CN109627145A - 一种高效低能耗甲醇钠提纯设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于甲醇钠制备设备技术领域，特指一种高效低能耗甲醇钠提纯设备。本发明中设置多个用于精馏的精馏塔，包括甲醇常压塔、甲醇正压塔，甲醇回收塔，通过多个塔的精馏将反应塔生成的混合气体中的水蒸气分离出来，从而得到无水甲醇，避免甲醇原料的浪费。甲醇常压塔、甲醇正压塔塔内压力不同，在输送气体的时候可以通过压差自然克服塔阻力输送甲醇蒸汽，减少了增压，冷凝汽化的过程，相比较于以前的方式，减少了先将气体冷凝液化，再将液体通过泵增压输送的过程，极大的降低了精馏过程中的能源消耗。
Description
技术领域
本发明属于甲醇钠制备设备技术领域，特指一种高效低能耗甲醇钠提纯设备。
背景技术
甲醇钠是最常见的醇钠，主要用于医学、农药的合成中间体原料，还可作生产食用油和生物柴油的催化剂以及分析试剂，市场前景良好。目前国内甲醇钠的生产方法主要是有碱法和金属钠法，均已实现大规模工业化。金属钠法是指金属钠直接和醇作用生产醇钠和氢气，此法工艺简单，产品纯度高，设备投资少。但生产过程极不安全，且金属钠价格昂贵。碱法是指氢氧化钠与甲醇反应生成甲醇钠和水，此方法原料易得，成本较低，且操作安全性好，但该反应时一个强可逆反应需要不断移去生成的水才能持续向产物反向进行，生产上采用反精馏的办法。由于反应不完全，产品中往往含有氢氧化钠杂质，氢氧化钠在参与医药合成反应时常其副作用，因此甲醇钠中的氢氧化钠要控制在较低的范围，二碱法生产的产品往往难以达到这一要求，这是制约碱法生产主要的瓶颈所在。另外，水分移除及甲醇的回收耗能巨大，这也是碱法生产的不足之处。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，耗能少的甲醇钠提纯设备。
本发明的目的是这样实现的：
一种高效低能耗甲醇钠提纯设备，包括反应塔、甲醇常压塔、甲醇正压塔以及甲醇回收塔；
所述反应塔的底部开设有出料口，所述出料口与成品罐通过管道连接，所述出料口与成品罐之间的管道上设置有出料泵；
所述反应塔的顶部开设有排气口，所述排气口通过管道与所述甲醇常压塔的底部连接，通过该管道将反应塔中的气体输送至甲醇常压塔；
甲醇常压塔的底部还开设有常压塔下出口，常压塔下出口处设置有常压塔出料泵，通过所述常压塔出料泵将甲醇常压塔内液体输送至甲醇正压塔；
甲醇常压塔的顶部开设有常压塔上出口，常压塔上出口通过管道连接一号回流罐；
所述一号回流罐的出口设置有一号回流泵，所述一号回流泵上设置有两个出口，通过两个出料口将一号回流罐内液体分别输送至甲醇常压塔以及甲醇正压塔内；
甲醇正压塔的底部还开设有正压塔下出口，所述正压塔下出口通过管道连接甲醇回收塔；
甲醇正压塔的顶部还开设有正压塔上出口，所述正压塔上出口通过管道连接反应塔；
甲醇回收塔的底部开设有排水***，通过所述排水***将反应所生成的废水排出；
甲醇回收塔的顶部开设有回收塔上出口，回收塔上出口通过管道连接二号回流罐；
所述二号回流罐的出口设置有二号回流泵，所述二号回流泵上设置有两个出口，通过两个出料口将二号回流罐内液体分别输送至甲醇回收塔以及甲醇正压塔内。
进一步的，还包括与所述反应塔连接的碱液罐所述碱液罐、通过管道与反应塔连接，碱液罐的出口端设置有进料泵，所述进料泵与反应塔之前设置有预热器，反应塔的底部设置有给反应塔加热的反应塔加热器，通过所述加热器将反应塔内的水汽化，使反应生成的水和甲醇钠分离。
进一步的，所述甲醇常压塔的底部设置有给甲醇常压塔加热的常压塔加热器。
进一步的，所述甲醇正压塔的底部设置有给甲醇正压塔加热的正压塔加热器。
进一步的，甲醇回收塔的底部设置有给甲醇回收塔加热的回收塔加热器。
进一步的，所述甲醇正压塔内的压力大于反应塔、甲醇常压塔、甲醇回收塔。
进一步的，常压塔上出口与一号回流罐之间设置有冷却器，通过所述冷却器将管道内的气体转换为液体流至一号回流罐。
进一步的，回收塔上出口与二号回流罐之间设置有冷却器，通过所述冷却器将管道内的气体转换为液体流至二号回流罐。
