甲醇四塔双效热泵节能设备及方法
【专利摘要】本发明是涉及甲醇四塔双效热泵精馏节能设备及方法。本发明的甲醇四塔双效热泵精馏节能设备包括：预精馏塔、加压塔、常压塔、甲醇回收塔、再沸器、换热器、冷凝器、压缩机和节流阀；其中压缩机、换热器、冷凝器和节流阀构成一个VC型热泵循环；压缩机、再沸器和节流阀构成一个MVR型热泵循环；在常压塔进料板以下设置一个中间再沸器；常压塔塔顶蒸汽或循环工质经压缩机压缩后，给常压塔中间再沸器供热。常压塔塔顶部分蒸汽进入热泵循环。加压塔塔顶甲醇采出量降低，常压塔塔顶甲醇采出量相应增加，使得两塔能量得以匹配，从而整个装置的能耗较现有四塔流程可降低20～40％。
【专利说明】
甲醇四塔双效热泵节能设备及方法
技术领域
[0001]本发明涉及精馏技术领域，特别涉及的是甲醇四塔双效热栗节能设备及方法。
【背景技术】
[0002]甲醇既是一种非常重要的化工原料，也是一种很有发展前途的清洁能源。由于甲醇技术的发展和世界能源结构的变化，世界对甲醇的产量和需求逐年增加。
[0003]精馏是一种在现代工业中重要而广泛使用的分离方法，其直接关系到产品的质量、环境保护、能耗和生产成本等问题，并且精馏工序的能耗站到总能耗的50?60%，所以精馏过程中的节能降耗越来越受到人们的重视。
[0004]我国现有甲醇装置大体分为二塔、三塔和四塔精馏流程。三塔双效精馏利用加压塔塔顶甲醇蒸汽作为常压塔再沸器的热源构成双效精馏，既节约蒸汽，又节约冷却水，而且产品质量提高，逐渐取代了二塔精馏流程。在三塔双效精馏流程后面加上一个甲醇回收塔来回收更多的甲醇产品就构成了四塔双效精馏流程。在中国，四塔双效精馏流程已经被广泛应用。尽管，甲醇四塔双效精馏流程节约了大量的能量，但是，其流程中高压塔的再沸器和常压塔的冷凝器仍然能耗巨大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于弥补上述现有技术中的不足，回收废热，降低能耗，提供一种设计合理、生产过程和产品质量维持不变的甲醇四塔双效热栗精馏节能新工艺。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]—种甲醇四塔双效热栗精馏节能设备，其特征是常压塔塔底再沸器与加压塔塔顶甲醇蒸汽构成双效精馏，在常压塔进料板以下设置中间再沸器，并与塔顶经压缩后的蒸汽换热构成热栗循环系统。
[0008]热栗循环系统为VC型热栗循环系统或MVR型热栗循环系统。
[0009]所述VC型热栗循环是常压塔塔顶一部分蒸汽经过换热再沸器与循环工质换热，经过换热后的循环工质进入压缩机压缩，然后在常压塔中间再沸器中进行换热，换热后的循环工质经节流阀降压后，进入换热再沸器与常压塔塔顶蒸汽换热构成一个热栗循环。
[0010]所述MVR型热栗循环是常压塔塔顶一部分蒸汽直接经过压缩机压缩后，在常压塔中间再沸器中进行换热，换热后的蒸汽经过节流阀降压后，一部分作为产品采出，一部分作为回流液回流到常压塔塔顶，从而完成一个热栗循环。
[0011]常压塔塔顶30?70%的蒸汽进入循环热栗；加压塔塔顶甲醇采出量降低30?60%，常压塔塔顶甲醇采出量增加20?50%。
[0012]VC型热栗中的循环工质为甲基二氯硅烷。
[0013]具体说明如下:
[0014]本发明的甲醇四塔双效热栗精馏节能设备，其主要包括:预精馏塔、加压塔、常压塔、甲醇回收塔、再沸器、换热器、冷凝器、压缩机和节流阀。由压缩机、换热器、冷凝器和节流阀构成一个VC型热栗循环，该热栗的循环工质与塔顶甲醇蒸汽换热，循环工质经压缩后给常压塔中间再沸器供热；由压缩机、再沸器和节流阀构成一个MVR型热栗循环，常压塔塔顶蒸汽经压缩机压缩后，给常压塔中间再沸器供热。
[0015]本发明的甲醇四塔双效热栗精馏节能的方法，常压塔塔顶蒸汽分为两部分，一部分蒸汽经冷凝器直接冷凝，对于VC型热栗精馏，另一部分蒸汽经过换热再沸器与循环工质换热，经过换热后的循环工质进入压缩机压缩，然后在常压塔中间再沸器中进行换热，换热后的循环工质经节流阀降压后，进入换热再沸器与常压塔塔顶蒸汽换热构成一个热栗循环;对于MVR型热栗精馏，另一部分蒸汽直接经过压缩机压缩后，在常压塔中间再沸器中进行换热，换热后的蒸汽经过节流阀降压后，一部分作为产品采出，一部分作为回流液回流到常压塔塔顶，从而完成一个热栗循环。加压塔塔顶甲醇采出量与普通甲醇四塔双效精馏中相应塔的采出量降低，常压塔塔顶甲醇采出量相应增加。
