TWI626231B - Pta精製單元母液的回收利用方法 - Google Patents

Pta精製單元母液的回收利用方法 Download PDF

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Abstract

本發明涉及一種PTA精製單元母液的回收利用方法。本發明通過採用高效多級閃蒸技術、低溫餘熱發電技術、熱泵制熱與製冷技術、低溫結晶技術等，實現PTA母液餘熱及PT酸的回收，將PTA母液中的熱量進行有效利用，並解決了PT酸的結晶對後續系統的影響，減小了對環境的污染，並能產生巨大的經濟效益。

Description

PTA精製單元母液的回收利用方法
本發明涉及PTA精製單元母液的回收利用方法，更具體涉及到PTA工業裝置中PTA精製單元母液餘熱及PT酸回收的方法，同樣適用於其他行業中廢水的低溫餘熱回收。
在精製對苯二甲酸(purified terephthalic acid ，PTA)生產裝置中，PTA精製過程中往往會產生大量的含有對甲基苯甲酸(p-Toluylic acid ，PT酸)、對苯二甲酸(terephthalic acid ，TA)固體、H 2、N 2等非凝結性氣體的廢水，廢水的溫度可高達140~150℃，目前工業中主要採用精製尾氣洗滌系統對其進行處理，來自裝置中的高溫PTA母液首先進入到常壓閃蒸塔中，高溫母液在塔內發生閃蒸，閃蒸產生的蒸汽與H 2、N 2等非凝結性氣體一同由常壓閃蒸塔的塔頂排放入環境，閃蒸產生的母液再通過空冷的方式進行降溫，經降溫後的PTA母液再進入到後續的膜處理系統進行使用。
上述的現有工業裝置PTA母液的處理方法主要存在以下問題： (1) 閃蒸產生的蒸汽排入環境，造成廢水中攜帶的大量熱量直接排入到大氣中，導致能量的大量浪費。 (2) 蒸汽直接排入到大氣，在生產區域形成「白龍」的現象，並且蒸汽中含有PT酸等酸性物質，對環境造成了嚴重的污染。 (3) PTA母液冷卻後進入到膜處理系統，由於PT酸固體顆粒的析出，容易造成膜處理系統的堵塞。
為了解決現有PTA母液處理裝置的問題，本發明的目的在於提供一種PTA母液餘熱及PT酸回收的方法，該方法通過採用高效多級閃蒸技術、低溫餘熱發電技術、熱泵制熱與製冷技術、低溫結晶技術等，實現PTA母液熱量的高效多級利用，通過此方法可實現PTA母液中熱量的回收利用，解決現有工業裝置的不足。
本發明的目的是這樣實現的：
本發明提供一種PTA精製單元母液的回收利用方法，包括如下步驟： PTA精製單元母液進入高效多級閃蒸塔（1）中，所述高效多級閃蒸塔（1）包含至少N級閃蒸段，在所述高效多級閃蒸塔（1）中所述PTA精製單元母液發生N-1級閃蒸； 所述高效多級閃蒸塔（1）中第N級閃蒸段為閃蒸冷卻段，所述閃蒸冷卻段不發生閃蒸，且位於第N-2級閃蒸段與第N-1級閃蒸段之間； 其中， 第一級閃蒸段至第M級閃蒸段產生的閃蒸蒸氣進入餘熱利用單元； 第N-1級閃蒸段產生的母液進入低溫結晶單元，將PTA精製單元母液中的PT酸結晶回收； 其中， N=4~8，M=1~4；N＞M，N與M皆為整數。 本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中：所述餘熱利用單元優選為第一餘熱利用單元和第二餘熱利用單元； 所述第一餘熱利用單元優選為：第一級閃蒸段產生的一級閃蒸蒸汽所進入的制熱單元和/或製冷單元； 所述第二餘熱利用單元優選為：第二級閃蒸段至第M級閃蒸段產生的閃蒸蒸氣所進入的發電單元。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中： 所述制熱單元優選具體包括如下步驟： 來自高效多級閃蒸塔（1）中的一級閃蒸蒸汽，一部分進入到發生器（21）中，溴化鋰(lithium bromide)稀溶液被加熱蒸發，換熱後的蒸汽凝液進入到三級凝液緩衝罐（39）中，蒸發產生的蒸汽進入到冷凝器（22）中，並在循環冷卻水的作用下冷凝，冷凝器產生的工質凝液通過工質循環泵分別進入到制熱蒸發器（23）和製冷蒸發器（25）中，在制熱蒸發器（23）中，工質凝液被來自另一部分的一級閃蒸蒸汽加熱蒸發，冷凝後的一級閃蒸蒸汽凝液進入到三級凝液緩衝罐（39）中，被加熱蒸發的工質蒸汽進入到制熱吸收器（24）中，溴化鋰濃溶液在制熱吸收器（24）中處於不飽和狀態，從而將工質蒸汽進行吸收，在吸收過程中放出了大量的熱量，來自四級凝液輸送泵（35）的凝液進入到制熱吸收器（24）中，並被加熱，加熱後的凝液進入到二級凝液緩衝罐（34）中，並在此發生閃蒸，產生中、低壓蒸汽，並進入到後續系統利用。