一种环己醇精馏中能量综合利用装置的制作方法

1.本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种环己醇精馏中能量综合利用装置。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.目前，工业上生产环己醇主要采用环己烯水合法,即苯通过部分加氢生成环己烯、环己烷以及未反应的苯，然后通过萃取精馏从苯
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环己烯-环己烷系中分离出苯，环己烯和环己烷，环己烯通过水合反应制得环己醇并经过精馏将环己醇提纯；环己烷通过环己烷精制得到环己烷副产品。
4.以年产20万吨/年环己醇装置为例，对现有技术进行描述：如图 1所示，来自环己烯分离塔的粗环己烯温度约115-125℃进入环己烯精馏塔1，塔顶气相温度约70-75℃经环己烯精馏塔顶冷凝器2冷却到约50-55℃，冷却后的环己烯进入环己烯精馏塔回流罐3，通过环己烯精馏塔回流泵4加压一部分送入环己烯精馏塔1作为回流，另一部分环己烯进入下一工序。从环己烯精馏塔1塔釜出来的dmac经环己烯精馏塔塔釜泵5加压后返回环己烯分离塔作为萃取剂循环使用。环己烯精馏塔再沸器6通过中压蒸汽(ms)进行加热。
5.这一工艺过程存在的问题是：环己烯精馏塔1塔顶气相温度约70-75℃经环己烯塔顶冷凝器2冷却到约50-55℃，需要循环水约 800-900t/h，循环水消耗量非常大。
6.如图2所示，来自环己烯水合反应系统的粗环己醇和来自前工序的环己烯进入环己醇分离塔7，塔釜液体通过环己醇分离塔釜泵9送入环己醇蒸发器10，液体物料被加热变为气体，然后进入环己醇精馏塔11。第一环己醇分离塔再沸器8利用中压蒸汽(ms)进行加热。环己醇精制塔11塔顶气相进入塔顶气相经环己醇精馏塔顶冷凝器14 冷却到40℃，冷却后的物料进入环己醇精馏塔回流罐15，通过环己醇精馏塔回流泵16加压一部分送入环己醇精馏塔11作为回流，另一部分返回环己醇分离塔7。环己醇精馏塔11塔侧线采出环己醇产品，送入产品罐区。环己醇精馏塔11釜出来的重油经环己醇精馏塔塔釜泵13加压后送入重油罐。环己醇精馏塔再沸器12通过高压蒸汽(hs) 进行加热。
7.这一工艺过程存在的问题是：在环己醇分离塔7和环己醇精馏塔 11精馏过程中，环己醇精馏塔11为气相进料，容易造成精馏塔操作不稳定，造成系统波动。而且环己醇精馏塔11塔顶物料冷却后再返回环己醇分离塔7，不仅造成环己醇分离塔7蒸汽消耗增大，而且环己醇精馏塔顶冷凝器14的换热面积较大，且消耗大量循环水。


技术实现要素：

8.为了解决上述问题，本实用新型提出了一种环己醇精馏中能量综合利用装置，充分利用装置内物料热量利用，避免物料多次汽化、冷凝所造成的能量消耗，减低装置蒸汽和循环水消耗，实现环己醇精馏装置热能的综合利用。
9.根据一些实施例，本实用新型的方案提供了一种环己醇精馏中能量综合利用装
置，采用如下技术方案：
10.一种环己醇精馏中能量综合利用装置，包括连通设置的第一子装置和第二子装置；所述第一子装置包括环己烯精馏塔、环己烯塔顶空冷器以及设置在所述环己烯精馏塔和所述环己烯塔顶空冷器之间的环己烯精馏塔顶空冷器；
11.所述第二子装置包括环己醇分离塔、环己醇精馏塔以及设置在所述环己醇分离塔和所述环己醇精馏塔之间的环己醇蒸发器、第二环己醇分离塔再沸器、环己醇进料罐和环己醇进料泵；所述第一子装置中的环己烯精馏塔的第二输入端通过所述环己醇分离塔的第一输入端与所述第二子装置相连通。
