CN104610058A - 一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，利用草酸二甲酯汽包将草酸二甲酯合成反应放出的热量副产蒸汽，回收热量；采用蒸汽冷凝与蒸汽压缩回收利用两条线路，蒸汽压缩回收能保证草酸二甲酯合成***热量稳定，并能有效利用反应放出的热量；采用多段压缩和回路控制的方法，根据装置需要，可以采用段间和末端出汽，有选择得到所需要的不同等级的蒸汽，可有效回收利用低压蒸汽的潜热，减少能量损失，对草酸二甲酯合成过程具有很好的适用性。

Description

一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺
技术领域
本发明涉及草酸二甲酯蒸汽回收工艺领域，具体是一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺。
背景技术
随着草酸二甲酯法加氢制乙二醇工艺技术的逐步推广，乙二醇的生产工艺从传统的环氧乙烷水合法转向草酸二甲酯耦合加氢两步法工艺技术。其中，草酸二甲酯是由CO和亚硝酸甲酯进行气相催化合成得到，草酸二甲酯合成反应温度低，副产蒸汽压力低；特别是初期副产蒸汽只有106℃，直接通过管道送到下游用户利用非常困难。
化工生产装置对蒸汽的需求量较大，而草酸二甲酯合成副产的蒸汽等级较低，不能满足直接工业应用的要求，因此，如何更好的有效利用此低压蒸汽，在保证装置稳定运行并能尽可能减少能量损失，成为乙二醇乃至其他相近工艺生产技术关注的重点。
采用传统的换热器水冷换热或者空冷器空冷降温，仅能回收降温后的水，使得该低压蒸汽的潜热没能充分利用，且能耗较大，效率也不如期望的好。
因此，仍然需要一种用于回收利用草酸二甲酯合成副产低压蒸汽的新型工艺***，从而不损失蒸汽的潜热，同时能保证装置的持续稳定运行。
发明内容    本发明的目的是提供一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，以解决现有技术换热器降温效率低、潜热没有充分利用的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：草酸二甲酯合成反应器副产的低等级的蒸汽通过蒸汽压缩的方式提高压力，同时保留汽包蒸汽放空和蒸汽冷却回流两种汽包蒸汽排空方式，通过蒸汽压缩机得到所需蒸汽的压力，包括以下步骤：
（1）、草酸二甲酯合成反应器通过反应器汽包、反应器冷却泵用水将草酸二甲酯合成反应放出的余热移出反应器，进入反应器汽包后气液分离；
（2）、草酸二甲酯合成反应器汽包顶部放出的蒸汽正常情况下去蒸汽压缩回收利用，保留汽包蒸汽冷凝器冷却器，并在汽包顶部设置控制阀联锁放空，以保证整个汽包蒸汽压力的稳定；
（3）、不同系列草酸二甲酯合成汽包产生的蒸汽汇总后进入蒸汽缓冲罐，蒸汽缓冲罐顶部设调节阀控制蒸汽缓冲罐压力，低压蒸汽由蒸汽缓冲罐进入蒸汽压缩机；
（4）、低压蒸汽进入蒸汽压缩机前每段压缩机入口设置蒸汽气液分离器进行气液分离；
（5）、蒸汽压缩机采用多段压缩，段间设段间冷却器；
（6）、蒸汽压缩机段间和末端设出气口，可根据蒸汽需要，通过段间或末端出口得到需要的蒸汽；也可以根据调节压缩机的转速，得到所需要的蒸汽等级；
（7）、压缩机段间设防喘振回路，调整蒸汽压缩***的流量；
（8）、蒸汽出蒸汽压缩机后设置蒸汽减温装置，喷入锅炉给水得到蒸汽合适的温度。
所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：所述的草酸二甲酯合成副产的蒸汽量为20～100t/h，操作压力为1.0bar（A）～3.0bar（A）,100～133℃。
