【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于从工艺气体混合物中分离可冷凝反应产物的设备，特别是用于从工艺气体混合物中分离粗甲醇的设备。
技术介绍
1、在用于生产可冷凝反应产物(例如粗甲醇)的非集成解决方案中，在分开的各个位置或各个设备中执行各个工艺步骤。对于甲醇合成的示例，这些工艺步骤至少包括：合成气体反应以产生甲醇、冷却反应混合物以冷凝粗甲醇以及从未反应的合成气体(残余气体)和气体混合物的惰性成分中分离冷凝的粗甲醇。
2、当使用各个设备时，工艺单元的工艺介质经由端口引入到压力设备中，并且从该压力设备引入到相应的内部设备部件中，在这些内部设备部件处被分配或被收集，并且随后被排出。这经由专用设备开口和与相应的设备相关的内部构件以及经由比如管道等连接元件来实现，并且取决于工艺单元的相对位置，经由进一步的比如泵等输送装置来实现。
3、因此，组合多个工艺单元需要多个压力设备和外部管道，该多个压力设备和外部管道需要在工厂内的地基上或结构性钢结构中单独制造和安装。这导致所需的资本支出(capex)以及运营支出(opex)方面的高成本。这尤其是由于所需的压力夹套和端口以及管道和输送装置的多样性。这些因素导致相关联的大总体积和相关联的大总表面积上的高压力降和热损失，并且导致所需的输送装置的更高能量输入。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是至少部分地克服现有技术的前述缺点。
2、本专利技术的进一步目标是提供一种可以减少连接管道、各个压力夹套和设备池的数量的设备。
3、本专
4、本专利技术的进一步目标是提供一种在履行至少两种工艺功能方面需要尽可能最低的总制造时间的设备。
5、本专利技术的进一步目标是提供一种在要履行的工艺功能方面需要尽可能最少数量的输送装置(如果有的话)的设备。
6、本专利技术的进一步目标是提供一种经构造以使得金属基部件中的材料应力最小化的设备。
7、独立权利要求有助于至少部分地实现上述目的中的至少一个。从属权利要求提供了优选实施例，其有助于至少部分地实现这些目的中的至少一个。根据本专利技术的一个类别的成分的优选实施例在相关的情况下对于根据本专利技术的相应的另一类别的相同命名的或对应的成分同样是优选的。
8、术语“具有”、“包括”或“包含”等不排除另外的要素、成分等的可能存在。不定冠词“一个/种”不排除复数的可能存在。
9、本专利技术的第一方面提出了一种用于从工艺气体混合物中分离可冷凝反应产物的设备，该设备包括：
10、-压力夹套，该压力夹套具有内部，其中，至少两个流体互连的工艺单元彼此上下地布置在该内部中；
11、-第一工艺单元，其中，该第一工艺单元被配置为用于从工艺气体混合物中冷凝反应产物，并且
12、该第一工艺单元呈板式热交换器形式，并且该第一工艺单元包括多个竖直地布置并且彼此平行的板，这些板具有可穿过的板内部，并且相邻的板之间存在板间隙，其中，这些板间隙可由工艺气体混合物从顶部到底部穿过，并且这些板内部可由冷却介质穿过，优选地可由冷却介质从底部到顶部穿过；
13、-第二工艺单元，该第二工艺单元被布置在第一工艺单元下方，其中，第二工艺单元流体连接到第一工艺单元的板间隙，并且其中，第二工艺单元呈气液分离器形式，并且被配置为用于将可在第一工艺单元中获得的冷凝后的反应产物与残余气体分离。
14、根据本专利技术，“多个”板应被理解为意指多个板，但优选地大于两个板，特别地至少5个板，或至少10个板，或至少25个板，或至少50个板。
15、压力夹套的内部中的至少两个工艺单元包括第一和第二工艺单元。
16、根据本专利技术，两个工艺单元集成在共同的压力夹套中。压力夹套应被理解为意指能够承受相对高的内部压力(特别地明显高于标准压力的内部压力，例如高于5巴的压力)的包围结构。
17、第一工艺单元履行从工艺气体混合物中冷凝可冷凝反应产物的功能。因此，第一工艺单元尤其履行冷凝器的功能。为履行该功能，第一工艺单元呈板式热交换器形式。
18、两个相邻的板彼此间隔开，使得在两个相邻的板之间形成板间隙。板间隙可由工艺气体混合物从顶部到底部穿过，并且板间隙可由冷却介质穿过，优选地可由冷却介质从底部到顶部穿过。换句话说，设备包括被配置为使得板间隙可由工艺气体混合物从顶部到底部穿过并且板内部可由冷却介质穿过、优选地可由冷却介质从底部到顶部穿过的装置。第一工艺单元的板内部优选地可沿竖直方向穿过，特别地可由冷却介质从底部到顶部沿竖直方向穿过。第一工艺单元的板间隙优选地可沿竖直方向穿过，特别地可由工艺气体混合物从顶部到底部沿竖直方向穿过。