12.作为进一步的技术限定，所述环己烯塔顶空冷器的输入端与所述环己烯精馏塔顶空冷器的输出端相连通，其输出端依次连通环己烯精馏塔回流罐和环己烯精馏塔回流泵，所述环己烯精馏塔回流泵的输出端与所述环己烯精馏塔的第二输入端相连通。
13.作为进一步的技术限定，所述第一子装置还包括环己烯精馏塔再沸器，所述环己烯精馏塔再沸器的输入端和输出端均与所述环己烯精馏塔相连通。
14.作为进一步的技术限定，所述环己烯精馏塔的第二输出端与环己烯精馏塔塔釜泵相连通。
15.作为进一步的技术限定，所述环己醇分离塔与第一环己醇分离塔再沸器相连通，所述第一环己醇分离塔再沸器的输入端和输出端均与所述环己醇分离塔相连通。
16.作为进一步的技术限定，所述环己醇分离塔的第二输出端通过环己醇分离塔釜泵与所述环己醇蒸发器相连通。
17.作为进一步的技术限定，所述第二环己醇分离塔再沸器的第一输入端和第一输出端均与所述环己醇分离塔相连通，所述第二环己醇分离塔再沸器的第二输入端和第二输出端分别与所述环己醇蒸发器和所述环己醇进料罐相连通；所述环己醇进料泵的输入端与所述环己醇进料罐的输出端相连通，所述环己醇进料泵的输出端与所述环己醇精馏塔的第一输入端相连通。
18.作为进一步的技术限定，所述环己醇精馏塔的第一输出端与所述环己醇分离塔的第三输入端相连通，所述环己醇精馏塔的第二输出端与环己醇精馏塔塔釜泵相连通。
19.作为进一步的技术限定，所述环己醇精馏塔与环己醇精馏塔再沸器相连通，所述环己醇精馏塔再沸器的输入端和输出端均与所述环己醇精馏塔相连通。
20.作为进一步的技术限定，所述环己醇精馏塔的第一输出端与环己醇精馏塔顶冷凝器的输入端相连通；所述环己醇精馏塔顶冷凝器的输出端依次连通环己醇精馏塔回流罐和环己醇精馏塔回流泵，所述环己醇精馏塔回流泵的输出端与所述环己醇精馏塔的第二输入端相连通。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
22.1.利用空冷器降低了塔顶冷凝器热负荷，环己烯精馏塔顶冷凝器的负荷能够降低约7000-8000kw，实现能量利用最大化。
23.2.通过利用第二环己醇分离塔再沸器回收环己醇蒸发器气相物料的热量，环己醇精制塔塔顶一分部气相物料直接进入依靠自身压力返回环己醇分离塔，可降低环己醇分离塔蒸汽消耗；环己醇分离塔可节约蒸汽量约7-10t/h，环己醇精馏塔顶冷凝器负荷降低约 1500-2000kw。
24.3.充分利用装置内物料热量利用，避免物料多次汽化、冷凝，造成能量消耗，实现了环己醇精馏装置热能的综合利用。
附图说明
25.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
26.图1是现有技术中第一子装置的结构示意图；
27.图2是现有技术中第二子装置的结构示意图；
28.图3是本实用新型中第一子装置的结构示意图；
29.图4是本实用新型中第二子装置的结构示意图；
30.其中，1、环己烯精馏塔，2、环己烯塔顶空冷器，3、环己烯精馏塔回流罐，4、环己烯精馏塔回流泵，5、环己烯精馏塔塔釜泵，6、环己烯精馏塔再沸器，7、环己醇分离塔，8、第一环己醇分离塔再沸器，9、环己醇分离塔釜泵，10、环己醇蒸发器，11、环己醇精馏塔， 12、环己醇精馏塔再沸器，13、环己醇精馏塔塔釜泵，14、环己醇精馏塔顶冷凝器，15、环己醇精馏塔回流罐，16、环己醇精馏塔回流泵，17、第二环己醇分离塔再沸器，18、环己醇进料罐，19、环己醇进料泵，20、环己烯精馏塔顶空冷器。
