CN206404352U - 隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置 - Google Patents

隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置,主要包括甲醇精馏预塔,甲醇精馏单元,甲醇回收塔,甲醇回收塔冷凝器以及连接管线;所述的甲醇回收塔下部设置隔板,隔板将甲醇回收塔下部分隔成甲醇提馏侧和乙醇提馏侧,且两侧互不相通;甲醇提馏侧通过进料管线连接甲醇精馏单元;它是一种在隔板塔内完成甲醇回收过程的同时,实现副产乙醇的工艺方法和装置,显著降低杂醇油中的甲醇和乙醇含量,可显著提高甲醇产品的收率,显著降低整个甲醇精馏***操作能耗,同时可副产乙醇产品,具有显著的实用性及经济效益。

Description

隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置
技术领域
本实用新型涉及一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置。
背景技术
甲醇是一种重要的有机化工原料和新型能源燃料,在化工、轻工和清洁能源领域具有广泛的用途。在合成甲醇工业化生产过程中,甲醇产品的收率和装置能耗是影响甲醇生产成本的关键因素之一。随着石油、煤炭、天然气等能源资源的紧缺、环境污染和温室效应等问题的日益严重,甲醇等行业的降低生产成本已成为企业生存和提高竞争力的关键,越来越受到各方面的重视。
中国标准《工业用甲醇》GB338-2011中虽未明确规定甲醇产品中乙醇含量,但一般用户都要求乙醇含量不超过100ppm。工业甲醇美国联邦标准“AA”级(O-M-232K)对甲醇产品中乙醇含量提出了更高的要求,乙醇含量不得超过10ppm。
为保证塔顶甲醇产品质量达标和塔釜排放废水甲醇含量不超标,稀甲醇液中的乙醇必需要从杂醇油侧线排出,随着侧线杂醇油的抽出,其中也必然会损失一定量的甲醇。当原料中杂醇油组分(例如:乙醇等)含量较高时,必然导致侧线杂醇油采出量的增高,从而造成甲醇的损失量增大,降低了甲醇产品的收率,影响甲醇生产装置的经济效益。而且,大量的甲醇存在于采出的杂醇油中,也增加了后续杂醇油处理的难度,增加了杂醇油处理的费用,提高了生产成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置,它是一种在隔板塔内完成甲醇回收过程的同时,实现副产乙醇的工艺方法和装置。本实用新型显著降低杂醇油中的甲醇和乙醇含量,提高甲醇产品的收率,同时可副产乙醇产品;而且,该隔板塔式甲醇回收塔可与甲醇精馏预塔热集成,降低整个甲醇精馏***的操作能耗。具有显著的实用性及经济效益,应用前景广阔。
本实用新型提供的一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法包括:
1)在甲醇回收塔本体下部设置隔板,隔板将甲醇回收塔下部分隔成甲醇提馏侧和乙醇提馏侧,且两侧互不相通;来自甲醇精馏单元的稀甲醇液由甲醇提馏侧进料。
2)甲醇回收塔所需热量由连接在甲醇提馏侧底部的甲醇提馏侧再沸器和连接在乙醇提馏侧底部的乙醇提馏侧再沸器分别提供。
3)隔板上方设置液体收集器,液体分流器与液体收集器相连;液体分流器将隔板上方液体分配到隔板两侧。
4)从甲醇回收塔塔顶获得回收甲醇产品,从乙醇提馏侧底部获得回收乙醇产品,从甲醇提馏侧底部排出废水,从甲醇提馏侧进料口附近侧线采出甲醇和乙醇含量很低的杂醇油。
本实用新型提供的一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法,其具体工艺过程为:甲醇回收塔下部设置隔板,隔板将甲醇回收塔下部分隔成甲醇提馏侧和乙醇提馏侧,且两侧互不相通。