所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：用热水回收利用草酸二甲酯合成的反应热，副产低压蒸汽；通过控制汽包的压力，保证草酸二甲酯合成催化剂能在最佳温度范围内反应，避免催化剂飞温。
所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：蒸汽压缩机前的蒸汽缓冲罐，同时收集多个系列副产的蒸汽，可以通过蒸汽缓冲罐顶的压力调节阀，保证多个草酸二甲酯合成系列副产的蒸汽压力稳定后进蒸汽压缩机。
所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：蒸汽压缩机各级前的蒸汽气液分离器，可以极大减少气体中的液滴，减少液滴撞击蒸汽压缩机叶轮的可能性，降低了压缩机事故率，可以提高装置运行的可持续性。
所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：蒸汽压缩机采用多段压缩，段间设段间冷却器，控制下段压缩机进口的温度和回防喘振回路的温度，避免蒸汽温度过高，也保持一定的过热度。
所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：多段蒸汽压缩机中，前两段压缩可以将蒸汽压力提高至0.2～0.4 MPaG，采用多段压缩后可将蒸汽压力提高至0.5～0.7 MpaG或以上，根据对蒸汽的需要情况进行选择设置段数，可以段间抽汽或末端出汽，也可以通过改变压缩机的转速，调整出蒸汽压缩机界区的压力。
所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：通过蒸汽压缩机的防喘振***或改变压缩机的转速调整蒸汽压缩***的负荷。
所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：通过蒸汽减温装置，喷入锅炉给水降低蒸汽的温度，得到适宜进入全厂管网等级的温度。
本发明的优点：
本发明根据草酸二甲酯反应器副产蒸汽的等级，采用蒸汽压缩和蒸汽冷凝两种蒸汽处理方式，保证了***稳定，并能有效利用***产生的低位热能，回收了热能，避免了能量损失，对草酸二甲酯合成副产热量的回收利用具有很好的适用性。采用本发明中的蒸汽回收***，可以提高草酸二甲酯合成、蒸汽利用等整个***的可靠性。
附图说明
图1为本发明工艺的示意流程图。
具体实施方式
参见图1所示，一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，草酸二甲酯合成反应器副产的低等级的蒸汽通过蒸汽压缩的方式提高压力，同时保留汽包蒸汽放空和蒸汽冷却回流两种汽包蒸汽排空方式，通过蒸汽压缩机得到所需蒸汽的压力，包括以下步骤：
（1）、草酸二甲酯合成反应器通过反应器汽包、反应器冷却泵用水将草酸二甲酯合成反应放出的余热移出反应器，进入反应器汽包后气液分离；
（2）、草酸二甲酯合成反应器汽包顶部放出的蒸汽正常情况下去蒸汽压缩回收利用，保留汽包蒸汽冷凝器冷却器，并在汽包顶部设置控制阀联锁放空，以保证整个汽包蒸汽压力的稳定；
（3）、不同系列草酸二甲酯合成汽包产生的蒸汽汇总后进入蒸汽缓冲罐，蒸汽缓冲罐顶部设调节阀控制蒸汽缓冲罐压力，低压蒸汽由蒸汽缓冲罐进入蒸汽压缩机；
（4）、低压蒸汽进入蒸汽压缩机前每段压缩机入口设置蒸汽气液分离器进行气液分离；
（5）、蒸汽压缩机采用多段压缩，段间设段间冷却器；
（6）、蒸汽压缩机段间和末端设出气口，可根据蒸汽需要，通过段间或末端出口得到需要的蒸汽；也可以根据调节压缩机的转速，得到所需要的蒸汽等级；
