一种四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺方法技术

本发明专利技术提供一种四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺方法，使预精馏塔、负压精馏塔、加压精馏塔的各塔底采出物料分别进入负压精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔；所述加压精馏塔的塔顶采出物料为常压精馏塔底部的至少一个再沸器供热；所述常压精馏塔的塔顶采出物料分别为预精馏塔底部的至少一个再沸器以及负压精馏塔底部的至少一个再沸器供热。本发明专利技术能够使得常压精馏塔塔顶气相物料的热量得到最大化的合理分配和利用，有效降低甲醇精馏系统的能耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
一种四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺方法


[0001]本专利技术属于甲醇精制
，尤其是涉及一种四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺系统及其工艺方法。

技术介绍

[0002]甲醇是一种重要的基础有机化工原料和新型能源燃料，工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳加压催化加氢的方法，工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序，甲醇精馏的主要任务是脱除易挥发组分如二甲醚，以及难挥发的乙醇、高碳醇和水，生产符合产品要求的精甲醇。随着煤化工行业的蓬勃发展，甲醇精馏装置的规模也越来越大，如何降低甲醇精制装置单吨精甲醇的能耗已成为企业生存和提高竞争力的关键，广大科研工作者和工程技术人员以此为研究对象进行深入研究。
[0003]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精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔进行精馏分离，在加压塔塔顶出料和常压塔塔顶出料分别获得甲醇产品。分离顺序为由预精馏塔脱除粗甲醇中的轻组分，塔釜的预后粗甲醇进入加压精馏塔，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，实现顺流双效精馏，杂醇从常压塔侧线采出，废水从常压塔塔底排出。这种方法是常见的粗甲醇精制过程，甲醇精馏过程能耗约为2417
‑
3223.7MJ/吨精甲醇产品，生产能耗较高，随着甲醇精制规模的扩大，总能量消耗也显著增加，在“双碳”背景下，节能型工艺成为行业的优先目标对象。
[0004]对现有装置，为降低甲醇精馏的能耗，目前有多种尝试的解决方案，例如增设高压塔，与目前的加压塔耦合，成为五塔三效精馏工艺，或者采用热泵技术。五塔精馏改造模式直接导致场地限制性因素、塔投资增加、安全间距不够等其他问题；对于热泵精馏也具有动设备投资增加和用电配电站扩容的工程问题。
[0005]当前三塔三效技术和改进型的三塔三效技术，对于扩产型节能来讲，塔径偏小的厂家存在难以满足扩产和节能需要的情况，另外，由于负压下工况下，甲醇与水，甲醇与乙醇的分离难度降低，可以明显减少能耗，因而具备工程上的优势。综上，把常压塔的塔顶热量充分利用，新增加耦合的设备和耦合层次，有望成为节能减碳的重要工具。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺系统及工艺方法，能够使得常压精馏塔塔顶气相物料的热量得到最大化的合理分配和利用，有效降低甲醇精馏系统的能耗。
[0007]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
[0008]一种四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺方法，使预精馏塔、负压精馏塔、加压精馏塔的各塔底采出物料分别进入负压精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔；所述加压精馏塔的塔顶采出物料为常压精馏塔底部的至少一个再沸器供热；所述常压精馏塔的塔顶采出物料分别为预精馏塔底部的至少一个再沸器以及负压精馏塔底部的至少一个再沸器供热。
[0009]其中，所述加压精馏塔的塔顶采出物料为常压精馏塔底部的至少一个再沸器供热后，不凝气与常压精馏塔的塔顶采出物料合并，再分别为预精馏塔底部的至少一个再沸器以及负压精馏塔底部的至少一个再沸器供热。
[0010]其中，所述常压精馏塔的塔顶采出物料热量分配优先满足负压精馏塔底部再沸器的热量需要，再次满足预精馏塔底部再沸器的热量需要。
[0011]具体的，粗甲醇进入预精馏塔，轻组分和少量气态甲醇自预精馏塔塔顶采出，预精馏塔塔底采出含水甲醇物料进入负压精馏塔；负压精馏塔塔顶采出精甲醇物料，负压精馏塔塔底采出含水甲醇物料并进入加压精馏塔；加压精馏塔塔顶采出精甲醇物料，为常压精馏塔底部的至少一个再沸器供热后分为三股：一股回流至加压精馏塔，一股采出精甲醇物料，一股不凝气与常压精馏塔塔顶采出的精甲醇物料合并或经由其他途径采出处理，加压精馏塔塔底采出含水甲醇物料并进入常压精馏塔；常压精馏塔塔顶采出的精甲醇物料单独或与加压精馏塔塔顶采出的经与常压精馏塔底部的至少一个再沸器供热后的不凝气合并后分为三股：一股为预精馏塔底部的至少一个再沸器供热后再采出精甲醇物料，一股为负压精馏塔底部的至少一个再沸器供热再采出精甲醇物料，一股直接采出精甲醇物料；常压精馏塔塔底采出废水物料。
[0012]进一步，所述预精馏塔、负压精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔的各项参数如表1所示。