来自甲醇精馏单元的稀甲醇液由甲醇提馏侧进料,甲醇提馏侧再沸器为甲醇提馏侧塔釜提供热量,将甲醇提馏侧下降液体中的甲醇、乙醇汽提出去,下降到甲醇提馏侧塔釜的液体为不含甲醇、乙醇的废水,从甲醇提馏侧塔釜出料底部排出废水;甲醇回收塔塔顶上升气相经甲醇回收塔冷凝器冷凝,冷凝物分为两部分,一部分作为甲醇回收塔回流液进甲醇回收塔塔顶,另一部分作为回收甲醇采出;回流液将塔内上升气体中的乙醇和水分逐步洗净,甲醇提馏侧上升到隔板位置的气相中基本不含水分,上升到塔顶的气相中不含乙醇和水分;隔板上方设置液体收集器将隔板上方下降液体收集并导入液体分流器,液体分流器将隔板上方液体分配到隔板两侧;进入甲醇提馏侧的液体将甲醇提馏侧上升气体中的水分基本洗净,使得甲醇提馏侧上升至隔板顶部位置的气体中基本不含水分;进入乙醇提馏侧的液体将乙醇提馏侧的乙醇逐步向乙醇提馏侧塔釜富集;乙醇提馏侧再沸器为乙醇提馏侧提供热量,将乙醇提馏侧下降液体中的甲醇汽提出去,下降到乙醇提馏侧塔釜的液体为基本不含甲醇和水的回收乙醇产品;杂醇油从甲醇提馏侧进料口附近侧线采出。
所述的隔板塔式甲醇回收塔可与甲醇精馏预塔热集成,甲醇回收塔塔顶气相用于给甲醇精馏预塔塔釜再沸器提供热量,降低整个甲醇精馏***的操作能耗。
所述的隔板塔式甲醇回收塔隔板两侧液量分配关系为:甲醇提馏侧液量与乙醇提馏侧液量的比例为1:0.3~5。
所述的隔板塔式甲醇回收塔的甲醇提馏侧底部可以不用再沸器,采用直接蒸汽加热。
本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法,所述的隔板塔式甲醇回收塔可与甲醇精馏单元中的其它设备热集成操作,例如给甲醇精馏单元中的塔器的再沸器加热,或者给粗甲醇原料预热等型式,降低整个甲醇精馏***的操作能耗。
本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置主要包括:甲醇精馏预塔,甲醇精馏单元,甲醇回收塔,甲醇回收塔冷凝器以及连接管线(道)。
所述的甲醇回收塔本体下部设置隔板,隔板将甲醇回收塔下部分隔成甲醇提馏侧和乙醇提馏侧,且两侧互不相通;甲醇提馏侧通过进料管线连接甲醇精馏单元;甲醇提馏侧再沸器连接在甲醇提馏侧底部,乙醇提馏侧再沸器连接在乙醇提馏侧底部;液体收集器设置在隔板上方,液体收集器和液体分流器连接,液体分流器连接甲醇提馏侧和乙醇提馏侧;杂醇油引出管线连接在甲醇提馏侧。
甲醇回收塔塔顶气相管道连接至甲醇精馏预塔塔釜再沸器壳程气相入口,甲醇精馏预塔塔釜再沸器壳程液相出口连接至甲醇回收塔塔顶回流口和回收甲醇产品出料管线。
本实用新型提供了一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置,它是一种在隔板塔内完成甲醇回收过程的同时,实现副产乙醇的工艺方法和装置,显著降低杂醇油中的甲醇和乙醇含量,提高甲醇产品的收率,同时可副产乙醇产品;而且,该隔板塔式甲醇回收塔可与甲醇精馏预塔热集成,降低整个甲醇精馏***的操作能耗。具有显著的实用性及经济效益,应用前景广阔。
附图说明
图1是一种目前广泛采用的甲醇回收塔的结构和操作模式简图。
图2是本实用新型提供的一种典型的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置简图。
图3是图2的一种演变工艺方法,隔板塔式甲醇回收塔和预塔热集成操作,甲醇回收塔的塔顶甲醇蒸汽为预塔塔釜再沸器提供热量,预塔无需新鲜蒸汽加热,大幅降低整个甲醇精馏的操作能耗。
图4是图3的一种演变工艺方法,隔板塔式甲醇回收塔的甲醇提馏侧底部不用再沸器,采用直接蒸汽加热。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方案参照附图详细说明如下,但仅作说明而不是限制本实用新型。
图1是一种目前甲醇精馏装置中甲醇回收塔广泛采用的典型结构和操作模式,粗甲醇原料1先进入甲醇精馏预塔T101,由塔顶排放不凝气3和脱除轻组分6,塔釜得到的预后(甲醇行业通用术语,指经过预塔处理之后的)粗甲醇10进入甲醇精馏单元,经甲醇精馏单元采出精甲醇产品,甲醇精馏单元排出的精后(甲醇行业通用术语,指经过甲醇精馏单元处理之后的)稀甲醇液11进入甲醇回收塔T102中部,塔顶气相12经过甲醇回收塔冷凝器E104冷凝后的凝液13分为两股,一股为回流液14直接返回甲醇回收塔T102顶部;另一股作为采出得到回收甲醇15。甲醇回收塔T102进料位置附近侧线抽出杂醇油16。塔釜排出废水20。