（7）、压缩机段间设防喘振回路，调整蒸汽压缩***的流量；
（8）、蒸汽出蒸汽压缩机后设置蒸汽减温装置，喷入锅炉给水得到蒸汽合适的温度。
草酸二甲酯合成副产的蒸汽量为20～100t/h，操作压力为1.0bar（A）～3.0bar（A）,100～133℃。
用热水回收利用草酸二甲酯合成的反应热，副产低压蒸汽；通过控制汽包的压力，保证草酸二甲酯合成催化剂能在最佳温度范围内反应，避免催化剂飞温。
蒸汽压缩机前的蒸汽缓冲罐，同时收集多个系列副产的蒸汽，可以通过蒸汽缓冲罐顶的压力调节阀，保证多个草酸二甲酯合成系列副产的蒸汽压力稳定后进蒸汽压缩机。
蒸汽压缩机各级前的蒸汽气液分离器，可以极大减少气体中的液滴，减少液滴撞击蒸汽压缩机叶轮的可能性，降低了压缩机事故率，可以提高装置运行的可持续性。
蒸汽压缩机采用多段压缩，段间设段间冷却器，控制下段压缩机进口的温度和回防喘振回路的温度，避免蒸汽温度过高，也保持一定的过热度。
多段蒸汽压缩机中，前两段压缩可以将蒸汽压力提高至0.2～0.4 MPaG，采用多段压缩后可将蒸汽压力提高至0.5～0.7 MpaG或以上，根据对蒸汽的需要情况进行选择设置段数，可以段间抽汽或末端出汽，也可以通过改变压缩机的转速，调整出蒸汽压缩机界区的压力。
通过蒸汽压缩机的防喘振***或改变压缩机的转速调整蒸汽压缩***的负荷。
通过蒸汽减温装置，喷入锅炉给水降低蒸汽的温度，得到适宜进入全厂管网等级的温度。
具体实施例：
上游工段来的工艺气进入草酸二甲酯反应器，在催化剂的作用下，反应放出热量，通过草酸二甲酯反应冷却泵用反应冷却水将合成反应放出的热量移出，吸收热量后的冷却水进入草酸二甲酯反应器汽包，从而产生成操作压力为1.0bar（A）～3bar（A）,操作温度为100~133℃的低压蒸汽，副产蒸汽量为约为20～100t/h，压缩后蒸汽压力为4.0bar（A）～10.0bar（A）。
为维持草酸二甲酯合成反应的持续稳定运行，反应的热量需要不断移走，在汽包顶部设置汽包蒸汽冷凝器冷却回收和去蒸汽压缩回收利用两路管线，并在各系列的汽包顶部设置安全点放空。正常情况下，各系列草酸二甲酯合成汽包产生的低压蒸汽进入汇总管，汇总后的蒸汽进入蒸汽缓冲罐进行缓冲后进入下游蒸汽回收利用***。当需要调整下游蒸汽的输出量时，可选择性将部分汽包的蒸汽进入汽包冷凝器冷凝回收；当某个系列的草酸二甲酯合成***出现故障或者***超压时，打开相应系列的放空阀，从而不影响其他系列的蒸汽送往下游蒸汽压缩***；如果蒸汽压缩***出现故障或者检修维护时，关闭进入蒸汽压缩***管路上的阀门，打开直接放空阀，将蒸汽直接在高点放空。蒸汽冷凝和蒸汽压缩两路***并行设置，既可以选择性控制去往下游蒸汽生成量，减少不同系列草酸二甲酯合成***之间的干扰，又可以保证草酸二甲酯***热量的稳定，能起到保护催化剂、避免反应器出现温度骤升的作用。
当蒸汽在蒸汽压缩***中进行压缩，提高其蒸汽压力等级后可以进入蒸汽管网，供给全厂其他蒸汽用户使用。
进蒸汽压缩***的低压蒸汽，先通过蒸汽缓冲罐进行缓冲稳压后送到蒸汽压缩***，通过蒸汽气液分离器除去液滴，可以起到保护压缩机的作用。除液后的蒸汽进入蒸汽压缩机，经过二段或三段压缩后可以分别得到不同压力等级的蒸汽，满足化工生产对蒸汽的不同需要。一段与二段、二段与三段间设置防喘振回路和防喘振阀，用于调整压缩机的负荷。
在压缩机段间设置出口，根据管网的需要送出蒸汽。经过多段压缩后，送出的蒸汽设置减温装置，根据需要调整温度后进入蒸汽管网供用户使用。

Claims (9)

1.一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：草酸二甲酯合成反应器副产的低等级的蒸汽通过蒸汽压缩的方式提高压力，同时保留汽包蒸汽放空和蒸汽冷却回流两种汽包蒸汽排空方式，通过蒸汽压缩机得到所需蒸汽的压力，包括以下步骤：
