不副产杂醇油的单塔蒸汽驱动节能型甲醇多效精馏方法技术

本发明专利技术涉及一种不副产杂醇油的单塔蒸汽驱动节能型甲醇多效精馏方法，包括如下步骤：粗甲醇原料进入预分塔，塔顶蒸汽依次经过二级冷凝，随后进入水洗塔，冷凝器及水洗塔出口凝液进入回流罐，不凝气从水洗塔塔顶采出，预分塔塔底再沸器由来自高压塔塔顶的一股甲醇蒸汽驱动，预分塔塔底产品进入常压塔；常压塔塔顶采出精甲醇产品，塔顶冷凝器用工艺冷却水进行冷却，塔底再沸器由来自中压塔塔顶甲醇蒸汽驱动，常压塔塔底产品进入中压塔；中压塔塔顶采出精甲醇产品，塔底再沸器由来自高压塔塔顶的一股甲醇蒸汽进行加热，塔底产品进入高压塔；高压塔塔顶采出精甲醇产品，塔底再沸器采用工程蒸汽进行加热，塔底得到合格的净化废水。

Energy-saving multi-effect distillation of methanol by steam-driven single tower without by-product fusel oil

【技术实现步骤摘要】
不副产杂醇油的单塔蒸汽驱动节能型甲醇多效精馏方法
本专利技术属于精馏
，涉及煤基甲醇生产过程中大宗化工产品甲醇分离提纯的节能工艺。
技术介绍
甲醇是一种大宗化工基础原料，广泛用于各类精细化工、塑料、农药及医药等领域。甲醇经深加工后也可作为一种新型清洁燃料，在世界化工市场中占有重要地位。基于我国富煤少油贫气的现实，煤化工行业迅速发展。煤制甲醇工艺生产的粗甲醇产品，包含二甲醚等轻组分杂质及乙醇、水等重组分杂质。该粗甲醇产品需要经过精馏过程除去各类轻重杂质，得到符合质量要求的精甲醇产品。甲醇精馏过程能耗约占生产总过程的20-30％，研究甲醇精馏过程节能方法，已成为煤化工企业生存和提高市场竞争力的关键手段，日益受到科研工作者关注。传统的甲醇单塔精馏工艺及双塔精馏工艺，尽管其投资相对降低，但是产品质量相对较差、甲醇回收率较低且能耗巨大，已被德国Lurgi公司开发的甲醇三塔精馏工艺及四塔精馏工艺(三塔加回收塔)所取代。目前，国内在建及已建成的甲醇精馏装置几乎全部采用三塔四塔精馏工艺。Lurgi三塔精馏工艺由预分塔、高压塔和常压塔组成。预分塔塔顶脱除粗甲醇产品中的轻组分，塔底产品进入高压塔。高压塔塔顶采出的甲醇蒸汽进入常压塔再沸器进行冷凝，为常压塔提供能量，形成双效精馏过程。精甲醇产品分别从高压塔和常压塔塔顶采出，经冷却降温后进入精甲醇储罐。为保证塔顶塔底产品质量，需要在常压塔中段采出一股杂醇油。与两塔精馏工艺相比，三塔工艺增加一个精馏塔，采用高低压的热集成方式降低能耗。三塔四塔工艺甲醇/蒸汽单耗约为1.1～1.5。Lurgi四塔精馏工艺在三塔工艺的基础上，增加一个回收塔以提高甲醇收率。与三塔工艺类似，回收塔也需要侧线采出一股杂醇油以保证产品质量。杂醇油可以认为是含水量大于1000ppm的醇类有机相。中国专利200610013269.9公开了一种“甲醇双效精馏节能节水系统及工艺”，该工艺基于广泛采用的Lurgi四塔精馏工艺，利用蒸汽冷凝水的热量，重新设计了换热网络，从而达到了节能的目的，该工艺的甲醇/蒸汽单耗约为1.0。中国专利201010563457.5公开了一种“大型甲醇多效精馏节能装置及甲醇多效精馏节能工艺”，该工艺所用的主要设备包括预精馏塔、第二精馏塔、加压塔、常压塔和回收塔五个塔，其中第二精馏塔、加压塔和常压塔塔顶分别采出精甲醇产品，回收塔塔顶塔底分别采出杂醇油和净化废水。第二精馏塔与预精馏塔构成双效精馏，加压塔和常压塔构成双效精馏，甲醇/蒸汽单耗约为0.85。中国专利200910022575.2公开了“一种甲醇多效精馏工艺”，该工艺在四塔精馏工艺的基础上新增一个精馏塔，构成了五塔精馏工艺。