[0016]常压塔塔顶30?70%的蒸汽进入循环热栗，加压塔塔顶甲醇采出量降低30?60%，常压塔塔顶甲醇采出量增加20?50%。
[0017]VC型热栗中的循环工质为甲基二氯硅烷。
[0018]加压塔塔顶蒸汽给常压塔塔底供热，构成一个双效精馏过程;常压塔塔顶蒸汽部分进入热栗循环，构成一个热栗精馏过程。
[0019]常压塔进料板以下设置一个中间再沸器，由经过压缩后的蒸汽供热，实现废热回收，降低塔底再沸器的热负荷。
[0020]调节蒸汽进入热栗循环的量，以及加压塔和常压塔的塔顶甲醇采出量，可以使经压缩机压缩后的蒸汽同时给预精馏塔底再沸器、常压塔中间再沸器和甲醇回收塔塔顶再沸器供热，从而更大程度的实现废热回收，降低整个流程的能耗。
[0021 ]通过上述流程改造，常压塔塔顶部分蒸汽进入热栗循环。加压塔塔顶甲醇采出量降低，常压塔塔顶甲醇采出量相应增加，使得两塔能量得以匹配，充分利用了加压塔和常压塔塔顶蒸汽的余热，降低了常压塔塔底再沸器和塔顶冷凝器的热负荷，在维持产品产量和质量不变的情况下，使得整个装置的能耗较现有流程可降低20?40%。
[0022]本发明的甲醇四塔双效热栗节能新工艺的主要设备与现有的甲醇四塔双效精馏设备相同，由于加压塔和常压塔的采出量有所改变，所以本发明适用于新甲醇厂的设计。但正是由于这些设备的引入和重新组合，降低了甲醇四塔双效精馏过程的能耗。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的VC型热栗精馏工艺流程示意图:
[0024]图2为本发明的VC型热栗精馏局部示意图:
[0025]图3为本发明的MVR型热栗精馏工艺流程示意图:
[0026]图4为本发明的MVR型热栗精馏局部示意图:
[0027]其中:I一预精馏塔，2—加压塔，3—常压塔，4一甲醇回收塔，5—再沸器，6—冷凝器，7a、7b、7c—换热再沸器，8—回流罐，9—闪蒸罐，10—压缩机，11—节流阀。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明的设备和方法做进一步说明。本发明主要由甲醇预精馏塔1、加压塔2、常压塔3、甲醇回收塔4、再沸器5、冷凝器6、换热再沸器7(a、b、c)、回流罐8、闪蒸罐9、压缩机10和节流阀11，其中在常压塔3进料板以下设置一个中间换热再沸器7b，常压塔3塔顶部分蒸汽进入热栗循环，经压缩后的蒸汽在常压塔中间换热再沸器7b中进行换热。
[0029]实施例1
[0030]具体流程如图1，采用如图2的VC型热栗。
[0031]1.粗甲醇进入预精馏塔I中上部，预精馏塔塔顶蒸汽在一级冷凝器6中部分冷凝，该冷凝器温度控制在60?80°C。一级冷凝器不凝气体进入二级冷凝器6被冷却到35?40°C，二级冷凝器不凝气作轻组分采出，凝液经一级冷凝器回流罐8回流到预精馏塔塔顶。在二级冷凝器或一级冷凝器或同时在两个冷凝器回流罐内加入工艺萃取水，可以不定期地从二级冷凝器回流罐的采出口处采出初馏分。工艺萃取水的加入量是粗甲醇进料量的5?20%。塔顶总回流量为粗甲醇进料量的50?70%。
[0032]2.预精馏塔I塔底物料直接进入加压塔2。加压塔顶的全部甲醇蒸汽送入常压塔塔底换热再沸器7a。甲醇冷凝液部分回流到加压塔塔顶，另一部分作为精甲醇产品采出。
[0033]3.加压塔塔底液直接进入常压塔3。常压塔塔顶部分蒸汽经冷凝器6冷凝，剩余蒸汽进入换热再沸器7c与循环工质进行换热，换热后的循环工质经压缩机10压缩后的蒸汽在常压塔中间换热再沸器7b中进行换热。换热后的蒸汽经节流阀11降压后进入到换热再沸器7c中完成VC型热栗循环，经换热再沸器7c换热后的甲醇冷凝液与冷凝器6冷凝的甲醇液混合后，一部分作为回流液回流到常压塔3塔顶，另一部分作为精甲醇产品采出。
[0034]4.常压塔3侧线采出液直接进入甲醇回收塔4，塔底以废水液采出。甲醇回收塔4塔顶蒸汽经冷凝器6冷凝后，一部分甲醇凝液作为回流液回流到甲醇回收塔4塔顶，另一部分作为精甲醇产品采出。塔底以废液采出，侧线采出杂醇油。