具体实施方式：
31.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
32.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
33.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
34.如图1所示的现有技术中，环己烯精馏塔1塔顶气相温度约70-75℃经环己烯塔顶冷凝器2冷却到约50-55℃，需要循环水约800-900t/h，循环水消耗量非常大。
35.经分析，尤其在冬季采用空冷器更加有利，可大幅度降低循环水消耗，具体原因如下：(1)塔顶气相温度70-75℃，大于65℃；(2) 塔顶物料环己烯的凝固点-103.7℃，低于0℃；(3)空气设计进口温度低于38℃；(4)物料出口温度约50-55℃，其允许波动范围大于3-5℃。结合当地气相条件，为保证操作正常进行，塔顶气相先经过空冷器，然后再经过循环水冷却器，以保证在夏季温度最高时也能达到工艺要求的物料出口温度。
36.如图2所示的现有技术中，在环己醇分离塔7和环己醇精馏塔 11精馏过程中，环己醇精馏塔11为气相进料，容易造成精馏塔操作不稳定，造成系统波动。而且环己醇精馏塔11塔顶物料冷却后再返回环己醇分离塔7，不仅造成环己醇分离塔7蒸汽消耗增大，而且环己醇精馏塔顶冷凝器14的换热面积较大，且消耗大量循环水。经分析计算，环己醇精馏塔11可采用液相进料，以保证精馏塔操作稳定。而且环己醇精馏塔11塔顶气相物料压力大于环己
醇分离塔7压力，气相物料可直接进入环己醇分离塔7，此方案可降低环己醇分离塔7 蒸汽消耗，而且环己醇精馏塔顶冷凝器14的换热面积可大幅降低，降低设备投资；且降低了环己醇精馏塔顶冷凝器14循环水消耗量。
37.为减低装置蒸汽和循环水消耗，实现能量的利用最大化，本实施例进行了装置结构上的改进，具体改进体现在如图3和图4所示的第一子装置和第二子装置。
38.具体的结构设置如下：
39.第一子装置包括环己烯精馏塔1、环己烯塔顶空冷器2、环己烯精馏塔回流罐3、环己烯精馏塔回流泵4、环己烯精馏塔塔釜泵5、环己烯精馏塔再沸器6和环己烯精馏塔顶空冷器20。
40.具体的，环己烯塔顶空冷器2的输入端与环己烯精馏塔顶空冷器 20的输出端相连通，其输出端依次连通环己烯精馏塔回流罐3和环己烯精馏塔回流泵4，环己烯精馏塔回流泵4的输出端与环己烯精馏塔1的第二输入端相连通；环己烯精馏塔再沸器6的输入端和输出端均与环己烯精馏塔1相连通；环己烯精馏塔1的第二输出端与环己烯精馏塔塔釜泵5相连通。
41.第二子装置包括环己醇分离塔7、第一环己醇分离塔再沸器8、环己醇分离塔釜泵9、环己醇蒸发器10、环己醇精馏塔11、环己醇精馏塔再沸器12、环己醇精馏塔塔釜泵13、环己醇精馏塔顶冷凝器 14、环己醇精馏塔回流罐15、环己醇精馏塔回流泵16、第二环己醇分离塔再沸器17、环己醇进料罐18和环己醇进料泵19。第一子装置中的环己烯精馏塔1的第二输入端通过环己醇分离塔7的第一输入端与第二子装置相连通。