本实用新型提供的一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法包括:
1)在甲醇回收塔T103本体下部设置隔板W101,隔板W101将甲醇回收塔T103下部分隔成甲醇提馏侧S101和乙醇提馏侧S102,且两侧互不相通;来自甲醇精馏单元的稀甲醇液由甲醇提馏侧S101进料。
2)甲醇回收塔T103所需热量由连接在甲醇提馏侧S101底部的甲醇提馏侧再沸器E103和连接在乙醇提馏侧S102底部的乙醇提馏侧再沸器E105分别提供。
3)隔板W101上方设置液体收集器C101,液体分流器SP101与液体收集器C101相连,液体分流器SP101将隔板W101上方液体分配到隔板W101两侧。
4)从甲醇回收塔T103塔顶获得回收甲醇产品,从乙醇提馏侧S102底部获得回收乙醇产品,从甲醇提馏侧S101底部排出废水,从甲醇提馏侧S101进料口附近侧线采出甲醇和乙醇含量很低的杂醇油。
本实用新型提供的一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法,其具体工艺过程为:甲醇回收塔T103下部设置隔板W101,隔板W101将甲醇回收塔T103下部分隔成甲醇提馏侧S101和乙醇提馏侧S102,且两侧互不相通。来自甲醇精馏单元的稀甲醇液11由甲醇提馏侧S101进料,甲醇提馏侧再沸器E103为甲醇提馏侧S101塔釜提供热量,将甲醇提馏侧S101下降液体中的甲醇、乙醇汽提出去,下降到甲醇提馏侧S101塔釜的液体为不含甲醇、乙醇的废水,从甲醇提馏侧塔釜出料底部排出废水20;甲醇回收塔T103塔顶上升气相12经甲醇回收塔冷凝器E104冷凝,冷凝物13分为两部分,一部分作为甲醇回收塔回流液14进甲醇回收塔塔顶,另一部分作为回收甲醇15采出;回流液14将塔内上升气体中的乙醇和水分逐步洗净,甲醇提馏侧S101上升到隔板位置的气相中基本不含水分,上升到塔顶的气相12中不含乙醇和水分;隔板W101上方设置液体收集器C101将隔板上方下降液体收集并导入液体分流器SP101,液体分流器SP101将隔板W101上方液体分配到隔板W101两侧;进入甲醇提馏侧S101的液体22将甲醇提馏侧S101上升气体中的水分基本洗净,使得甲醇提馏侧S101上升至隔板W101顶部位置的气体中基本不含水分;进入乙醇提馏侧S102的液体23将乙醇提馏侧S102的乙醇逐步向乙醇提馏侧S102塔釜富集;乙醇提馏侧再沸器E105为乙醇提馏侧S102提供热量,将乙醇提馏侧S102下降液体中的甲醇汽提出去,下降到乙醇提馏侧S102塔釜的液体为基本不含甲醇和水的回收乙醇产品27;杂醇油从甲醇提馏侧S101进料口附近侧线采出。
所述的隔板塔式甲醇回收塔T103可与甲醇精馏预塔T101热集成,甲醇回收塔T103塔顶气相用于给甲醇精馏预塔塔釜再沸器E101提供热量,降低整个甲醇精馏***的操作能耗。
所述的隔板塔式甲醇回收塔隔板两侧液量分配关系为:甲醇提馏侧S101液量与乙醇提馏侧S102液量的比例为1:0.3~5。
所述的隔板塔式甲醇回收塔的甲醇提馏侧S101底部可以不用再沸器,采用直接蒸汽加热。
本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法,所述的隔板塔式甲醇回收塔T103可与甲醇精馏单元中的其它设备热集成操作,例如给甲醇精馏单元中的塔器的再沸器加热,或者给粗甲醇原料预热等型式,降低整个甲醇精馏***的操作能耗。
本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置主要包括:甲醇精馏预塔T101,甲醇精馏单元,甲醇回收塔T103,甲醇回收塔冷凝器E104以及连接管线(道)。
所述的甲醇回收塔T103本体下部设置隔板W101,隔板W101将甲醇回收塔T103下部分隔成甲醇提馏侧S101和乙醇提馏侧S102,且两侧互不相通;甲醇提馏侧S101通过进料管线连接甲醇精馏单元;甲醇提馏侧再沸器E101连接在甲醇提馏侧S101底部,乙醇提馏侧再沸器E105连接在乙醇提馏侧S102底部;液体收集器C101设置在隔板W101上方,液体收集器C101和液体分流器SP101连接,液体分流器SP101连接甲醇提馏侧S101和乙醇提馏侧S102;杂醇油引出管线连接在甲醇提馏侧S101。
