一种热泵和多效耦合的甲醇精馏装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种热泵和多效耦合的甲醇精馏装置，包括脱轻塔、常压Ⅰ塔、常压Ⅱ塔、加压塔和回收塔；脱轻塔塔顶通过管线与塔顶分凝器相连，脱轻塔塔底通过管线与塔釜再沸器和常压Ⅰ塔中部相连；常压Ⅰ塔塔顶通过管线与压缩机相连，压缩机通过管线与常压Ⅰ塔的再沸器相连，常压Ⅰ塔塔底通过管线与塔釜再沸器和常压Ⅱ塔中部相连；常压Ⅱ塔塔顶通过管线与塔顶冷凝器相连，常压Ⅱ塔塔底通过管线与塔釜再沸器和加压塔中部相连；加压塔塔顶通过管线与常压Ⅱ塔塔釜再沸器相连，加压塔塔底通过管线与塔釜再沸器和回收塔中部相连；回收塔塔顶通过管线与脱轻塔塔釜再沸器相连，回收塔塔底通过管线与塔釜再沸器和原料预热器相连。本实用新型专利技术将热泵技术与差压热耦合技术集成，具有节约能源，降低能耗的特点。

A heat pump and multi effect coupled methanol distillation unit

The utility model discloses a heat pump device of methanol distillation and multi effect coupling, including the removal of light tower, atmospheric tower, atmospheric tower, 1 II tower and pressure recovery tower; removal of light at the top of the tower is connected through pipeline and tower condenser, light off the pipeline and tower bottom reboiler and Central pressure one column is connected with the tower top pressure; 1 compressor through the pipeline, pipeline and compressor pressure of the reboiler is connected via the pipeline and the bottom pressure of reboiler and the Middle Atmospheric II column is connected with the tower top pressure; II of the condenser through the pipeline, the pipeline and the bottom pressure of reboiler pressure and central tower connected; pressurized tower through pipeline and tower kettle reboiler of atmospheric pressure is connected by a pipeline and tower bottom reboiler and recovery tower is central; recovery tower The recovery tower bottom is connected with the reboiler of the tower kettle and the raw material preheater through the pipeline to the reboiler reboiler. The utility model integrates the heat pump technology with the differential pressure heat coupling technology, and has the characteristics of saving energy and reducing energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种热泵和多效耦合的甲醇精馏装置
本技术涉及甲醇精馏的工艺流程，特别是一种优化的甲醇精馏装置，属于化工传质与分离的领域。
技术介绍