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中： 所述製冷單元優選具體包括如下步驟： 進入到所述製冷蒸發器（25）中的工質凝液，在低溫水加熱的作用下進行蒸發，蒸發產生的工質蒸汽進入到製冷吸收器（26）中，溴化鋰濃溶液在製冷吸收器（26）中處於不飽和狀態，從而將工質蒸汽進行吸收，在吸收過程中放出的大量熱量由冷卻循環水進行冷卻，在製冷蒸發器（25）中換熱後的低溫水降溫，從而獲得溫度更低的冷凍水； 由製冷蒸發器（25）產生的冷凍水，一部分進入到空氣換熱器（36）中，將空氣壓縮機進口的空氣進行冷卻，換熱後的冷凍水進入到冷凍水緩衝罐（37）中，並通過冷凍水輸送泵（38）輸送至製冷蒸發器（25）中循環使用，另一部分冷凍水進入到高效多級閃蒸塔（1）中，並對閃蒸蒸汽進行冷卻。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中： 所述發電單元優選具體包括如下步驟： 第二級閃蒸段至第M級閃蒸段均分別各自連接有換熱器，且各個換熱器之間同時進行串聯連接，以使得高效多級閃蒸塔（1）產生的蒸汽能夠將換熱器中的溶劑氣化； 來自第M級閃蒸段的閃蒸蒸汽與來自溶劑輸送泵（8）的溶劑在與其相連接的一級換熱器中進行間接換熱，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐（9）中； 經上一步驟加熱後的溶劑進入到與一級換熱器串聯的下一級換熱器中，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐（9）中； 重複上述溶劑與閃蒸段的閃蒸蒸汽的換熱步驟； 經氣化後的溶劑蒸汽進入到汽輪機（5）中，並推動汽輪機做功發電，做功後的溶劑蒸汽隨後進入到溶劑冷凝器（6）中，冷凝產生的溶劑凝液進入到溶劑緩衝罐（7）中，再通過溶劑輸送泵（8）的作用下輸送至一級換熱器中，從而完成PTA母液中部分的餘熱轉化成電能的循環過程； 一級凝液緩衝罐（9）中的凝液在一級凝液輸送泵（10）的作用下輸送至後續系統使用。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中： 所述低溫結晶單元優選具體包括如下步驟： 所述高效多級閃蒸塔（1）中的第N-2級閃蒸段連接有文丘里引射器（12）；所述高效多級閃蒸塔（1）中的第N級閃蒸段為閃蒸冷卻段，且連接有二級凝液輸送泵（13）； 第N-1級閃蒸段產生的母液進入結晶罐（15）中， PT酸在結晶罐（15）中大量結晶析出，結晶後剩餘的含有少量固體雜質的液體在一級母液輸送泵（16）加壓的作用下依次進入多個串聯的過濾器中，固體顆粒被截留下來，並通過過濾器底部排出，過濾後的母液進入到母液緩衝罐（19）中，並在二級母液輸送泵（20）的作用下進入到文丘里引射器（12）中，將來自第N-2級閃蒸段的閃蒸蒸汽進行冷凝，冷凝後的凝液在二級凝液輸送泵（13）的作用下輸送至後續的膜處理系統。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中：N優選為8，M優選為4。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中：所述PTA精製單元母液的溫度優選為140~150℃。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中：所述溶劑輸送泵（8）的溶劑優選採用R245fa溶劑。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中：所述溴化鋰稀溶液的質量濃度優選為56%~60%，所述溴化鋰濃溶液的質量濃度優選為60%~64%。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中：所述多個串聯的過濾器優選為一級過濾器（17）、二級過濾器（18）串聯，且過濾器中優選設置有濾布。
