоты термического обезвреживания горючих отходов на основную технологическую цель - поддержание требуемой температуры в кубе колонны 3 и создание в ней восходящего потока паров, повышает энергоэффективность предлагаемой установки регенерации метанола.

Неиспарившаяся в огневом испарителе 2 часть жидкости из потока КО из нижней части колонны, поток промстоков ПС, насосом промстоков 21 подается на вход активного потока эжекторного смесителя 22. Смешанный газожидкостный поток из смесителя эжекторного 22, включающий также потоки дренажной жидкости, газов дегазации и выветривания, поступает на термическое обезвреживание на вход промстоков на нейтрализатор промстоков огневой 14.

Выходящий с верха ректификационной колонны 3 поток ВПК (верхний продукт колонны) поступает в рекуперативный теплообменник-нагреватель питания колонны 13, в котором производится частичная или полная конденсация паров и охлаждение потока ВПК.

Благодаря байпасной обвязке теплообменника-нагревателя 13 и конденсатора 7 верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением возможна их одновременная и раздельная эксплуатация и включение конденсатора 7 только в экстремально жаркие летние дни. Тем самым обеспечивается повышение энергоэффективности предлагаемой установки регенерации метанола за счет снижения затрат электроэнергии на привод вентилятора конденсатора 7 верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением.

Сконденсированный поток ВПК, включающий, в основном, поток регенерированного товарного метанола MP и поток регенерированного метанола ОР, подаваемого на орошение верха колонны 3 из теплообменника-нагревателя питания колонны 13 подается в рекуперативный теплообменник-нагреватель водометанольного раствора 4, в котором охлаждается, отдавая теплоту исходному водометанольному раствору (потоку ВМР + КГ), поступающему в дегазатор-разделитель 1 водометанольного раствора.

Охлажденный поток регенерированного метанола МР+ОР из теплообменника 4 поступает в емкость регенерированного метанола 5, в которой из него отделяются газ выветривания ГВ, поступающий на вход пассивного потока эжектора 8, а также газовый конденсат (поток КГ1) отводимый через отводчик конденсата 12 (аналогичный установленному в дегазаторе-разделителе 1) на установку переработки конденсата (на схеме не показана). Насосом 6 поток MP регенерированного товарного метанола подается на установку осушки газа или на склад (на схеме не показаны). А поток орошения колонны ОР тем же насосом 6 подается на орошение верха ректификационной колонны 3, обеспечивая поддержание оптимальной температуры верха колонны, требуемой технологическим регламентом.

Подвод теплоты для процессов регенерации метанола и генерации технической воды из промышленных стоков (поток ПС) и дренажных стоков (поток Д) на установке осуществляется за счет сжигания топливного газа (топлива углеводородного, поток ГТ на схеме), который поступает на горелки (на схеме не показаны) нейтрализатора промстоков огневого 14. Для повышения энергоэффективности (снижения расхода топливного газа) и повышения экологической безопасности на установке регенерации предусмотрено сжигание газообразных горючих отходов, газов дегазации (поток ГД) и газа выветривания (поток ГВ), подаваемых на нейтрализатор промстоков огневой 14 из смесителя эжекторного 22 совместно с жидкофазными промстоками (потоками ПС и Д).

Выходящий из камер термического обезвреживания (на схеме не показаны) нейтрализатора промстоков 14 продукты полного сгорания горючих отходов и топлива (поток дымовых газов ДГ1), содержащие, в основном, перегретые водяные пары от термически обезвреженных стоков (потоков ПС и Д) и от сжигания углеводородного топлива (потоков ГТ, ГД и ГВ), поступают в сборный газоход нейтрализатора 17, подключенный к входу огневого испарителя 2. Поступающий в огневой испаритель 2 поток дымовых газов ДГ1 обеспечивает подвод теплоты к потоку кубового остатка КО ректификационной колонны 3, подаваемому в испаритель 2 и генерацию в нем паровой фазы (потока ПФ), подаваемой из огневого испарителя 2 под нижнюю тарелку колонны 3. Тем самым обеспечивается рекуперация теплоты дымовых газов, выходящих из нейтрализатора промстоков 14 на осуществление технологического процесса ректификационной регенерации метанола из водометанольного раствора. Регулирование количества генерируемой паровой фазы ПФ (теплопроизводительности огневого испарителя 2) осуществляется путем изменения расхода дымовых газов через газовый тракт огневого испарителя, с помощью дымового шибера 16.

Выходящий из газового тракта огневого испарителя 2 охлажденный поток дымовых газов (поток ДГ2) поступает в патрубок 25 дымовой трубы 15 нейтрализатора промстоков 14, размещенный над конденсатосборником 23. Дальнейшее охлаждение и увлажнение потока дымовых газов ДГ2 с целью конденсации водяных паров и генерации технической воды для нужд водоснабжения осуществляется в дымовой трубе 15, выше патрубка 25 (по ходу дымовых газов) с помощью устройства промывки дымовых газов 20, на которое из емкости технической воды 18 подается циркуляционным насосом 19 очищенный в фильтре технической воды 26 и охлажденный в охладителе технической воды 27 поток технической воды (поток ВТ на схеме).