19、第二工艺单元履行将冷凝后的或可冷凝的反应产物与残余气体分离的功能。因此，第二工艺单元履行气液分离器的功能，并且被配置为比如分离器。
20、因此，在第二工艺单元中，液体反应产物与剩余气态成分分离。在一个示例中，工艺气体混合物是来自上游甲醇合成的气态反应产物，该上游甲醇合成具有为反应气体混合物的合成气体(氢气、一氧化碳、二氧化碳)。在该示例中，工艺气体混合物包含：
21、-粗甲醇，该粗甲醇作为可冷凝反应产物包括甲醇、水和可冷凝副产物，
22、-残余气体，该残余气体包括未转换的合成气体、惰性成分和不可冷凝副产物。
23、第一和第二工艺单元彼此上下地布置在压力夹套内，其中，第二工艺单元被布置在第一工艺单元下方。两个工艺单元流体互连。特别地，第一和第二工艺单元关于工艺气体混合物和可从工艺气体混合物冷凝的成分流体互连。
24、第一和第二工艺单元优选地被布置为串行对齐，即沿着与第一和第二工艺单元共同的直线或轴线布置。因此，第二工艺单元优选地被布置为使得第二工艺单元不相对于第一工艺单元偏移，并且反之亦然。
25、例如，在第一工艺单元中，通过用优选地与工艺气体混合物逆流流动的冷却介质进行冷却，从热工艺气体混合物中冷凝粗甲醇。例如，在第二工艺单元中，从因此得到的混合物中分离粗甲醇。在压力夹套内，在操作中尤其具有较高温度的第一工艺单元与在操作中尤其较冷的第二工艺单元间隔开，但流体连接到该第二工艺单元。
26、在操作中，建立了从上部较暖区域到下部较冷区域的温度梯度。由于工艺气体混合物在最初未冷却或最好由上游工艺单元预冷却的设备顶部处进入第一工艺单元，因此设备的顶部区域在操作中具有最高温度。在设备的顶部处进入的热工艺气体混合物最初是气态的，而沿设备的底部的方向，该工艺气体混合物越来越倾向于通过渐进冷却而变相，即越来越大比例的反应产物从工艺气体混合物中冷凝。
27、由于介质在较高温度下的密度相对低于相同介质在较低温度下的密度，因此在操作期间还建立了从设备的上部区域中的低密度到设备的下部区域中的较高密度的密度梯度。由于较重的组分由于重力的作用聚集在设备的下部区域中，这有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于从工艺气体混合物(15)中分离可冷凝反应产物(17)的设备(1，2)，该设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备(1，2)，其特征在于，该设备包括支撑结构(10，11)，其中，该支撑结构(10，11)呈至少部分地布置在工艺单元下方的支持装置形式或呈至少部分地布置在工艺单元上方的悬浮装置形式，并且因此在工艺单元(5，6)与该压力夹套(3)之间形成机械连接，或者，该支撑结构(10，11)呈至少部分地布置在该第一工艺单元与该第二工艺单元之间的连接元件形式，并且因此在两个工艺单元与该压力夹套(3)之间形成机械连接。
3.根据权利要求1所述的设备(1，2)，其特征在于，该设备包括支撑结构(10，11)，其中，该支撑结构(10，11)呈至少部分地布置在该第二工艺单元下方的支持装置形式，
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，该第一工艺单元的板呈枕板形式。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，该第一工艺单元(5)包括第一隔室(5a)和第二隔室(5b)，其中，所述隔室(5a，5b)被配置
6.根据权利要求5所述的设备(1，2)，其特征在于，该压力夹套(3)的内部(4)具有布置在其中的干燥设备(19)，其中，该干燥设备(19)流体连接到该第二隔室(5b)的板间隙(9)。
