CN219558748U - 一种1,4-丁二醇工艺的节能*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种1,4‑丁二醇工艺的节能***，包括相邻设置的脱轻塔、脱醇塔和甲醇回收塔，所述***还包括热泵机组和热水换热器。本实用新型的节能***通过回收精馏塔顶轻组分工艺物流中低温热，以及新增热水***，提高***输入能源利用效率；通过采用热泵机组，将精馏塔顶低温热或热水低温热低品质热源加热精馏塔釜再沸物流，替代或部分替代精馏塔再沸器蒸汽消耗，大幅减少工艺能源消耗，同时提高能量品质，实现节能降耗的目的。

Description

一种1,4-丁二醇工艺的节能***

技术领域

本实用新型涉及化工生产节能降耗领域，尤其涉及一种1,4-丁二醇工艺的蒸汽节能降耗***。

背景技术

1,4-丁二醇(BDO)作为可降解塑料的重要原料，同时在化工及医药领域，也可衍生出一系列产品，还可用于锂电池、溶剂油回收、农药、杀菌剂、颜料、清洗剂、绝缘材料、增塑剂、交联剂等。这些产品在化工、医药、纺织、机械和日用化工等方面有广泛的用途，是一条十分活跃的产业链。

当前，生产1,4-丁二醇的主流工艺有炔醛法和顺酐法。

炔醛法发展历史长，工艺成熟工艺，但是原料乙炔远程运输有危险，廉价乙炔获得有限；且生产过程中产生大量Ca(OH)2，而且还有H2S、PH3、SiH4、AsH3等有害气体，需要使用浓硫酸处理，废酸还得建设硫酸回收装置；此外，炔醛法工艺消耗大量蒸汽。从环保、能耗、成本的角度来说，炔醛法在市场中将逐渐被取代。

顺酐法生产成本较低，三废量少，安全性高，工艺也相对成熟，同时可联产四氢呋喃和γ丁内酯。近年来顺酐法工艺也在不断发展改进，在反应催化剂、反应条件和关键设备上均做了优化，在催化剂更替、反应选择性、设备能耗和工艺安全性均有了明显的改善，在BDO、THF和GBL产品分布调节上也更加灵活。

顺酐酯化加氢法工艺分为Davy工艺和Conser工艺两种工艺技术。

中国专利CN113527063A公开了一种节约能耗的炔醛法BDO精馏工艺，所述炔醛法BDO精馏工艺由提浓塔、脱盐塔、脱轻塔和脱重塔4座精馏塔串联构成，在提浓塔提馏段位置增加一个塔节，塔中的液相物料走管程，自上而下流经塔节，流动的同时受热气化，气相向上走；塔顶气相不经冷凝器冷凝，通过塔顶气相管道进入热泵，将其增压、升温后进入塔节的壳程做热源，同时冷凝成液相；冷凝后的液相经节流阀降压、降温，再进入冷凝器进一步降温，一部分作为塔顶采出物料经出料口出塔，另一部分作为回流液经过回流管返回精馏塔顶。

工业化的BDO生产工艺普遍具有高能耗的特点，上述方法针对炔醛法BDO工艺利用压缩式热泵技术进行了节能优化。压缩式热泵技术的实际效果对工艺介质压力-沸点相关性和高压力下的稳定性有较高的要求，在顺酐酯化加氢法CONSER工艺应用存在局限性。相比常见的压缩式热泵技术，吸收式热泵技术的门槛更低。

中国专利CN215295377U公开了一种利用吸收式热泵技术制取高温热水及工艺蒸汽的***，涉及废水余热回收技术领域，包括第二类吸收式热泵、热水型冷水机组和闪发罐；中温余热水依次流经第二类吸收式热泵和热水型冷水机组，蒸汽凝水经第二类吸收式热泵升温后流入闪发罐产生工艺蒸汽。利用中温余热水的高温段作为第二类吸收式热泵的驱动资源，驱动后的中温余热水做热水型冷水机组的驱动资源，最终实现了厂区废热水资源的能源梯级利用，同时产生了企业所需的工业蒸汽，减少碳排放。实现了冷冻循环***的一放热一吸热的特性，利用热水型冷水机组产生的冷冻循环水作为第二类吸收式热泵的冷却资源，实现冷冻资源转换，从而减少了第二类吸收式热泵冷却***的耗电量。