[0013]进一步，所述粗甲醇的进料组成为：甲醇：80％～96％，轻组分含量0.8％～2.5％，水含量2.0％～13％。所述预精馏塔塔顶采出的气相物料中甲醇含量为60
‑
65w％，塔底采出的含水甲醇溶液中甲醇含量为70
‑
85w％；所述负压精馏塔塔顶采出的气相物料中甲醇含量为99.9w％以上，塔底采出的含水甲醇溶液中甲醇含量为70
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85w％；所述加压精馏塔塔顶采出的气相物料中甲醇含量为99.9w％以上，塔底采出的含水甲醇溶液中甲醇含量为60
‑
68w％；所述常压精馏塔塔顶采出的气相物料中甲醇含量为99.9w％以上，塔底采出的含水甲醇溶液中甲醇含量为100ppm以下。
[0014]进一步，所述预精馏塔塔顶采出的气相物料经过至少两次冷凝冷却后进行气液分离，分离液作为回流液回流进入预精馏塔，分离气体与至少两次冷凝后的不凝气合并送入后续处理系统。
[0015]进一步，所述常压精馏塔的塔顶采出物料分别为预精馏塔底部的至少一个再沸器以及负压精馏塔底部的至少一个再沸器供热时，使常压精馏塔的塔顶采出物料分别通过立式缓冲罐，再分别通过所述立式缓冲罐与被供热的再沸器的热侧循环连接，以提高换热的安全和稳定性。
[0016]进一步，所述常压精馏塔的塔顶采出物料分别为预精馏塔底部的至少一个再沸器供热前，物料通过被压缩进行升温。
[0017]进一步，所述常压精馏塔的塔顶采出物料分别为预精馏塔底部的至少一个再沸器以及负压精馏塔底部的至少一个再沸器供热后的精甲醇物料，与经至少依次冷凝冷却后的常压精馏塔塔顶直接采出的精甲醇物料合并后，再经至少一次冷凝冷却后作为精甲醇产品采出。
[0018]进一步，负压精馏塔塔顶采出的精甲醇物料，经至少一次冷凝冷却后，不凝气进入后处理系统，液相一部分回流进入负压精馏塔，一部分作为精甲醇产品采出。
[0019]进一步，所述常压精馏塔塔体中下部还采出有杂醇。
[0020]本专利技术还提供了一种四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺系统，包括预精馏塔、负压精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔，所述预精馏塔、负压精馏塔、加压精馏塔的各塔底出料口分别与负压精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔的各塔体进料口连接；所述加压精馏塔的塔顶采出口与常压精馏塔底部的至少一个再沸器的热侧循环连接；所述常压精馏塔的塔顶采出口分别与预精馏塔底部的至少一个再沸器的热侧以及负压精馏塔底部的至少一个再沸器的热侧循环连接。
[0021]其中，与所述加压精馏塔的塔顶采出口连接的常压精馏塔底部的再沸器的热侧出口与加压塔回流罐连接，且加压塔回流罐的气相出口与常压精馏塔的塔顶采出口连接。
[0022]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺方法，使预精馏塔(T101)、负压精馏塔(T103)、加压精馏塔(T102)的各塔底采出物料分别进入负压精馏塔(T103)、加压精馏塔(T102)和常压精馏塔(T104)；所述加压精馏塔(T102)的塔顶采出物料为常压精馏塔(T104)底部的至少一个再沸器供热；所述常压精馏塔(T104)的塔顶采出物料分别为预精馏塔(T101)底部的至少一个再沸器以及负压精馏塔(T103)底部的至少一个再沸器供热。2.根据权利要求1所述的四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺方法，其特征在于，所述加压精馏塔(T102)的塔顶采出物料为常压精馏塔(T104)底部的至少一个再沸器供热后，不凝气与常压精馏塔(T104)的塔顶采出物料合并，再分别为预精馏塔(T101)底部的至少一个再沸器以及负压精馏塔(T103)底部的至少一个再沸器供热。3.根据权利要求1所述的四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺方法，其特征在于，所述常压精馏塔(T104)的塔顶采出物料热量分配优先满足负压精馏塔(T103)底部再沸器的热量需要，再次满足预精馏塔(T101)底部再沸器的热量需要。4.根据权利要求1所述的四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺方法，其特征在于，粗甲醇进入预精馏塔(T101)，轻组分和少量气态甲醇自预精馏塔(T101)塔顶采出，预精馏塔(T101)塔底采出含水甲醇物料进入负压精馏塔(T103)；负压精馏塔(T103)塔顶采出精甲醇物料，负压精馏塔(T103)塔底采出含水甲醇物料并进入加压精馏塔(T102)；加压精馏塔(T102)塔顶采出精甲醇物料，为常压精馏塔(T104)底部的至少一个再沸器供热后分为三股：一股回流至加压精馏塔(T102)，一股采出精甲醇物料，一股不凝气与常压精馏塔(T104)塔顶采出的精甲醇物料合并或经由其他途径采出处理，加压精馏塔(T102)塔底采出含水甲醇物料并进入常压精馏塔(T104)；常压精馏塔(T104)塔顶采出的精甲醇物料单独或与加压精馏塔(T102)塔顶采出的经与常压精馏塔(T104)底部的至少一个再沸器供热后的不凝气合并后分为三股：一股为预精馏塔(T101)底部的至少一个再沸器供热后再采出精甲醇物料，一股为负压精馏塔(T103)底部的至少一个再沸器供热再采出精甲醇物料，一股直接采出精甲醇物料；常压精馏塔(T104)塔底采出废水物料。5.根据权利要求4所述的四塔顺逆混流四效的粗甲醇精制工艺方法，其特征在于，所述预精馏塔(T101)、负压精馏塔(T103)、加压精馏塔(T102)和常压精馏塔(T10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兵，张春璐，朱艳，李国胜，
申请(专利权)人：天津多塔节能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：