甲醇是一种重要的基础有机化工原料和新型能源燃料，甲醇精馏的任务是脱除粗甲醇中的二甲醚等轻组分及水、乙醇等杂质，生产符合产品要求的精甲醇。随着煤化工行业的发展，甲醇装置的规模也越来越大，甲醇精制装置如何节能降耗已成为企业生存和提高竞争力的关键，也成为科研工作者日益关心的问题。目前广泛采用的三塔甲醇精馏(顺流双效精馏)工艺，即粗甲醇顺序通过预塔、加压塔、常压塔进行精馏分离。由预塔脱除粗甲醇中的轻组分，预后粗甲醇经过加压塔和常压塔精馏后，在加压塔塔顶出料和常压塔塔顶出料分别获得甲醇产品，利用加压塔塔顶甲醇蒸汽的冷凝潜热作为常压塔再沸热源，杂醇从常压塔侧线采出，废水从常压塔塔底排出。这种方法虽然技术成熟，但是生产能耗较高，甲醇精馏过程能耗约为3414.225MJ/吨甲醇产品，并且随着装置规模日益增大，能耗总量也显著增加。此外，关于甲醇精馏节能的相关专利也有很多，比较典型的则有CN101503337A《采用五塔热集成装置进行甲醇精馏的工艺方法》和CN101786940A《一种甲醇热泵精馏工艺》，但两种方法各有利弊。五塔集成方法节能效果明显，其中的热集成有常压塔、低压塔和高压塔三塔集成以及脱轻塔和回收塔之间的热集成，甲醇精馏过程能耗约为2288.41MJ/吨甲醇产品，尽管此流程已比上述三塔甲醇精馏(顺流双效精馏)工艺节能32.97％，但还有潜力可挖，且脱轻塔和常压塔塔顶甲醇蒸汽的冷凝需要消耗较多的冷却水。甲醇热泵精馏的专利，提出了采用热泵技术进行节能，但由于流程仅设计为预塔、常压A塔和常压B塔。一方面压缩机的功耗较大，另一方面常压B塔塔釜再沸器依然需要较多的蒸汽来提供热量，经核算，其能耗约为2347.07MJ/吨甲醇产品。虽然研究者对甲醇精馏装置提出了不同的节能方案，但是各个方案依然存在不同的问题；鉴于目前流程中存在的问题，本技术将热泵技术和差压热耦合技术集成，提出了一种优化的甲醇精馏装置。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种热泵和多效耦合的甲醇精馏装置，将热泵技术与差压热耦合技术集成，具有节约能源，降低能耗的特点。本技术的技术方案是：一种热泵和多效耦合的甲醇精馏装置，其特征在于：包括脱轻塔、常压Ⅰ塔、常压Ⅱ塔、加压塔和回收塔；所述脱轻塔塔顶通过管线与脱轻塔塔顶分凝器相连，塔底通过管线与脱轻塔塔釜再沸器和常压Ⅰ塔中部相连；所述常压Ⅰ塔塔顶通过管线与压缩机相连，塔底通过管线与塔釜再沸器和常压Ⅱ塔中部相连，压缩机通过管线与常压Ⅰ塔塔釜再沸器相连；所述常压Ⅱ塔塔顶通过管线与塔顶冷凝器相连，塔底通过管线与塔釜再沸器和加压塔中部相连；所述加压塔塔顶通过管线与常压Ⅱ塔塔釜再沸器相连，塔底通过管线与塔釜再沸器和回收塔中部相连；所述回收塔塔顶通过管线与脱轻塔塔釜再沸器相连，塔底通过管线与塔釜再沸器和原料预热器相连。本技术甲醇精馏装置，脱轻塔与回收塔之间进行热耦合、常压Ⅱ塔与加压塔之间进行热耦合，常压Ⅰ塔采用热泵精馏技术。实现了热泵与差压热耦合技术的集成应用，极大地降低了能耗。本甲醇精馏装置的能耗约为1828.94MJ/吨甲醇，比三塔甲醇精馏(顺流双效精馏)工艺节能46.4％，比单纯的热泵技术节能22％，比五塔热集成甲醇装置节能20％。综上所述，本技术提出的甲醇精馏装置，具有节约能源，降低能耗的特点，因此具有较大的实施价值和经济效益。附图说明图1是优化的甲醇精馏装置的工艺流程图。附图标号：1-预热器；2-脱轻塔；3-脱轻塔塔顶分凝器；4-脱轻塔塔釜再沸器；5-常压Ⅰ塔；6-压缩机；7-冷凝器；8-常压Ⅰ塔塔釜再沸器；9-常压Ⅱ塔；10-常压Ⅱ塔塔顶冷凝器；11-常压Ⅱ塔塔釜再沸器；12加压塔；13-加压塔塔釜再沸器；14-回收塔；15-回收塔塔釜再沸器。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案进行进一步的说明：如图1所示，一种优化的甲醇精馏装置，脱轻塔2塔顶通过管线与脱轻塔塔顶分凝器3相连，塔底通过管线与脱轻塔塔釜再沸器4和常压Ⅰ塔5中部相连；所述的常压Ⅰ塔5塔顶通过管线与压缩机6相连，塔底通过管线与塔釜再沸器8和常压Ⅱ塔9中部相连，压缩机6通过管线与常压Ⅰ塔塔釜再沸器8相连；所述的常压Ⅱ塔9塔顶通过管线与塔顶冷凝器10相连，塔底通过管线与塔釜再沸器11和加压塔12中部相连；所述的加压塔12塔顶通过管线与常压Ⅱ塔塔釜再沸器11相连，塔底通过管线与塔釜再沸器13和回收塔14中部相连；所述的回收塔14塔顶通过管线与脱轻塔塔釜再沸器4相连，塔底通过管线与塔釜再沸器15和原料预热器1相连。