上述方法是吸收式热泵较为常见的应用，即利用余热制取热水或蒸汽。考虑到顺酐酯化加氢法CONSER工艺中蒸汽消耗量较大，且存在多处低温余热没有被利用，造成巨大的能量浪费等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种1,4-丁二醇工艺的节能***，包括设置二类吸收式热泵，并通过丰富原有热水***和改变工艺流程，回收低温热用于替代或部分替代各精馏塔塔釜再沸热源。

为实现上述的目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种1,4-丁二醇工艺的节能***，包括相邻设置的脱轻塔、脱醇塔和甲醇回收塔，其特征在于：所述***还包括与所述脱轻塔连接并用于回收脱轻塔塔顶轻组分热量的第一热泵机组、与所述脱醇塔连接并用于回收脱醇塔塔顶轻组分热量的第二热泵机组、与所述甲醇回收塔连接并用于回收甲醇回收塔塔顶轻组分热量的第三热泵机组、与***工艺物流线连接并用于回收***工艺物流携带低温热的热水换热器、与热水换热器连接并用于回收热水换热器热水中低温热量的第四热泵机组。

进一步的，所述第一热泵机组与脱轻塔塔顶的轻组分线连接，轻组分经所述第一热泵机组回收热量冷却后进入第一回流罐后，一部分轻组分通过回流泵送回混合产品脱轻塔塔顶；脱轻塔塔釜再沸物流线分三路与所述第一热泵机组、第二热泵机组、第三热泵机组连接，再沸物流通过热泵机组加热后返回脱轻塔塔釜。

进一步的，所述第二热泵机组与脱醇塔塔顶的轻组分线连接，轻组分经所述第二热泵机组回收热量冷却后进入第二回流罐，一部分轻组分通过回流泵送回脱醇塔塔顶。

进一步的，所述第三热泵机组与甲醇回收塔塔顶的轻组分线连接，轻组分经所述第三热泵机组回收热量冷却后进入第三回流罐，通过回流泵送回甲醇回收塔塔顶。

进一步的，所述第四热泵机组与所述热水换热器的热水线连接，热水经所述第四热泵机组回收热量冷却，甲醇回收塔再沸物流经第四热泵机组加热后返回甲醇回收塔塔釜。

进一步的，所述第一热泵机组、第二热泵机组、第三热泵机组、第四热泵机组分别与自冷却水总管连接，所述自冷却水总管将所述热泵机组机的废热带走后返回循环水冷却塔。

进一步的，所述脱轻塔塔釜出料线还与脱醇塔的进料线连接。

进一步的，所述脱醇塔塔釜的出料线与真空精馏塔的进料线连接。

进一步的，所述第二回流罐设有与反应工序连接的循环线，所述第三回流罐设有与反应工序连接的循环线。

进一步的，甲醇回收塔塔釜的出料线与污水处理设施连接。

进一步的，所述第一回流罐还与高压精制塔连接。

采用本实用新型的节能***具有以下有益效果：

1)通过回收精馏塔顶轻组分工艺物流中低温热，以及新增热水***，提高***输入能源利用效率；

2)通过采用热泵机组，将精馏塔顶低温热或热水低温热低品质热源加热精馏塔釜再沸物流，替代或部分替代精馏塔再沸器蒸汽消耗，大幅减少工艺能源消耗，同时提高能量品质，实现节能降耗的目的。

附图说明

图1为本实用新型节能***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不构成对本实用新型保护范围的限制。

参见图1，混合产品从混合产品脱轻塔10的中上部填料床层间进入进行精馏分离，回流比控制在0.1-15.0，操作压力101-200kPa(A)，操作温度60-100℃，将含四氢呋喃的轻组分从混合产品脱轻塔10塔顶分离送入第一热泵机组101，冷却后进入第一回流罐102，一部分通过回流泵送回混合产品脱轻塔10塔顶，另一部分泵送至高压精馏塔精制。混合产品脱轻塔10塔釜再沸物流分三路进入第一热泵机组101、第二热泵机组201、第三热泵机组301，吸热后返回混合产品脱轻塔10塔釜；脱去轻组分的混合产品从混合产品脱轻塔10塔釜排出送入混合产品脱醇塔20进一步精制。

混合产品从脱醇塔20中部填料床层间进入进行精馏分离，回流比控制在0.1-3.0，操作压力101-140kPa(A),操作温度60-175℃，含水甲醇从脱醇塔20塔顶分离送入第二热泵机组201，冷却后进入第二回流罐202，一部分通过回流泵送回脱醇塔20塔顶，另一部分泵送回反应工序循环利用，脱去甲醇后的混合产品从脱醇塔20塔釜排出送入真空精馏塔进一步精制。