本發明所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中：N為8，M為4時，具體步驟可以詳述如下：
a. 首先PTA精製單元母液進入高效多級閃蒸塔（1）中，PTA精製單元母液發生多級閃蒸，在一級閃蒸段（Ⅰ）進行一級閃蒸，產生的閃蒸蒸汽進入發生器（21）和制熱蒸發器（23）； 一級閃蒸後的凝液進入二級閃蒸段（Ⅱ）進行二級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入三級換熱器（2）； 二級閃蒸後的凝液進入三級閃蒸段（Ⅲ）進行三級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入二級換熱器（3）； 三級閃蒸後的凝液進入四級閃蒸段（Ⅳ）進行四級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入一級換熱器（4）中； 四級閃蒸後的凝液進入五級閃蒸段（Ⅴ）進行五級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入蒸汽冷凝器（11）中，並在循環冷卻水的作用進行冷凝，冷凝後的蒸汽凝液進入到後續系統使用； 五級閃蒸後的凝液進入六級閃蒸段（Ⅵ），閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入文丘里引射器（12）中； 六級閃蒸後的凝液進入七級閃蒸段（Ⅶ），閃蒸產生的閃蒸蒸汽在冷凍水的作用下進行冷凝，冷凝後的閃蒸凝液在三級凝液輸送泵（14）的作用下進入冷凍水緩衝罐（37）中，作為制取冷凍水的補水使用；
b. 來自四級閃蒸段（Ⅳ）的閃蒸蒸汽與來自溶劑輸送泵（8）的溶劑在一級換熱器（4）中進行間接換熱，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐（9）中； 經一級換熱器（4）加熱後的溶劑進入到二級換熱器（3）中，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐（9）中； 經二級換熱器（3）加熱後的溶劑進入到三級換熱器（2）中，溶劑被氣化，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐（9）中； 經氣化後的溶劑蒸汽進入到汽輪機（5）中，並推動汽輪機做功發電，做功後的溶劑蒸汽隨後進入到溶劑冷凝器（6）中，冷凝產生的溶劑凝液進入到溶劑緩衝罐（7）中，再通過溶劑輸送泵（8）的作用下輸送至一級換熱器（4）中，從而完成PTA母液中部分的餘熱轉化成電能的循環過程； 一級凝液緩衝罐（9）中的凝液在一級凝液輸送泵（10）的作用下輸送至後續系統使用；
c. 經七級閃蒸段（Ⅶ）閃蒸後的PTA母液進入到結晶罐（15）中， PT酸在結晶罐（15）中大量結晶析出，結晶後剩餘的含有少量固體雜質的液體在一級母液輸送泵（16）加壓的作用下依次進入多個串聯過濾器中，固體顆粒被截留下來，並通過過濾器底部排出，過濾後的母液進入到母液緩衝罐（19）中，並在二級母液輸送泵（20）的作用下進入到文丘里引射器（12）中，將來自六級閃蒸段（Ⅵ）的閃蒸蒸汽進行冷凝，冷凝後的凝液在二級凝液輸送泵（13）的作用下輸送至後續的膜處理系統；
d. 來自高效多級閃蒸塔（1）中的一級閃蒸蒸汽，一部分進入到發生器（21）中，溴化鋰稀溶液被加熱蒸發，換熱後的蒸汽凝液進入到三級凝液緩衝罐（39）中，蒸發產生的蒸汽進入到冷凝器（22）中，並在循環冷卻水的作用下冷凝，冷凝器產生的工質凝液通過工質循環泵分別進入到制熱蒸發器（23）和製冷蒸發器（25）中，在制熱蒸發器中，工質凝液被來自另一部分的一級閃蒸蒸汽加熱蒸發，冷凝後的一級閃蒸蒸汽凝液進入到三級凝液緩衝罐（39）中，被加熱蒸發的工質蒸汽進入到制熱吸收器（24）中，溴化鋰濃溶液在制熱吸收器（24）中處於不飽和狀態，從而將工質蒸汽進行吸收，在吸收過程中放出了大量的熱量，來自四級凝液輸送泵（35）的凝液進入到制熱吸收器（24）中，並被加熱，加熱後的凝液進入到二級凝液緩衝罐（34）中，並在此發生閃蒸，產生中、低壓蒸汽，並進入到後續系統利用；