Сконденсированная вода, поток ВК на схеме, представляющая неочищенный конденсат водяных паров (включающий сконденсированные водяные пары из дымовых газов и поток технической воды ВТ), отводится из конденсатосборника 23 дымовой трубы 15 и подается на охлаждение на вход рекуперативного теплообменника 24 теплофикационной воды, из которого охлажденная сконденсированная вода поступает в емкость технической воды 18, в которой проходит деаэрацию. Рекуперация теплоты сконденсированной воды в теплообменнике 24 для нагрева теплофикационной воды (обозначенной на схеме потоком обратной воды ОВ, входящей в теплообменник 24 из системы водяного отопления установки, и потоком прямой воды ПВ, нагретой в теплообменнике 24 и подаваемой в систему отопления, не показанную на чертеже) обеспечивает повышение энергоэффективности предлагаемой установки за счет сокращения расхода топлива на нужды теплоснабжения установки и расхода электроэнергии на привод вентилятора охладителя технической воды 27.

Вода техническая, вырабатываемая на установке из промышленных стоков, не содержит минеральных примесей и солей, высокое качество воды позволяет использовать ее (поток ХПВ) на заполнение и подпитку систем технического и противопожарного водоснабжения и теплоснабжения установки и объекта в целом. Качество технической воды позволяет использовать ее также в качестве исходной воды для установки подготовки хозпитьевой воды (на чертеже не показана).

Тем самым достигается существенное повышение энергоэффективности предлагаемой установки за счет выработки технической воды из промышленных стоков (водометанольного раствора с малой концентрацией метанола) и исключения затрат тепловой и электрической энергии на эксплуатацию отдельных источников и систем водоснабжения, трубопроводной сети, поглощающих скважин полигонов захоронения промстоков.

Совместная регенерация метанола и выработка технической воды из водометанольного раствора на предлагаемой установке позволяет повысить также ее экологическую безопасность за счет уменьшения (исключения) сброса в атмосферу газовых горючих отходов и в гидросферу (в подземные поглощающие пласты) промышленных стоков при их термическом обезвреживании.

Сухой термически обезвреженный остаток из нейтрализатора промстоков, неопасный для литосферы, может быть, в зависимости от состава остатка, складирован на полигоне твердых промотходов или использован для дорожных ремонтных работ или для производства строительных изделий.

Таким образом, предложенная установка регенерации метанола с термической утилизацией горючих отходов соответствует заявленной цели и обеспечивает повышение энергоэффективности и экологической безопасности при совместной регенерации метанола и генерации технической воды из водометанольного раствора, исключает сброс в атмосферу газовых горючих отходов и в гидросферу (в подземные поглощающие пласты) промышленных стоков.

Claims (1)

1. Установка регенерации метанола с термической утилизацией горючих отходов, содержащая дегазатор-разделитель (1) водометанольного раствора, огневой испаритель (2), ректификационную колонну (3), рекуперативный теплообменник-нагреватель водометанольного раствора (4), ёмкость регенерированного метанола (5) с насосом (6), конденсатор (7) верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением, эжектор (8), детандер-генератор (9), фильтр водометанольного раствора (10), электронагреватель (11), устройства отвода газового конденсата (12), рекуперативный теплообменник-нагреватель питания колонны (13), нейтрализатор промстоков огневой (14) с дымовой трубой (15), оснащённой дымовым шибером (16) и подключенной к газоходу (17), ёмкость технической воды (18) с циркуляционным насосом (19), устройство промывки (20) дымовых газов нейтрализатора, отличающаяся тем, что выход верхнего продукта ректификационной колонны (3) подключен к входу паров рекуперативного теплообменника-нагревателя питания колонны (13), выход верхнего продукта из которого подключен к входу конденсатора (7) верхнего продукта колонны с воздушным охлаждением и к входу рекуперативного теплообменника-нагревателя водометанольного раствора (4); причём в установку дополнительно входят насос промстоков (21), вход которого подключен к выходу промстоков из огневого испарителя (2); смеситель эжекторный (22), выход смешанного потока из которого подключен к входу промстоков на нейтрализатор (14), вход активного потока в смеситель эжекторный (22) подключен к выходу насоса промстоков (21), а вход пассивного потока в смеситель эжекторный (22) подключен к выходу эжектора (8), вход активного потока в который подключен к выходу газа дегазации из дегазатора-разделителя (1), а вход пассивного потока в эжектор (8) подключен к выходу газа выветривания из ёмкости регенерированного метанола (5); конденсатосборник (23); размещённый над дымовым шибером (16), выход водяного конденсата из которого подключен к входу теплообменника (24) рекуперативного нагрева теплофикационной воды, выход конденсата из которого соединён с входом в ёмкость технической воды (18); патрубок дымовой трубы (25), размещённый над конденсатосборником (23), к которому подключен выход дымовых газов из огневого испарителя (2), причём вход дымовых газов в огневой испаритель подключен к газоходу (17) нейтрализатора (14); фильтр технической воды (26), вход которого подключен к выходу циркуляционного насоса (19), а выход фильтра технической воды (26) соединён с входом охладителя технической воды (27), выход из которого подключен к входу устройства промывки (20) дымовых газов нейтрализатора (14).

   

Images