为了叙述清楚，本实施例采用的设备和条件详细说明如下：粗甲醇通过预热器1预热后进入脱轻塔2中部；所述的脱轻塔2在压力为101～150kPa下操作，塔顶温度为：64℃～75℃，塔底温度为70℃～85℃；脱轻塔2塔顶气相通过塔顶分凝器3冷凝后，轻组分采出；脱轻塔塔底部分液相进入再沸器4经过热后，返回塔内；脱轻塔塔釜组分进入常压Ⅰ塔5中部。所述的常压Ⅰ塔5在压力为101～150kPa下操作，塔顶温度为：64℃～75℃，塔底温度为75℃～90℃；常压Ⅰ塔5塔顶气相通过压缩机6压缩升温后给塔釜再沸器8提供热量；为再沸器8提供热量后的流股部分作为产品采出，部分经冷凝器7冷却后作为回流；常压Ⅰ塔塔底部分液相进入再沸器8加热后返回塔内；常压Ⅰ塔塔釜组分进入常压Ⅱ塔9中部。所述的常压Ⅱ塔9在压力为101～150kPa下操作，塔顶温度为：64℃～75℃，塔底温度为75℃～95℃；常压Ⅱ塔9塔顶气相通过塔顶冷凝器10冷凝后部分作为产品采出，部分回流入塔；常压Ⅱ塔塔底部分液相进入再沸器11经过热后返回塔内；常压Ⅱ塔塔釜组分进入加压塔12中部。所述的加压塔12在压力为300～450kPa下操作，塔顶温度为：94℃～105℃，塔底温度为105℃～125℃；加压塔12塔顶气相作为常压Ⅱ塔塔釜再沸器13的加热热源，为再沸器13提供热量后的流股部分作为产品采出，部分作为回流入塔；加压塔底部分液相进入再沸器13经过加热后返回塔内；加压塔釜组分进入回收塔14中部。所述的回收塔14在压力为250～400kPa下操作，塔顶温度为：85℃～105℃，塔底温度为130℃～150℃；回收塔14塔顶气相作为脱轻塔塔釜再沸器4的加热热源，为再沸器4提供热量后的流股部分作为产品采出，部分作为回流入塔；回收塔底部分液相进入再沸器15经过加热后返回塔内；回收塔釜组分在预热器1中冷却后送出，杂醇从回收塔14中部采出。本技术公开的一种优化的甲醇精馏装置，将差压热耦合技术和热泵技术进行集成，本甲醇精馏装置的能耗约为1828.94MJ/吨甲醇，比三塔甲醇精馏(顺流双效精馏)工艺节能46.4％，比单纯的热泵技术节能22％，比五塔热集成甲醇装置节能20％，具有显著的经济效益，应用前景广阔。本技术公开一种优化的甲醇精馏装置。本领域技术人员可通过借鉴本
技术实现思路
，适当改变工艺参数，结构设计等环节实现，例如各塔的顺序、各塔的操作参数等。本技术通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本技术核心思想、范围和内容内对本文有关的流程进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵和多效耦合的甲醇精馏装置，其特征在于：包括脱轻塔(2)、常压Ⅰ塔(5)、常压Ⅱ塔(9)、加压塔(12)和回收塔(14)；所述脱轻塔(2)塔顶通过管线与脱轻塔塔顶分凝器(3)相连，塔底通过管线与脱轻塔塔釜再沸器(4)和常压Ⅰ塔(5)中部相连；所述常压Ⅰ塔(5)塔顶通过管线与压缩机(6)相连，塔底通过管线与塔釜再沸器(8)和常压Ⅱ塔(9)中部相连，压缩机(6)通过管线与常压Ⅰ塔(5)塔釜再沸器(8)相连；所述常压Ⅱ塔(9)塔顶通过管线与塔顶冷凝器(10)相连，塔底通过管线与塔釜再沸器(11)和加压塔(12)中部相连；所述加压塔(12)塔顶通过管线与常压Ⅱ塔(9)塔釜再沸器(11)相连，塔底通过管线与塔釜再沸器(13)和回收塔(14)中部相连；所述回收塔(14)塔顶通过管线与脱轻塔塔釜再沸器(4)相连，塔底通过管线与塔釜再沸器(15)和原料预热器(1)相连。

【技术特征摘要】
1.一种热泵和多效耦合的甲醇精馏装置，其特征在于：包括脱轻塔(2)、常压Ⅰ塔(5)、常压Ⅱ塔(9)、加压塔(12)和回收塔(14)；所述脱轻塔(2)塔顶通过管线与脱轻塔塔顶分凝器(3)相连，塔底通过管线与脱轻塔塔釜再沸器(4)和常压Ⅰ塔(5)中部相连；所述常压Ⅰ塔(5)塔顶通过管线与压缩机(6)相连，塔底通过管线与塔釜再沸器(8)和常压Ⅱ塔(9)中部相连，压缩机(6)通过管线与常压Ⅰ...

【专利技术属性】
技术研发人员：智敏杰，石莉莉，杨龙，刘艳，张翔，刘艳军，张志恒，刘玉华，孙晓英，
申请(专利权)人：华陆工程科技有限责任公司，天津美加恒升科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61