e. 進入到製冷蒸發器（25）中的工質凝液，在低溫水加熱的作用下進行蒸發，蒸發產生的工質蒸汽進入到製冷吸收器（26）中，溴化鋰濃溶液在製冷吸收器（26）中處於不飽和狀態，從而將工質蒸汽進行吸收，在吸收過程中放出的大量熱量由冷卻循環水進行冷卻，在製冷蒸發器（25）中換熱後的低溫水降溫，從而獲得溫度更低的冷凍水；
f. 由製冷蒸發器（25）產生的冷凍水，一部分進入到空氣換熱器（36）中，將空氣壓縮機進口的空氣進行冷卻，換熱後的冷凍水進入到冷凍水緩衝罐（37）中，並通過冷凍水輸送泵（38）輸送至製冷蒸發器（25）中循環使用，另一部分冷凍水進入到高效多級閃蒸塔（1）中，並對七級閃蒸蒸汽進行冷卻。
本發明還可以敘述如下：
一種PTA精製單元母液餘熱及PT酸回收方法，具體步驟如下：
a. 來自上游的一定溫度下的PTA母液首先進入到高效多級閃蒸塔1中，在此，PTA母液在一級閃蒸段Ⅰ進行一級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入到發生器21和制熱蒸發器23中；一級閃蒸後的凝液進入到高效多級閃蒸塔1的二級閃蒸段Ⅱ，在此，PTA母液發生二級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入到三級換熱器2中；二級閃蒸後的凝液進入到三級閃蒸段Ⅲ，在此，PTA母液發生三級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入到二級換熱器3中；三級閃蒸後的凝液進入到四級閃蒸段Ⅳ，在此，PTA母液發生四級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入到一級換熱器4中；四級閃蒸後的凝液進入到五級閃蒸段Ⅴ，在此，PTA母液發生五級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入到蒸汽冷凝器11中，並在循環冷卻水的作用進行冷凝，冷凝後的蒸汽凝液進入到後續系統使用；五級閃蒸後的凝液進入到六級閃蒸段Ⅵ，在此，PTA母液發生六級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽進入到文丘里引射器12中；六級閃蒸後的凝液進入到七級閃蒸段Ⅶ，在此，PTA母液發生七級閃蒸，閃蒸產生的閃蒸蒸汽在冷凍水的作用下進行冷凝，冷凝後的閃蒸凝液在三級凝液輸送泵14的作用進入到冷凍水緩衝罐37中，作為制取冷凍水的補水使用。
b. 來自四級閃蒸段Ⅳ的閃蒸蒸汽與來自溶劑輸送泵8的溶劑（採用R245fa溶劑）在一級換熱器4中進行間接換熱，在此，溶劑被加熱至一定的溫度，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐9中；經一級換熱器4加熱後的溶劑進入到二級換熱器3中，在此，溶劑與來自三級閃蒸段Ⅲ的閃蒸蒸汽進行間接換熱，溶劑被進一步加熱，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐9中；經二級換熱器3加熱後的溶劑進入到三級換熱器2中，在此，溶劑與來自二級閃蒸段Ⅱ的閃蒸蒸汽進行間接換熱，溶劑被氣化，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐9中；經氣化後的溶劑蒸汽進入到汽輪機5中，並推動汽輪機做功發電，做功後的溶劑蒸汽隨後進入到溶劑冷凝器6中，並在冷卻循環水的作用下冷凝，冷凝產生的溶劑凝液進入到溶劑緩衝罐7中，再通過溶劑輸送泵8的作用下輸送至一級換熱器4中，從而完成PTA母液中部分的餘熱轉化成電能的循環過程。一級凝液緩衝罐9中的凝液在一級凝液輸送泵10的作用下輸送至後續系統使用。