热水经过装置内多个循环水冷却器前新增的热水换热器304，回收工艺物流携带的低温热，然后进入第四热泵机组303，放热后返回各换热器。热水换热器工艺物流出口温度≥75℃，热水温度入口温度为55-115℃。

含水甲醇从甲醇回收塔30中下部填料床层间进入进行精馏分离，回流比控制在0.1—3.0，操作压力121-250kPa(A)，操作温度65-130℃，含水甲醇从甲醇回收塔30塔顶分离送入第三热泵机组301，冷却后进入回流罐302，通过回流泵送回甲醇回收塔30塔顶；回收甲醇从甲醇回收塔30上部填料床层间抽出并泵送回反应工段循环利用；甲醇回收塔30塔釜再沸物流进入第四热泵机组303，吸热后返回甲醇回收塔30塔釜；脱去甲醇的污水从甲醇回收塔30塔釜排出送至界外污水处理设施。

循环冷却水自冷却水总管分别送至第一热泵机组101、第二热泵机组201、第三热泵机组301、第四热泵机组303，把废热带走后返回循环水冷却塔，冷却后循环利用。冷却水温度控制28-42℃。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种1,4-丁二醇工艺的节能***，包括相邻设置的脱轻塔、脱醇塔和甲醇回收塔，其特征在于：所述***还包括与所述脱轻塔连接并用于回收脱轻塔塔顶轻组分热量的第一热泵机组、与所述脱醇塔连接并用于回收脱醇塔塔顶轻组分热量的第二热泵机组、与所述甲醇回收塔连接并用于回收甲醇回收塔塔顶轻组分热量的第三热泵机组、与***工艺物流线连接并用于回收***工艺物流携带低温热的热水换热器、与热水换热器连接并用于回收热水换热器热水中低温热量的第四热泵机组。

2.如权利要求1所述的一种1,4-丁二醇工艺的节能***，其特征在于：所述第一热泵机组与脱轻塔塔顶的轻组分线连接，轻组分经所述第一热泵机组回收热量冷却后进入第一回流罐后，一部分轻组分通过回流泵送回混合产品脱轻塔塔顶；脱轻塔塔釜再沸物流线分三路与所述第一热泵机组、第二热泵机组、第三热泵机组连接，再沸物流通过热泵机组加热后返回脱轻塔塔釜。

3.如权利要求1所述的一种1,4-丁二醇工艺的节能***，其特征在于：所述第二热泵机组与脱醇塔塔顶的轻组分线连接，轻组分经所述第二热泵机组回收热量冷却后进入第二回流罐，一部分轻组分通过回流泵送回脱醇塔塔顶。

4.如权利要求1所述的一种1,4-丁二醇工艺的节能***，其特征在于：所述第三热泵机组与甲醇回收塔塔顶的轻组分线连接，轻组分经所述第三热泵机组回收热量冷却后进入第三回流罐，通过回流泵送回甲醇回收塔塔顶。

5.如权利要求1所述的一种1,4-丁二醇工艺的节能***，其特征在于：所述第四热泵机组与所述热水换热器的热水线连接，热水经所述第四热泵机组回收热量冷却，甲醇回收塔再沸物流经第四热泵机组加热后返回甲醇回收塔塔釜。

6.如权利要求1所述的一种1,4-丁二醇工艺的节能***，其特征在于：所述第一热泵机组、第二热泵机组、第三热泵机组、第四热泵机组分别与自冷却水总管连接，所述自冷却水总管将所述热泵机组机的废热带走后返回循环水冷却塔。

7.如权利要求2所述的一种1,4-丁二醇工艺的节能***，其特征在于：所述脱轻塔塔釜出料线还与脱醇塔的进料线连接。

8.如权利要求3所述的一种1,4-丁二醇工艺的节能***，其特征在于：所述脱醇塔塔釜的出料线与真空精馏塔的进料线连接。

9.如权利要求3所述的一种1,4-丁二醇工艺的节能***，其特征在于：所述第二回流罐设有与反应工序连接的循环线。

10.如权利要求4所述的一种1,4-丁二醇工艺的节能***，其特征在于：所述第三回流罐设有与反应工序连接的循环线。