甲醇回收塔T103塔顶气相管道连接至甲醇精馏预塔T101塔釜再沸器E101壳程气相入口,甲醇精馏预塔T101塔釜再沸器E101壳程液相出口连接至甲醇回收塔T103塔顶回流口和回收甲醇产品出料管线。
实施例1:
如图2所示,粗甲醇原料1先进入甲醇精馏预塔T101,由塔顶排放不凝气3和脱除轻组分6,塔釜得到的预后粗甲醇10进入甲醇精馏单元,经甲醇精馏单元采出精甲醇产品,甲醇精馏单元排出的精后稀甲醇液11进入甲醇回收塔T103。
甲醇回收塔T103下部设置隔板W101,隔板W101将甲醇回收塔T103下部分隔成甲醇提馏侧S101和乙醇提馏侧S102,且两侧互不相通。
来自甲醇精馏单元的稀甲醇液11由甲醇提馏侧S101进料,甲醇提馏侧再沸器E103为甲醇提馏侧S101塔釜提供热量,将甲醇提馏侧S101下降液体中的甲醇、乙醇汽提出去,下降到甲醇提馏侧S101塔釜的液体为不含甲醇、乙醇的废水,从甲醇提馏侧塔釜出料底部排出废水20;甲醇回收塔T103塔顶上升气相12经甲醇回收塔冷凝器E104冷凝,冷凝物13分为两部分,一部分作为甲醇回收塔回流液14进甲醇回收塔塔顶,另一部分作为回收甲醇15采出;回流液14将塔内上升气体中的乙醇和水分逐步洗净,甲醇提馏侧S101上升到隔板位置的气相中基本不含水分,上升到塔顶的气相12中不含乙醇和水分;隔板W101上方设置液体收集器C101将隔板上方下降液体收集并导入液体分流器SP101,液体分流器SP101将隔板W101上方液体分配到隔板W101两侧;进入甲醇提馏侧S101的液体22将甲醇提馏侧S101上升气体中的水分基本洗净,使得甲醇提馏侧S101上升至隔板W101顶部位置的气体中基本不含水分;进入乙醇提馏侧S102的液体23将乙醇提馏侧S102的乙醇逐步向乙醇提馏侧S102塔釜富集;乙醇提馏侧再沸器E105为乙醇提馏侧S102提供热量,将乙醇提馏侧S102下降液体中的甲醇汽提出去,下降到乙醇提馏侧S102塔釜的液体为基本不含甲醇和水的回收乙醇产品27;杂醇油从甲醇提馏侧S101进料口附近侧线采出。
甲醇回收塔T103甲醇提馏侧S101液量与乙醇提馏侧S102液量的比例为1:0.3~5。
以100万吨/年天然气制美国联邦标准“AA”级甲醇装置为例(操作时数按8000小时/年计),按本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法和装置(如图2所示)和目前广泛采用的甲醇回收塔工艺和装置(如图1所示),操作能耗、产品质量、产品收率等主要参数对比如下(如表1所示):
表1 :图1、图2所示的工艺方法对比
从表1可以看出,采用本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法和装置(如图2所示)对比于目前广泛采用的甲醇回收塔工艺和装置(如图1所示),可显著提高甲醇产品的收率,整个甲醇精馏***操作能耗相当,同时可副产乙醇产品。
相对目前广泛采用的甲醇回收塔工艺和装置,本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法和装置甲醇收率提高了 99.3% - 98.6% = 0.7%。
相对于每年甲醇产品产量提高了 100×10000×0.7% = 7000 吨。
按甲醇产品0.3万元/吨计算,仅此一项增加的经济效益为:
0.3×7000 = 2100 万元/年
回收乙醇产品0.2万元/吨计算,增加的经济效益为:
0.2×6400 = 1280 万元/年
以上三项经济效益合计 2100+1280=3380万元/年。
采用本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法和装置具有显著的经济效益。
实施例2:
如图3所示,它是图2的一种演变工艺方法,相对图2所示的工艺方法不同之处如下:
隔板塔式甲醇回收塔T103和预塔T101热集成操作,甲醇回收塔的塔顶甲醇蒸汽12为预塔塔釜再沸器E101提供热量,甲醇蒸汽12的冷凝物13分为两部分,一股作为甲醇回收塔T103回流液14返回甲醇回收塔T103塔顶,另一股作为作为回收甲醇15采出。预塔塔釜再沸器E101无需新鲜蒸汽加热,大幅降低整个甲醇精馏的操作能耗。