c. 經七級閃蒸段Ⅶ閃蒸後的PTA母液進入到結晶罐15中，由於此時的PTA母液溫度較低，PT酸在結晶罐15中大量結晶析出，結晶後剩餘的含有少量固體雜質的液體在一級母液輸送泵16加壓的作用下依次進入到一級過濾器17、二級過濾器18中，過濾器中設置有濾布等，固體顆粒被截留下來，並通過過濾器底部排出，過濾後的母液進入到母液緩衝罐19中，並在二級母液輸送泵20的作用下進入到文丘里引射器12中，在此，將來自六級閃蒸段Ⅵ的閃蒸蒸汽進行冷凝，冷凝後的凝液在二級凝液輸送泵13的作用下輸送至後續的膜處理系統。
d. 來自高效多級閃蒸塔1中的一級閃蒸蒸汽，一部分進入到發生器21中，在此，一定濃度下的溴化鋰稀溶液被加熱蒸發，換熱後的蒸汽凝液進入到三級凝液緩衝罐39中，蒸發產生的蒸汽進入到冷凝器22中，並在循環冷卻水的作用下冷凝，冷凝器產生的工質凝液通過工質循環泵分別進入到制熱蒸發器23和製冷蒸發器25中，在制熱蒸發器中，工質凝液被來自另一部分的一級閃蒸蒸汽加熱蒸發，冷凝後的一級閃蒸蒸汽凝液進入到三級凝液緩衝罐39中，被加熱蒸發的工質蒸汽進入到制熱吸收器24中，溴化鋰濃溶液在制熱吸收器24中處於不飽和狀態，從而將工質蒸汽進行吸收，在吸收過程中放出了大量的熱量，來自四級凝液輸送泵35的凝液進入到制熱吸收器24中，並被加熱，加熱後的凝液進入到二級凝液緩衝罐34中，並在此發生閃蒸，產生一定溫度下的中、低壓蒸汽，並進入到後續系統利用。
e. 進入到製冷蒸發器25中的工質凝液，在低溫水加熱的作用下進行蒸發，蒸發產生的工質蒸汽進入到製冷吸收器26中，溴化鋰濃溶液在製冷吸收器26中處於不飽和狀態，從而將工質蒸汽進行吸收，在吸收過程中放出的大量熱量由冷卻循環水進行冷卻，在製冷蒸發器25中換熱後的低溫水降溫，從而獲得溫度更低的冷凍水。
f. 由製冷蒸發器25產生的冷凍水，一部分進入到空氣換熱器36中，將空氣壓縮機進口的空氣進行冷卻，換熱後的冷凍水進入到冷凍水緩衝罐37中，並通過冷凍水輸送泵38輸送至製冷蒸發器25中循環使用，另一部分冷凍水進入到高效多級閃蒸塔1中，並對七級閃蒸蒸汽進行冷卻。本系統的真空度由一級真空泵41、二級真空泵42、三級真空泵43來進行維持。
本發明的有益效果：
1、本發明將原有排入環境中的蒸汽，進行分級綜合利用，將部分PTA母液中的餘熱用於發電、制取高品質蒸汽及制取冷凍水，實現了熱量的回收利用。
2、本發明中採用低溫結晶技術，將PTA母液中的PT酸結晶回收，減少了PT酸結晶對後續系統的影響，並能夠向後續的膜處理系統提供結晶的程序用水，解決了膜處理系統易堵的問題。
3、本發明中將原有排入環境的蒸汽進行回收利用，解決了環境污染的問題。
4、本發明提供的母液處理方法，不僅設備投資較少，而且能夠直接副產發電，產生高品質的蒸汽利用，產生的冷凍水用於將進入空氣壓縮機的空氣進行冷卻，大幅度降低了空氣壓縮機的電耗，降低了PTA裝置的運行成本。因此，本發明所提供的母液處理方法，能夠產生巨大的經濟效益。
以下對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例，下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件。
結合附圖1、2，以N為8，M為4為例，對本發明的具體實施方式進一步描述：
(1) 溫度為140~150℃的PTA精製單元的母液，首先進入到高效多級閃蒸塔1的一級閃蒸段Ⅰ中，在PTA母液發生減壓閃蒸，閃蒸產生約100℃的飽和蒸汽，並進入到後續的發生器21和制熱蒸發器23中；閃蒸後的100℃的PTA母液進入到二級閃蒸段Ⅱ中，並發生減壓閃蒸，閃蒸產生約90℃的飽和蒸汽，並進入到三級換熱器2中；閃蒸後的90℃的PTA母液進入到三級閃蒸段Ⅲ中，並發生減壓閃蒸，閃蒸產生約80℃的飽和蒸汽，並進入到二級換熱器3中；閃蒸後的80℃的PTA母液進入到四級閃蒸段Ⅳ中，並發生減壓閃蒸，閃蒸產生約70℃的飽和蒸汽，並進入到一級換熱器4中；閃蒸後的70℃的PTA母液進入到五級閃蒸段Ⅴ中，並發生減壓閃蒸，閃蒸產生約60℃的飽和蒸汽進入到蒸汽冷凝器11中，並使用冷卻循環水對其進行冷凝，冷凝後的蒸汽凝液進入到後續系統；閃蒸後的60℃的PTA母液進入到六級閃蒸段Ⅵ中，並發生減壓閃蒸，閃蒸約40℃的飽和蒸汽，並進入到文丘里引射器12中；閃蒸後的40℃的PTA母液進入到七級閃蒸段Ⅶ中，並發生減壓閃蒸，閃蒸產生約25℃的飽和蒸汽，在此，產生的飽和蒸汽與來自製冷蒸發器25中的冷凍水進行直接接觸換熱，飽和蒸汽被冷凝，冷凝後的凝液通過三級凝液輸送泵的作用下進入到冷凍水緩衝罐37中。