其中设计高-中-低三塔形成多效精馏，并且回收塔与预分塔构成双效精馏，最终甲醇/蒸汽单耗约为0.7。中国专利201710342561.3公开了“一种热泵和多效耦合的甲醇精馏方法”，该工艺包括脱轻塔、常压塔I、常压塔II、加压塔和回收塔五个塔，其中常压塔I采用热泵精馏技术，将其塔顶的蒸汽压缩后供给塔底再沸器，加压塔与常压塔II构成双效精馏，脱轻塔与回收塔构成双效精馏。但是由于压缩机投入成本高，尽管在能耗上有所降低，总体经济效益仍缺乏评估。目前，副产品杂醇油已进入国家危险废物名录，上述所提及的各类工艺技术尽管在能耗上有优势，但都不可避免副产杂醇油。为了避免产生该副产品，需要对精馏工艺进行改造，将杂醇油转化为水含量低于1000ppm的无水混合醇燃料，以提高工艺整体的原料利用率，提高经济效益。
技术实现思路
本专利技术旨在弥补上述现有精馏工艺过程中的技术不足，提供一种低能耗、高收率且不副产杂醇油的单塔蒸汽驱动节能型甲醇多效精馏工艺。为达到上述目的，本专利技术技术采用的技术方案如下：一种不副产杂醇油的单塔蒸汽驱动节能型甲醇多效精馏方法，所采用的设备包括预分塔、常压塔、中压塔、高压塔和回收塔五个塔，预分塔塔底通过管路与常压塔中下部相连接；常压塔塔底通过管路与中压塔中下部相连接；中压塔塔底通过管路与高压塔中下部相连接；高压塔侧线采出通过管路与回收塔中下部相连接，所述的方法包括如下步骤：(1)粗甲醇原料进入预分塔，塔顶蒸汽依次经过二级冷凝，随后进入水洗塔，冷凝器及水洗塔出口凝液进入回流罐，不凝气从水洗塔塔顶采出，预分塔塔底再沸器由来自高压塔塔顶的一股甲醇蒸汽驱动，预分塔塔底产品进入常压塔。(2)常压塔塔顶采出精甲醇产品，塔顶冷凝器用工艺冷却水进行冷却，塔底再沸器由来自中压塔塔顶甲醇蒸汽驱动，常压塔塔底产品进入中压塔。(3)中压塔塔顶采出精甲醇产品，塔底再沸器由来自高压塔塔顶的一股甲醇蒸汽进行加热，塔底产品进入高压塔。(4)高压塔塔顶采出精甲醇产品，塔底再沸器采用工程蒸汽进行加热，塔底得到合格的净化废水。(5)高压塔侧线采出一股主要含甲醇、乙醇和水的产品进入回收塔，回收塔塔顶冷凝器利用工艺冷却水进行冷却，回收塔塔顶得到含水量小于1000ppm的燃料醇产品，回收塔塔底再沸器由来自高压塔塔底产品加热，回收塔塔底得到合格的净化废水，与高压塔塔底废水混合后，进入后续水处理系统。优选地：预分塔压力为150-170kPa；常压塔压力为100-110kPa；中压塔压力为240-260kPa；高压塔压力为580-620kPa；回收塔压力为100-120kPa。常压塔塔顶采出精甲醇量占总精甲醇产品的30-35％；中压塔塔顶采出精甲醇量占总精甲醇产品的30-35％；高压塔塔顶采出精甲醇量占总精甲醇产品的30-35％；回收塔塔顶采出含水量小于1000ppm的混合醇燃料产品量占粗甲醇原料量1％。本专利技术所述甲醇精馏工艺与现有的甲醇三塔、四塔精馏工艺相比，主要区别是：(1)增加一个中压塔，使得常压-中压-高压三塔实现多效热集成；(2)多效精馏采用逆向低-中-高压力驱动，而不是传统工艺的高-低压驱动(3)利用高压塔塔顶多余的热负荷，与预分塔也形成双效精馏；(4)回收塔采出混合醇燃料而不是传统工艺杂醇油。本专利技术优势在于，与传统甲醇三塔四塔双效精馏工艺不同，本专利技术通过增设一中压塔并调整甲醇采出分布，使得常压-中压-高压塔实现多效精馏热集成，并且高压塔与预分塔也构成双效精馏。整个工艺过程只有高压塔需要外界热源输入，甲醇/蒸汽单耗降至0.6-0.7，相比于传统流程，可大幅降低能耗。此外，通过较少的投资增设一新中压塔，可使常压塔和高压塔的处理负荷降低，从而增加原料处理量，达到扩产的目的。