7.根据权利要求6所述的设备(1，2)，其特征在于，该干燥设备(19)被布置在该第一工艺单元(5)上方，特别地在该第一工艺单元(5)的第二隔室(5b)上方。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，该设备具有工艺气体入口端口，其中，该工艺气体入口端口流体连接到该第一工艺单元(5)的板间隙(9)，并且延伸穿过该压力夹套(3)，其中，该工艺气体入口端口被布置在该设备(1，2)的顶部处，使得该工艺气体混合物(15)能够在该设备的顶部处进入该第一工艺单元。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，该设备(1，2)具有冷凝物出口端口，其中，该冷凝物出口端口流体连接到该第二工艺单元(6)，并且延伸穿过该压力夹套(3)，其中，该冷凝物出口端口被布置在该设备(1，2)的底部处，使得冷凝后的反应产物(17)能够在该设备的底部处离开该第二工艺单元(6)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，该设备(1，2)具有冷却介质入口端口和冷却介质出口端口，其中，该冷却介质入口端口和该冷却介质出口端口延伸穿过该压力夹套(3)，并且其中，该冷却介质入口端口和该冷却介质出口端口流体连接到该第一工艺单元(5)的板内部(8)，并且其中，该冷却介质入口端口被布置在该第一工艺单元(5)的底部处，并且该冷却介质出口端口被布置在该第一工艺单元(5)的顶部处，使得该冷却介质能够在该底部处进入该第一工艺单元(5)并且该冷却介质能够在该顶部处离开该第一工艺单元(5)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，流体连接到这些板内部(8)的分配器系统被布置在该压力夹套(3)的内部(4)中，其中，该分配器系统被配置为用于将进入该设备(1，2)的冷却介质(14a)分配到该第一工艺单元(5)的板内部(8)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，流体连接到这些板内部(8)的收集器系统被布置在该压力夹套(3)的内部(4)中，其中，该收集器系统被配置为用于收集离开该第一工艺单元(5)的板内部(8)的冷却介质(14b)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于从工艺气体混合物(15)中分离可冷凝反应产物(17)的设备(1，2)，该设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备(1，2)，其特征在于，该设备包括支撑结构(10，11)，其中，该支撑结构(10，11)呈至少部分地布置在工艺单元下方的支持装置形式或呈至少部分地布置在工艺单元上方的悬浮装置形式，并且因此在工艺单元(5，6)与该压力夹套(3)之间形成机械连接，或者，该支撑结构(10，11)呈至少部分地布置在该第一工艺单元与该第二工艺单元之间的连接元件形式，并且因此在两个工艺单元与该压力夹套(3)之间形成机械连接。
3.根据权利要求1所述的设备(1，2)，其特征在于，该设备包括支撑结构(10，11)，其中，该支撑结构(10，11)呈至少部分地布置在该第二工艺单元下方的支持装置形式，
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，该第一工艺单元的板呈枕板形式。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，该第一工艺单元(5)包括第一隔室(5a)和第二隔室(5b)，其中，所述隔室(5a，5b)被配置为使得
6.根据权利要求5所述的设备(1，2)，其特征在于，该压力夹套(3)的内部(4)具有布置在其中的干燥设备(19)，其中，该干燥设备(19)流体连接到该第二隔室(5b)的板间隙(9)。
7.根据权利要求6所述的设备(1，2)，其特征在于，该干燥设备(19)被布置在该第一工艺单元(5)上方，特别地在该第一工艺单元(5)的第二隔室(5b)上方。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1，2)，其特征在于，该设备具有工艺气体入口端口，其中，该工艺气体入口端口流体连接到该第一工艺单元(5)的板间隙(9...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯特洛兹克，托比亚斯·欧尔曼，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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