(2) 低溫餘熱發電系統中，循環溶劑採用R245fa，來自四級閃蒸段Ⅳ中的70℃的飽和蒸汽進入到一級換熱器4中，與來自溶劑輸送泵8的溶劑進行間接換熱，溶劑被加熱至55~60℃，換熱後的蒸汽凝液進入到一級凝液緩衝罐9中；經一級換熱器4加熱後的溶劑進入到二級換熱器3中，在此，與來自三級閃蒸段Ⅲ中的80℃左右的飽和蒸汽進行間接換熱，溶劑被加熱至65~70℃，換熱後的蒸汽凝液進入到一級凝液緩衝罐9中；經二級換熱器3加熱後的溶劑進入到三級換熱器2中，在此，與來自二級閃蒸段Ⅱ中的90℃左右的飽和蒸汽進行間接換熱，溶劑被蒸發，產生75~85℃的溶劑蒸汽，換熱後的蒸汽凝液進入到一級凝液緩衝罐9中。75~85℃的溶劑蒸汽進入到汽輪機5中，並推動汽輪機做功發電，做功後的溶劑蒸汽約45~50℃，並進入到溶劑冷凝器6中，採用循環冷卻水對其進行冷凝，冷凝後的溶劑凝液進入到溶劑緩衝罐7中，並在溶劑輸送泵8的作用下進入到一級換熱器4中，從而完成低溫餘熱發電的循環過程。一級凝液緩衝罐9中的蒸汽凝液在一級凝液輸送泵10的作用下輸送至後續系統。
(3) 來自七級閃蒸段Ⅶ中的25℃的PTA母液進入到結晶罐15中，在此，PTA母液中的PT酸大量結晶，結晶後的PTA母液隨後在一級母液輸送泵16的作用下依次進入到一級過濾器17、二級過濾器18中，將PTA母液中含有的固體雜質除去，過濾後的PTA母液進入到母液緩衝罐19中，並通過二級母液輸送泵20進入到文丘里引射器12中，在此，25℃的PTA母液將六級閃蒸段Ⅵ中的40℃的飽和蒸汽進行冷凝，產生的冷凝液進入到閃蒸冷卻段Ⅷ中，並在二級凝液輸送泵的作用下進入到後續的膜處理系統（第Ⅷ位於第Ⅵ和第Ⅶ之間，此段不發生閃蒸，其餘七段均發生閃蒸）。
(4) 來自一級閃蒸段Ⅰ的100℃的飽和蒸汽，一部分進入到發生器21中作為熱源使用，另一部分進入到制熱蒸發器23中作為熱源使用，熱泵制熱、製冷技術中採用溴化鋰溶液作為循環溶劑，水蒸汽作為工質，在發生器21中，濃度為56%~60%的溴化鋰溶液被100℃的飽和蒸汽加熱，溴化鋰溶液蒸發，並產生80~90℃的工質蒸汽進入到冷凝器22中，工質蒸汽在此與冷卻循環水進行間接換熱，獲得40℃左右的蒸汽凝液，即工質凝液，其通過一級工質循環泵30一部分進入到制熱蒸發器23中，一部分進入到製冷蒸發器25中，在制熱蒸發器23中，工質凝液在100℃熱源的作用蒸發，蒸發產生約90℃的工質蒸汽，為了保證蒸發的順利進行，工質凝液通過二級工質循環泵31進行強制循環蒸發，由制熱蒸發器23產生的工質蒸汽進入到制熱吸收器24中，在此，溴化鋰溶液的濃度為60%~64%，溴化鋰溶液處於非飽和狀態，因此能夠將工質蒸汽進行吸收，在此過程中，工質蒸汽放出大量的熱量，來自四級凝液輸送泵35中的凝液進入到制熱吸收器24中，並將放出的熱量吸收，凝液溫度升高至135~140℃，隨後加熱的凝液進入到二級凝液緩衝罐34中，並發生閃蒸，產生約130℃的飽和蒸汽進入後續系統利用，56%~60%的溴化鋰溶液在發生器21蒸發後，產生60%~64%的溴化鋰溶液，並在一級溴化鋰循環泵29的作用下進入到一級溶劑熱交換器27中，60%~64%的溴化鋰溶液在制熱吸收器吸收工質蒸汽後，產生56%~60%的溴化鋰溶液，並進入到一級溶劑熱交換器27中，在此，與來自發生器的溴化鋰溶液進行間接換熱，從而完成熱泵的制熱過程。
(5) 進入到製冷蒸發器25中的40℃的工質凝液，吸收來自冷凍水輸送泵38的15℃左右的低溫水的熱量，工質凝液被蒸發，產生5℃的工質蒸汽，為了保證工質凝液被順利蒸發，工質凝液通過三級工質循環泵32強制循環蒸發，經吸收熱量後的15℃的低溫水，產生5~10℃的冷凍水，產生的5℃的工質蒸汽進入到製冷吸收器26中，在此，濃度為60%~64%的溴化鋰溶液將工質蒸汽吸收，吸收過程中放出的熱量，採用循環冷卻水對其進行冷卻，經吸收後的56%~60%的溴化鋰溶液與來自蒸發器21中的60~64%的溴化鋰溶液在二級溶劑熱交換器28中進行間接換熱，從而完成熱泵的製冷過程。