最后，由于传统工艺中生产的杂醇油已经进入国家危险废物名录，本专利技术通过回收塔塔顶采出含水量小于1000ppm的混合醇燃料，避免了杂醇油的生产，提升总体原料利用率。附图说明图1为本专利技术所示的的不副产杂醇油的单塔蒸汽驱动节能型甲醇多效精馏工艺流程图。其中：1—预分塔，2—预分塔塔顶一级冷凝器，3—预分塔塔顶二级冷凝器，4—水洗塔，5—预分塔塔顶回流罐，6—预分塔塔底再沸器，7—常压塔，8—常压塔塔顶冷凝器，9—常压塔塔底再沸器，10—中压塔，11—中压塔塔底再沸器，12—高压塔，13—高压塔塔底再沸器，14—回收塔，15—回收塔塔顶冷凝器，16—回收塔塔底再沸器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的设备和方法做进一步说明。组成如表1所示的75℃粗甲醇原料进入预分塔(1)，预分塔(1)塔顶蒸汽依次经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不副产杂醇油的单塔蒸汽驱动节能型甲醇多效精馏方法，所采用的设备包括预分塔、常压塔、中压塔、高压塔和回收塔五个塔，预分塔塔底通过管路与常压塔中下部相连接；常压塔塔底通过管路与中压塔中下部相连接；中压塔塔底通过管路与高压塔中下部相连接；高压塔侧线采出通过管路与回收塔中下部相连接。所述的方法包括如下步骤：(1)粗甲醇原料进入预分塔，塔顶蒸汽依次经过二级冷凝，随后进入水洗塔，冷凝器及水洗塔出口凝液进入回流罐，不凝气从水洗塔塔顶采出，预分塔塔底再沸器由来自高压塔塔顶的一股甲醇蒸汽驱动，预分塔塔底产品进入常压塔；(2)常压塔塔顶采出精甲醇产品，塔顶冷凝器用工艺冷却水进行冷却，塔底再沸器由来自中压塔塔顶甲醇蒸汽驱动，常压塔塔底产品进入中压塔；(3)中压塔塔顶采出精甲醇产品，塔底再沸器由来自高压塔塔顶的一股甲醇蒸汽进行加热，塔底产品进入高压塔；(4)高压塔塔顶采出精甲醇产品，塔底再沸器采用工程蒸汽进行加热，塔底得到合格的净化废水；(5)高压塔侧线采出一股主要含甲醇、乙醇和水的产品进入回收塔，回收塔塔顶冷凝器利用工艺冷却水进行冷却，回收塔塔顶得到含水量小于1000ppm的燃料醇产品，回收塔塔底再沸器由来自高压塔塔底产品加热，回收塔塔底得到合格的净化废水，与高压塔塔底废水混合后，进入后续水处理系统。...

【技术特征摘要】
1.一种不副产杂醇油的单塔蒸汽驱动节能型甲醇多效精馏方法，所采用的设备包括预分塔、常压塔、中压塔、高压塔和回收塔五个塔，预分塔塔底通过管路与常压塔中下部相连接；常压塔塔底通过管路与中压塔中下部相连接；中压塔塔底通过管路与高压塔中下部相连接；高压塔侧线采出通过管路与回收塔中下部相连接。所述的方法包括如下步骤：(1)粗甲醇原料进入预分塔，塔顶蒸汽依次经过二级冷凝，随后进入水洗塔，冷凝器及水洗塔出口凝液进入回流罐，不凝气从水洗塔塔顶采出，预分塔塔底再沸器由来自高压塔塔顶的一股甲醇蒸汽驱动，预分塔塔底产品进入常压塔；(2)常压塔塔顶采出精甲醇产品，塔顶冷凝器用工艺冷却水进行冷却，塔底再沸器由来自中压塔塔顶甲醇蒸汽驱动，常压塔塔底产品进入中压塔；(3)中压塔塔顶采出精甲醇产品，塔底再沸器由来自高压塔塔顶的一股甲醇蒸汽进行加热，塔底产品进入高压塔；(4)高压塔塔顶采出精甲醇产品，塔底再沸器采...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙津生，崔承天，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12