进一步的，所述冷却器包括先后连接的冷凝器以及尾凝器，尾凝器可对管道内的气体进行二次冷却。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
本发明中设置多个用于精馏的精馏塔，包括甲醇常压塔、甲醇正压塔，甲醇回收塔，通过多个塔的精馏将反应塔生成的混合气体中的水蒸气分离出来，从而得到无水甲醇，避免甲醇原料的浪费。甲醇常压塔、甲醇正压塔塔内压力不同，在输送气体的时候可以通过压差自然克服塔阻力输送甲醇蒸汽，减少了增压、冷凝汽化的过程，相比较于以前的方式，减少了先将气体冷凝液化，再将液体通过泵增压输送的过程，极大的降低了精馏过程中的能源消耗。
附图说明
图1是本发明的结构简图。
图2是本发明的反应精馏的结构简图。
图3是本发明的反应精馏示意图。
图4是本发明中甲醇常压塔、反应塔和甲醇正压塔的连接示意图。
图5是本发明中反应塔、甲醇正压塔和甲醇回收塔的连接示意图。
图6是本发明中甲醇常压塔、甲醇正压塔和甲醇回收塔的连接示意图。
图7是本发明中冷却器的放大图。
图中标号所表示的含义：
1-反应塔；2-甲醇常压塔；3-甲醇正压塔；4-甲醇回收塔；5-甲醇罐； 6-碱液罐；8-一号回流罐；9-二号回流罐；10-冷却器；11-反应塔加热器； 13-出料泵；17-成品罐；21-常压塔加热器；22-常压塔出料泵； 31-正压塔加热器；41-回收塔加热器；42-排水***；51-甲醇泵；61-进料泵； 62-预热器；81-一号回流泵；91-二号回流泵；101-冷凝器；102-二号回流泵。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：
如附图所示，包括反应塔1，反应塔1通过管道连接碱液罐6碱液罐6的出口处都设置有增压泵，通过增压泵将碱液输送到反应塔1内反应，碱液罐6与反应塔1之间还设置有预热器62，先对刚输送到反应塔1内的碱液做一个提前预热，预热器62的温度大致为50℃，可以减少反应塔1内的能量消耗。反应塔 1内反应式：
此反应为可逆反应，需要不断把水从反应体系中移走制得甲醇钠。
反应塔1底设置一个卧式加热器，通过加热器给反应塔1内加热，加快甲醇和碱液的反应速度，温度要求保持在95-100℃，这是由特定浓度产品沸点所决定的。当反应塔1内温度过高时，应减少蒸汽的通入量，相反，温度过低时应加大蒸气的加入量。
由于甲醇和碱液不会完全接触和反应，通过温度的升高，反应塔1内会生成混合气体从反应塔1上出口排出，甲醇钠成品从塔底排出，再通过出料泵13 将甲醇钠成品输送到成品罐17内。混合气体中只含有质量分数约为2％的水，其余都是甲醇。
混合气体分别流经甲醇常压塔2、甲醇正压塔3、甲醇回收塔4，并将混合混合气体中的甲醇与水分离出来，水排出设备使，分离出来的无水甲醇重新输送到反应塔1内重新进行与碱液反应，使甲醇重新进入循环。
混合气体最先输送至甲醇常压塔2，甲醇常压塔2底部设置有常压塔加热器 21，常压塔加热器21加热温度为85℃，由于甲醇的沸点约为65度，水的沸点为100度，甲醇常压塔2内生成甲醇气体以及液态醇水，甲醇气体从常压塔上出口排出，经过冷却器10把甲醇汽体降温生成液态甲醇流至一号回流罐8存储。液态水从常压塔下出口排出，通过常压塔下出口处的常压塔出料泵22将液态醇水输送至甲醇正压塔3。
一号回流罐8出口处设置有一号回流泵81，一号回流泵81上设置有两个出口，分别将一号回流罐8内的甲醇输送至甲醇常压塔2和甲醇正压塔3，输送至甲醇常压塔2的甲醇用于回流使用，因为甲醇常压塔内的原料的进入量和排出量不一致，通过原料的回流，防止甲醇常压塔2内缺少反应物。
通过一号回流泵81和常压塔出料泵13将甲醇常压塔2内的甲醇和水输送到甲醇正压塔3，甲醇正压塔3的底部设置有正压塔加热器31，正压塔加热器 31的加热温度为90℃，通过加热器加热将塔内混合物分为汽体和液体，甲醇正压塔3的顶塔开设有正压塔上出口，底部开设有正压塔下出口，正压塔上出口通过管道直接连通反应塔1，将汽体甲醇直接通过正压塔与反应塔1的压差输送到反应塔1，不用将汽体的甲醇冷却液化，不用给汽体增压，直接减少了两个步骤，极大了减少了能量消耗。正压塔下出口直接通过管道连接甲醇回收塔4，通过甲醇正压塔3和甲醇回收塔4之间的压差将甲醇正压塔3内的混合液体输送到甲醇回收塔4内。