(6) 來自製冷蒸發器25中的5~10℃的冷凍水，一部分進入到空氣換熱器36中，將進入到空氣壓縮機的空氣由25℃冷卻至15℃左右，換熱後的冷凍水進入到冷凍水緩衝罐37中，並通過冷凍水輸送泵38輸送至製冷蒸發器25中循環使用，另一部分冷凍水進入到七級閃蒸段，將閃蒸產生的25℃飽和蒸汽進行冷凝。去往發生器21和制熱蒸發器23中的100℃飽和蒸汽，經冷凝器進入到三級凝液緩衝罐39中，並在五級凝液輸送泵40的作用下輸送至後續系統使用。
1‧‧‧高效多級閃蒸塔
2‧‧‧三級換熱器
3‧‧‧二級換熱器
4‧‧‧一級換熱器
5‧‧‧汽輪機
6‧‧‧溶劑冷凝器
7‧‧‧溶劑緩衝罐
8‧‧‧溶劑輸送泵
9‧‧‧一級凝液緩衝罐
10‧‧‧一級凝液輸送泵
11‧‧‧蒸汽冷凝器
12‧‧‧文丘里引射器
13‧‧‧二級凝液輸送泵
14‧‧‧三級凝液輸送泵
15‧‧‧結晶罐
16‧‧‧一級母液輸送泵
17‧‧‧一級過濾器
18‧‧‧二級過濾器
19‧‧‧母液緩衝罐
20‧‧‧二級母液輸送泵
21‧‧‧發生器
22‧‧‧冷凝器
23‧‧‧制熱蒸發器
24‧‧‧制熱吸收器
25‧‧‧製冷蒸發器
26‧‧‧製冷吸收器
27‧‧‧一級溶劑熱交換器
28‧‧‧二級溶劑熱交換器
29‧‧‧一級溴化鋰循環泵
30‧‧‧一級工質循環泵
31‧‧‧二級工質循環泵
32‧‧‧三級工質循環泵
33‧‧‧二級溴化鋰循環泵
34‧‧‧二級凝液緩衝罐
35‧‧‧四級凝液輸送泵
36‧‧‧空氣換熱器
37‧‧‧冷凍水緩衝罐
38‧‧‧冷凍水輸送泵
39‧‧‧三級凝液緩衝罐
40‧‧‧五級凝液輸送泵
41‧‧‧一級真空泵
42‧‧‧二級真空泵
43‧‧‧三級真空泵
Ⅰ‧‧‧一級閃蒸段
Ⅱ‧‧‧二級閃蒸段
Ⅲ‧‧‧三級閃蒸段
Ⅳ‧‧‧四級閃蒸段
Ⅴ‧‧‧五級閃蒸段
Ⅵ‧‧‧六級閃蒸段
Ⅶ‧‧‧七級閃蒸段
Ⅷ‧‧‧閃蒸冷卻段
圖1、圖2為本發明的程序流程圖。

Claims (11)

  1. 一種PTA精製單元母液的回收利用方法，包括如下步驟：PTA精製單元母液進入高效多級閃蒸塔(1)中，所述高效多級閃蒸塔(1)包含至少N級閃蒸段，在所述高效多級閃蒸塔(1)中所述PTA精製單元母液發生N-1級閃蒸；所述高效多級閃蒸塔(1)中第N級閃蒸段為閃蒸冷卻段，所述閃蒸冷卻段不發生閃蒸，且位於第N-2級閃蒸段與第N-1級閃蒸段之間；其中，所述PTA精製單元母液的溫度為140~150℃；第一級閃蒸段至第M級閃蒸段產生的閃蒸蒸氣進入餘熱利用單元；第N-1級閃蒸段產生的母液進入低溫結晶單元，將PTA精製單元母液中的PT酸結晶回收；所述第N-1級閃蒸段產生的母液的溫度為25℃；其中，N=4~8，M=1~4；N>M，N與M皆為整數。
  2. 根據請求項1所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，所述餘熱利用單元為第一餘熱利用單元和第二餘熱利用單元；所述第一餘熱利用單元為：第一級閃蒸段產生的一級閃蒸蒸汽所進入的制熱單元和/或製冷單元；所述第二餘熱利用單元為：第二級閃蒸段至第M級閃蒸段產生的閃蒸蒸氣所進入的發電單元。
  3. 根據請求項2所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，所述制熱單元具體包括如下步驟：來自高效多級閃蒸塔(1)中的一級閃蒸蒸汽，一部分進入到發生器(21)中，溴化鋰稀溶液被加熱蒸發，換熱後的蒸汽凝液進入到三級凝液緩衝罐(39)中，蒸發產生的蒸汽進入到冷凝器(22)中，並在循環冷卻水的作用下冷凝，冷凝器產生的工質凝液通過工質循環泵分別進入到制熱蒸發器(23)和製冷蒸發器(25)中，在制熱蒸發器(23)中，工質凝液被來自另一部分的一級閃蒸蒸汽加熱蒸發，冷凝後的一級閃蒸蒸汽凝液進入到三級凝液緩衝罐(39)中，被加熱蒸發的工質蒸汽進入到制熱吸收器(24)中，溴化鋰濃溶液在制熱吸收器(24)中處於不飽和狀態，從而將工質蒸汽進行吸收，在吸收過程中放出了大量的熱量，來自四級凝液輸送泵(35)的凝液進入到制熱吸收器(24)中，並被加熱，加熱後的凝液進入到二級凝液緩衝罐(34)中，並在此發生閃蒸，產生中、低壓蒸汽，並進入到後續系統利用。