以100万吨/年天然气制美国联邦标准“AA”级甲醇装置为例(操作时数按8000小时/年计),按本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法和装置(如图3所示)和目前广泛采用的甲醇回收塔工艺和装置(如图1所示),操作能耗、产品质量、产品收率等主要参数对比如下(如表2所示):
表2 :图1、图3所示的工艺方法对比
采用本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法和装置(如图2所示)对比于目前广泛采用的甲醇回收塔工艺和装置(如图1所示),可显著提高甲醇产品的收率,显著降低整个甲醇精馏***操作能耗,同时可副产乙醇产品。
相对目前广泛采用的甲醇回收塔工艺和装置,本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法和装置甲醇收率提高了 99.3% - 98.6% = 0.7%。
相对于每年甲醇产品产量提高了 100×10000×0.7% = 7000 吨。
按甲醇产品0.3万元/吨计算,仅此一项增加的经济效益为:
0.3×7000 = 2100 万元/年
节省蒸汽消耗 (71.2 - 36.9)×8000 / 10000 = 27.44万吨/年。
按每吨蒸汽150元计算,每年可节省蒸汽费用:27.44 ×150=4116万元/年。
回收乙醇产量为 0.8×8000 = 6400吨/年
回收乙醇产品0.2万元/吨计算,增加的经济效益为:
0.2×6400 = 1280 万元/年。
以上三项经济效益合计 2100+4116+1280=7496万元/年。
采用本实用新型提供的隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法和装置具有极其显著的经济效益。
实施例3:
如图4所示,它是图3的一种演变工艺方法,相对图2所示的工艺方法不同之处如下:
隔板塔式甲醇回收塔的甲醇提馏侧S101底部不使用再沸器,采用直接蒸汽28加热。
本实用新型提供了一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的工艺方法和装置,它是一种在隔板塔内完成甲醇回收过程的同时,实现副产乙醇的工艺方法和装置,显著降低杂醇油中的甲醇和乙醇含量,可显著提高甲醇产品的收率,显著降低整个甲醇精馏***操作能耗,同时可副产乙醇产品,具有显著的实用性及经济效益。结合实施例加以具体说明,相关领域的人员完全可以根据本实用新型提供的方法进行适当改动或变更与组合,来实现该技术。需要特别说明的是,所有这些通过对本实用新型提供的工艺流程进行相类似的改动或变更与重新组合,对本领域技术人员来说是显而易见的,都被视为在本实用新型的精神、范围和内容中。

Claims (1)

1.一种隔板塔式甲醇回收塔副产乙醇的装置,主要包括甲醇精馏预塔(T101),甲醇精馏单元,甲醇回收塔(T103),甲醇回收塔冷凝器(E104)以及连接管线;其特征在于:
所述的甲醇回收塔(T103)本体下部设置隔板(W101),隔板(W101)将甲醇回收塔(T103)下部分隔成甲醇提馏侧(S101)和乙醇提馏侧(S102),且两侧互不相通;甲醇提馏侧(S101)通过进料管线连接甲醇精馏单元;甲醇提馏侧再沸器(E101)连接在甲醇提馏侧(S101)底部,乙醇提馏侧再沸器(E105)连接在乙醇提馏侧(S102)底部;液体收集器(C101)设置在隔板(W101)上方,液体收集器(C101)和液体分流器(SP101)连接,液体分流器(SP101)连接甲醇提馏侧(S101)和乙醇提馏侧(S102);杂醇油引出管线连接在甲醇提馏侧(S101);
甲醇回收塔(T103)塔顶气相管道连接至甲醇精馏预塔(T101)塔釜再沸器(E101)壳程气相入口,甲醇精馏预塔(T101)塔釜再沸器(E101)壳程液相出口连接至甲醇回收塔(T103)塔顶回流口和回收甲醇产品出料管线。
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