（1）、草酸二甲酯合成反应器通过反应器汽包、反应器冷却泵用水将草酸二甲酯合成反应放出的余热移出反应器，进入反应器汽包后气液分离；
（2）、草酸二甲酯合成反应器汽包顶部放出的蒸汽正常情况下去蒸汽压缩回收利用，保留汽包蒸汽冷凝器冷却器，并在汽包顶部设置控制阀联锁放空，以保证整个汽包蒸汽压力的稳定；
（3）、不同系列草酸二甲酯合成汽包产生的蒸汽汇总后进入蒸汽缓冲罐，蒸汽缓冲罐顶部设调节阀控制蒸汽缓冲罐压力，低压蒸汽由蒸汽缓冲罐进入蒸汽压缩机；
（4）、低压蒸汽进入蒸汽压缩机前每段压缩机入口设置蒸汽气液分离器进行气液分离；
（5）、蒸汽压缩机采用多段压缩，段间设段间冷却器；
（6）、蒸汽压缩机段间和末端设出气口，可根据蒸汽需要，通过段间或末端出口得到需要的蒸汽；也可以根据调节压缩机的转速，得到所需要的蒸汽等级；
（7）、压缩机段间设防喘振回路，调整蒸汽压缩***的流量；
（8）、蒸汽出蒸汽压缩机后设置蒸汽减温装置，喷入锅炉给水得到蒸汽合适的温度。
2.根据权利要求1所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：所述的草酸二甲酯合成副产的蒸汽量为20～100t/h，操作压力为1.0bar（A）～3.0bar（A）,100～133℃。
3.根据权利要求1所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：用热水回收利用草酸二甲酯合成的反应热，副产低压蒸汽；通过控制汽包的压力，保证草酸二甲酯合成催化剂能在最佳温度范围内反应，避免催化剂飞温。
4.根据权利要求1所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：蒸汽压缩机前的蒸汽缓冲罐，同时收集多个系列副产的蒸汽，可以通过蒸汽缓冲罐顶的压力调节阀，保证多个草酸二甲酯合成系列副产的蒸汽压力稳定后进蒸汽压缩机。
5.根据权利要求1所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：蒸汽压缩机各级前的蒸汽气液分离器，可以极大减少气体中的液滴，减少液滴撞击蒸汽压缩机叶轮的可能性，降低了压缩机事故率，可以提高装置运行的可持续性。
6.根据权利要求1所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：蒸汽压缩机采用多段压缩，段间设段间冷却器，控制下段压缩机进口的温度和回防喘振回路的温度，避免蒸汽温度过高，也保持一定的过热度。
7.根据权利要求1所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：多段蒸汽压缩机中，前两段压缩可以将蒸汽压力提高至0.2～0.4 MPaG，采用多段压缩后可将蒸汽压力提高至0.5～0.7 MpaG或以上，根据对蒸汽的需要情况进行选择设置段数，可以段间抽汽或末端出汽，也可以通过改变压缩机的转速，调整出蒸汽压缩机界区的压力。
8.根据权利要求1所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：通过蒸汽压缩机的防喘振***或改变压缩机的转速调整蒸汽压缩***的负荷。
9.根据权利要求1所述的一种草酸二甲酯合成工艺副产蒸汽的回收利用工艺，其特征在于：通过蒸汽减温装置，喷入锅炉给水降低蒸汽的温度，得到适宜进入全厂管网等级的温度。
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