  4. 根據請求項2所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，所述製冷單元具體包括如下步驟：進入到所述製冷蒸發器(25)中的工質凝液，在低溫水加熱的作用下進行蒸發，蒸發產生的工質蒸汽進入到製冷吸收器(26)中，溴化鋰濃溶液在製冷吸收器(26)中處於不飽和狀態，從而將工質蒸汽進行吸收，在吸收過程中放出的大量熱量由冷卻循環水進行冷卻，在製冷蒸發器(25)中換熱後的低溫水降溫，從而獲得溫度更低的冷凍水；由製冷蒸發器(25)產生的冷凍水，一部分進入到空氣換熱器(36)中，將空氣壓縮機進口的空氣進行冷卻，換熱後的冷凍水進入到冷凍水緩衝罐(37)中，並通過冷凍水輸送泵(38)輸送至製冷蒸發器(25)中循環使用，另一部分冷凍水進入到高效多級閃蒸塔(1)中，並對閃蒸蒸汽進行冷卻。
  5. 根據請求項2所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，所述發電單元具體包括如下步驟：所述第二級閃蒸段至第M級閃蒸段均分別各自連接有換熱器，且各個換熱器之間同時進行串聯連接，以使得高效多級閃蒸塔(1)產生的蒸汽能夠將換熱器中的溶劑氣化；來自第M級閃蒸段的閃蒸蒸汽與來自溶劑輸送泵(8)的溶劑在與其相連接的一級換熱器中進行間接換熱，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐(9)中；經上一步驟加熱後的溶劑進入到與一級換熱器串聯的下一級換熱器中，經換熱後的蒸汽凝液排入到一級凝液緩衝罐(9)中；重複上述溶劑與閃蒸段的閃蒸蒸汽的換熱步驟；經氣化後的溶劑蒸汽進入到汽輪機(5)中，並推動汽輪機做功發電，做功後的溶劑蒸汽隨後進入到溶劑冷凝器(6)中，冷凝產生的溶劑凝液進入到溶劑緩衝罐(7)中，再通過溶劑輸送泵(8)的作用下輸送至一級換熱器中，從而完成PTA母液中部分的餘熱轉化成電能的循環過程；一級凝液緩衝罐(9)中的凝液在一級凝液輸送泵(10)的作用下輸送至後續系統使用。
  6. 根據請求項1至5任一項所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，所述低溫結晶單元具體包括如下步驟：所述高效多級閃蒸塔(1)中的第N-2級閃蒸段連接有文丘里引射器(12)；所述高效多級閃蒸塔(1)中的第N級閃蒸段為閃蒸冷卻段，且連接有二級凝液輸送泵(13)；第N-1級閃蒸段產生的母液進入結晶罐(15)中，PT酸在結晶罐(15)中大量結晶析出，結晶後剩餘的含有少量固體雜質的液體在一級母液輸送泵(16)加壓的作用下依次進入多個串聯的過濾器中，固體顆粒被截留下來，並通過過濾器底部排出，過濾後的母液進入到母液緩衝罐(19)中，並在二級母液輸送泵(20)的作用下進入到文丘里引射器(12)中，將來自第N-2級閃蒸段的閃蒸蒸汽進行冷凝，冷凝後的凝液在二級凝液輸送泵(13)的作用下輸送至後續的膜處理系統。
  7. 根據請求項1至5任一項所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，N為8，M為4。
  8. 根據請求項6所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，N為8，M為4。
  9. 根據請求項5所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，所述溶劑輸送泵(8)的溶劑採用R245fa溶劑。
  10. 根據請求項3或4所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，所述溴化鋰稀溶液的質量濃度為56%~60%，所述溴化鋰濃溶液的質量濃度為60%~64%。
  11. 根據請求項6所述的PTA精製單元母液的回收利用方法，其中，所述多個串聯的過濾器為一級過濾器(17)、二級過濾器(18)串聯，且過濾器中設置有濾布。
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