42.具体的，环己醇分离塔7与第一环己醇分离塔再沸器8相连通，第一环己醇分离塔再沸器8的输入端和输出端均与环己醇分离塔7相连通；环己醇分离塔7的第二输出端通过环己醇分离塔釜泵9与环己醇蒸发器10相连通；第二环己醇分离塔再沸器17的第一输入端和第一输出端均与环己醇分离塔7相连通，第二环己醇分离塔再沸器17 的第二输入端和第二输出端分别与环己醇蒸发器10和环己醇进料罐 18相连通，环己醇进料泵19的输入端和输出端分别与环己醇进料罐 18的输出端和环己醇精馏塔11的第一输入端相连通；环己醇精馏塔 11的第一输出端与环己醇分离塔7的第三输入端相连通，环己醇精馏塔11的第二输出端与环己醇精馏塔塔釜泵13相连通；环己醇精馏塔11与环己醇精馏塔再沸器12相连通，环己醇精馏塔再沸器12的输入端和输出端均与环己醇精馏塔11相连通；环己醇精馏塔11的第一输出端与环己醇精馏塔顶冷凝器14的输入端相连通；环己醇精馏塔顶冷凝器14的输出端依次连通环己醇精馏塔回流罐15和环己醇精馏塔回流泵16，环己醇精馏塔回流泵16的输出端与环己醇精馏塔11 的第二输出端相连通。
43.具体的工作原理如下：
44.1、来自环己烯分离塔的粗环己烯温度约115-125℃进入环己烯精馏塔1，塔顶气相温度约70-75℃首先经环己烯精馏塔顶空冷器20进行初步冷凝，冷凝后的物料再进入环己烯精馏塔顶冷凝器2，利用循环水冷却到约50-55℃，冷却后的环己烯进入环己烯精馏塔回流罐3，通过环己烯精馏塔回流泵4加压一部分送入环己烯精馏塔1作为回流，另一部分环己烯进入下一工序。从环己烯精馏塔1塔釜出来的n,n
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二甲基乙酰胺(即dmac)经环己烯精馏塔塔釜泵5加压后返回环己烯分离塔作为萃取剂循环使用。
45.与现有技术比较，环己烯精馏塔顶冷凝器2的负荷可降低约 7000-8000kw，有效降
低循环水使用量。
46.2、来自环己烯水合反应系统的粗环己醇和来自前工序的环己烯进入环己醇分离塔7，塔釜液体通过环己醇分离塔釜泵9送入环己醇蒸发器10，液体物料被加热变为气相，然后在环己醇分离塔增加第二环己醇分离塔再沸器17，气相物料进入第二环己醇分离塔再沸器 17，加热环己醇分离塔塔釜物料。气相经第二环己醇分离塔再沸器 17换热后变为液相进入环己醇进料罐18，经环己醇进料泵19加压后送入环己醇精馏塔11。
47.环己醇精制塔11塔顶气相进入塔顶气相分为两部分，一分部进入依靠自身压力返回环己醇分离塔7，另一分部气相经环己醇精馏塔顶冷凝器14冷却到40℃，冷却后的物料进入环己醇精馏塔回流罐15，通过环己醇精馏塔回流泵16加压一部分送入环己醇精馏塔11作为回流，另一部分返回环己醇分离塔7。
48.环己醇精馏塔11塔侧线采出环己醇产品，送入产品罐区。环己醇精馏塔11釜出来的重油经环己醇精馏塔塔釜泵13加压后送入重油罐。环己醇精馏塔再沸器12通过高压蒸汽(hs)进行加热。
49.通过利用第二环己醇分离塔再沸器17回收环己醇蒸发器10气相物料的热量，环己醇精馏塔11塔顶一分部气相物料直接进入依靠自身压力返回环己醇分离塔7，也可降低环己醇分离塔7蒸汽消耗。通过以上改造环己醇分离塔7可节约蒸汽量约7-10t/h，环己醇精馏塔顶冷凝器14负荷降低约1500-2000kw；充分利用了装置内物料热量利用，避免物料多次汽化、冷凝，造成能量消耗，实现了环己醇精馏装置热能的综合利用。
50.本实用新型所提出的一种环己醇精馏中能量综合利用装置，充分利用装置内物料热量利用，避免物料多次汽化、冷凝所造成的能量消耗，减低装置蒸汽和循环水消耗，实现环己醇精馏装置热能的综合利用。
51.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。