甲醇回收塔4的塔底设置有回收塔加热器41，回收塔加热器41的加热温度为100℃，塔底还设置有排水***42，将反应塔1内反应生成的水排出。甲醇汽体从塔顶排出，再经过冷却器10降温转化为液体流至二号回流罐9。
二号回流罐9的出口处设置有二号回流泵91，二号回流泵91上设置有两个出口，分别将二号回流罐9内的甲醇输送至甲醇回收塔4和甲醇正压塔3。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高效低能耗甲醇钠提纯设备，其特征在于：包括反应塔(1)、甲醇常压塔(2)、甲醇正压塔(3)以及甲醇回收塔(4)；所述反应塔(1)连接的碱液罐(6)，所述甲醇罐(5)通过管道与反应塔(1)连接；
所述反应塔(1)的底部开设有出料口，所述出料口与成品罐(17)通过管道连接，所述出料口与成品罐(17)之间的管道上设置有出料泵(13)；
所述反应塔(1)的顶部开设有排气口，所述排气口通过管道与所述甲醇常压塔(2)的底部连接，通过该管道将反应塔(1)中的水和甲醇汽体输送至甲醇常压塔(2)；
甲醇常压塔(2)的底部还开设有常压塔下出口，常压塔下出口处设置有常压塔出料泵(22)，通过所述常压塔出料泵(22)将甲醇常压塔(2)内液体输送至甲醇正压塔(3)；
甲醇常压塔(2)的顶部开设有常压塔上出口，常压塔上出口通过管道连接一号回流罐(8)；
所述一号回流罐(8)的出口设置有一号回流泵(81)，所述一号回流泵(81)上设置有两个出口，通过两个出料口将一号回流罐(8)内液体分别输送至甲醇常压塔(2)以及甲醇正压塔(3)内；
甲醇正压塔(3)的底部还开设有正压塔下出口，所述正压塔下出口通过管道连接甲醇回收塔(4)；
甲醇正压塔(3)的顶部还开设有正压塔上出口，所述正压塔上出口通过管道连接反应塔(1)；
甲醇回收塔(4)的底部开设有排水***(42)，通过所述排水***(42)将反应所生成的废水排出；
甲醇回收塔(4)的顶部开设有回收塔上出口，回收塔上出口通过管道连接二号回流罐(9)；
所述二号回流罐(9)的出口设置有二号回流泵(91)，所述二号回流泵(91)上设置有两个出口，通过两个出料口将二号回流罐(9)内液体分别输送至甲醇回收塔(4)以及甲醇正压塔(3)内。
2.根据权利要求1所述的一种高效低能耗甲醇钠提纯设备，其特征在于：所述碱液罐(6)的出口端设置有进料泵(61)，所述进料泵(61)与反应塔(1)之间设置有预热器(62)，甲醇罐(5)的出口端设置有甲醇泵(51)；反应塔(1)的底部设置有给反应塔(1)加热的反应塔加热器(11)，通过所述加热器将反应塔(1)内的水汽化，使反应生成的水和甲醇钠分离。
3.根据权利要求2所述的一种高效低能耗甲醇钠提纯设备，其特征在于：所述甲醇常压塔(2)的底部设置有给甲醇常压塔(2)加热的常压塔加热器(21)；
所述甲醇正压塔(3)的底部设置有给甲醇正压塔(3)加热的正压塔加热器(31)；
甲醇回收塔(4)的底部设置有给甲醇回收塔(4)加热的回收塔加热器(41)。
4.根据权利要求3所述的一种高效低能耗甲醇钠提纯设备，其特征在于：所述甲醇正压塔(3)内的压力大于反应塔(1)、甲醇常压塔(2)、甲醇回收塔(4)。
5.根据权利要求4所述的一种高效低能耗甲醇钠提纯设备，其特征在于：常压塔上出口与一号回流罐(8)之间设置有冷却器(10)，通过所述冷却器(10)将管道内的气体转换为液体流至一号回流罐(8)。
6.根据权利要求5所述的一种高效低能耗甲醇钠提纯设备，其特征在于：回收塔上出口与二号回流罐(9)之间设置有冷却器(10)，通过所述冷却器(10)将管道内的气体转换为液体流至二号回流罐(9)。
7.根据权利要求6所述的一种高效低能耗甲醇钠提纯设备，其特征在于：所述冷却器(10)包括先后连接的冷凝器(101)以及尾凝器(102)，尾凝器(102)可对管道内的气体进行二次冷却。
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