[0035]5.根据常压塔3塔顶蒸汽进入热栗循环的量，可以实现经压缩机10压缩后的部分蒸汽在换热再沸器7c中与预精馏塔I和甲醇回收塔4的再沸器5进行换热。
[0036]实施例2
[0037]具体流程如图3，采用如图4的MVR型热栗。
[0038]1.粗甲醇进入预精馏塔I中上部，预精馏塔塔顶蒸汽在一级冷凝器6中部分冷凝，该冷凝器温度控制在60?80°C。一级冷凝器不凝气体进入二级冷凝器6被冷却到35?40°C，二级冷凝器不凝气作轻组分采出，凝液经一级冷凝器回流罐8回流到预精馏塔塔顶。在二级冷凝器或一级冷凝器或同时在两个冷凝器回流罐内加入工艺萃取水，可以不定期地从二级冷凝器回流罐的采出口处采出初馏分。工艺萃取水的加入量是粗甲醇进料量的5?20%。塔顶总回流量为粗甲醇进料量的50?70%。
[0039]2.预精馏塔I塔底物料直接进入加压塔2。加压塔顶的全部甲醇蒸汽送入常压塔塔底换热再沸器7a。甲醇冷凝液部分回流到加压塔塔顶，另一部分作为精甲醇产品采出。
[0040]3.加压塔塔底液直接进入常压塔3。常压塔塔顶部分蒸汽经冷凝器6冷凝，剩余蒸汽进入压缩机10，经压缩后的蒸汽在常压塔中间换热再沸器7b中进行换热。换热后的蒸汽经节流阀11降压后完成MVR型热栗循环，经节流降压后的甲醇冷凝液与冷凝器6冷凝的甲醇液混合后，一部分作为回流液回流到常压塔3塔顶，另一部分作为精甲醇产品采出。
[0041]4.常压塔3侧线采出液直接进入甲醇回收塔4，塔底以废水液采出。甲醇回收塔4塔顶蒸汽经冷凝器6冷凝后，一部分甲醇凝液作为回流液回流到甲醇回收塔4塔顶，另一部分作为精甲醇产品采出。塔底以废液采出，侧线采出杂醇油。
[0042]5.根据常压塔3塔顶蒸汽进入热栗循环的量，可以实现经压缩机10压缩后的部分蒸汽在换热再沸器7b中与预精馏塔I和甲醇回收塔4的再沸器5进行换热。
[0043]本发明提出的甲醇四塔双效热栗精馏节能设备及方法，已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在本文所述的设备和操作方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为包括在本发明精神、范围和内容中D
【主权项】
1.一种甲醇四塔双效热栗精馏节能设备，其特征是常压塔塔底再沸器与加压塔塔顶甲醇蒸汽构成双效精馏，在常压塔进料板以下设置中间换热再沸器，并与塔顶经压缩后的蒸汽换热构成热栗循环系统。2.如权利要求1所述的设备，其特征是热栗循环系统为VC型热栗循环系统或MVR型热栗循环系统。3.权利要求1或2的一种甲醇四塔双效热栗精馏节能设备的节能方法，其特征是VC型热栗循环是常压塔塔顶一部分蒸汽经过换热再沸器与循环工质换热，经过换热后的循环工质进入压缩机压缩，然后在常压塔中间再沸器进行换热，换热后的循环工质经节流阀降压后，进入换热再沸器与常压塔塔顶蒸汽换热构成一个热栗循环。4.权利要求1或2的一种甲醇四塔双效热栗精馏节能设备的节能方法，其特征是MVR型热栗循环是常压塔塔顶一部分蒸汽直接经过压缩机压缩后，在常压塔中间再沸器中进行换热，换热后的蒸汽经过节流阀降压后，一部分作为产品采出，一部分作为回流液回流到常压塔塔顶，从而完成一个热栗循环。5.如权利要求3或4所述的方法，其特征是常压塔塔顶30?70%的蒸汽进入循环热栗；加压塔塔顶甲醇采出量降低30?60%，常压塔塔顶甲醇采出量增加20?50%。6.如权利要求3所述的方法，其特征是VC型热栗中的循环工质为甲基二氯硅烷。
【文档编号】F25B30/02GK106075947SQ201610396525
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610396525.0, CN 106075947 A, CN 106075947A, CN 201610396525, CN-A-106075947, CN106075947 A, CN106075947A, CN201610396525, CN201610396525.0
【发明人】孙津生, 崔承天, 李天培, 郭长宁, 张志威, 付晟
【申请人】天津大学