[发明专利]尾气副产蒸汽热能回收利用的甲醛生产装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于化工生产工艺及设备技术领域，主要涉及甲醛生产工艺中不同压力等级的副产蒸汽的能量优化应用技术。

背景技术

国内目前甲醛生产企业超过了5000家，总产能约为3200万吨。由于甲醛工艺技术不断改进，甲醛已经由原“耗汽型”发展为“产气型”，即甲醛装置均能实现副产蒸汽。其中甲醛装置产汽点主要由两个，一个是利用氧化器的反应热产生的0.4MPa蒸汽，二是利用甲醛装置的尾气燃烧的热量产生的压力可控的蒸汽，一般正常生产0.8MPa。同时在甲醛生产过程中，氧化反应器中还需要补充蒸汽作为反应进料，该步骤中要求进入反应器中的蒸汽为0.15MPa。目前甲醛生产企业通常是将甲醛反应器中产生的0.4MPa蒸汽或0.8MPa的蒸汽减压至0.15MPa后送入反应器进行配料蒸汽，造成高压力蒸汽能量直接浪费；并且国内甲醛行业的甲醛生产厂家副产蒸汽部分，由于蒸汽压力较低，可利用价值较低，所以副产蒸汽基本除去生活用水加热外，都是直接放空处理，不仅噪音大，而且能量浪费十分严重，不符合国家节能减排的期望。

发明内容

发明目的：针对上述存在的问题和缺陷，本发明提供了一种尾气副产蒸汽热能回收利用的甲醛生产装置及方法，能有效利用较低压力的副产蒸汽的能量，达到节能减排的目的。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种尾气副产蒸汽热能回收利用的甲醛生产装置，所述甲醛生产装置包括甲醇氧化反应器和尾气燃烧炉，所述尾气燃烧炉能产生0.5～0.8MPa的蒸汽，所述甲醇氧化反应器需要0.2MPa以下的配料蒸汽，还包括尾气汽包、螺杆膨胀机和汽液分离器，所述尾气汽包与尾气燃烧炉连接用于接收产生的0.5～0.8MPa的蒸汽，所述尾气汽包的出口通过管道依次与螺杆膨胀机和汽液分离器连接；所述汽液分离器的气相出口与甲醇氧化反应器连接。

所述汽液分离器的液相出口通过泵与尾气汽包连接。

所述螺杆膨胀机分别与尾气汽包和汽液分离器连接的管道上均设有膨胀节、疏水阀、调节阀和压力表。

本发明同时提供了一种利用上述装置回收甲醛尾气处理器副产蒸汽能量的方法，包括甲醇氧化反应器和尾气燃烧炉，所述尾气燃烧炉能产生0.5～0.8MPa的蒸汽，所述甲醇氧化反应器需要0.2MPa以下的配料蒸汽；采用尾气汽包接收尾气燃烧炉产生的0.5～0.8MPa的蒸汽并通过管道送入到螺杆膨胀机进行发电后，得到0.2MPa以下的乏汽，该乏汽通过管道送入汽液分离器进行汽液分离得到0.2MPa以下的配料蒸汽，其中部分配料蒸汽循环进入甲醇氧化反应器中。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明旨在充分利用甲醛装置副产的不同压力等级蒸汽的焓值差，将低品位的蒸汽转化为高品质的电能，提升了能量的利用率，属于能量的优化应用；充分利用压力较低的副产蒸汽，能有效降低蒸汽的浪费。

附图说明

图1为本发明所述副产蒸汽能量回收利用装置的结构示意图。

其中，尾气汽包1、螺杆膨胀机2、汽液分离器3、泵4、膨胀节5、疏水阀6、压力表7、调节阀8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，种尾气副产蒸汽热能回收利用的甲醛生产装置，所述甲醛生产工艺包括甲醇氧化反应器和尾气燃烧炉，所述尾气燃烧炉能产生0.8MPa的蒸汽，所述甲醇氧化反应器需要0.2MPa以下的配料蒸汽，该回收利用装置包括尾气汽包、螺杆膨胀机和汽液分离器，所述尾气汽包与尾气燃烧炉连接用于接收产生的0.8MPa的蒸汽，所述尾气汽包的出口通过管道依次与螺杆膨胀机和汽液分离器连接；所述汽液分离器的气相出口与甲醇氧化反应器连接。所述螺杆膨胀机分别与尾气汽包和汽液分离器连接的管道上均设有膨胀节、疏水阀、调节阀和压力表。

本发明主要是针对目前甲醛生产工艺中尾气副产蒸汽，该副产蒸汽的压力为0.8MPa，并经过管道送入尾气汽包，继续通过管道送入螺杆膨胀动力机进行发电后，得到湿度为5～9%，压力为0.15MPa的乏汽，乏汽经过汽液分离器分离后，蒸汽一部分通过气相出口作为配料蒸汽进入甲醛反应器中，多余的配料蒸汽，可以供正常生产生活用水。汽液分离器中饱和蒸汽凝水用泵打入甲醛装置作为产汽的供给水。

蒸汽由0.4MPa减压至0.15MPa，0.4MPa饱和蒸汽的热焓2748.11kJ/kg，0.15MPa饱和蒸汽热焓为2716.5kJ/kg，本发明就是利用不同压力饱和蒸汽的热焓差，螺旋杆膨胀动力机，经低压饱和蒸汽做功后，除自身耗电外，每吨蒸汽能发电35kw·h，而且甲醛装置尾气能产汽280～300kg/每吨产品，经做功和汽液分离后的0.15MPa饱和蒸汽能直接作为甲醛装置的配料蒸汽，加热蒸汽直接使用，并且几乎没有太多富裕。事实证明：12万吨甲醛装置副产蒸汽5.5t，经过本发明技术可以年发电141.3万度，出口蒸汽为5%湿度的乏汽，经汽液分离器后饱和蒸汽仍能在甲醛装置和生产生活中得到充分利用，大大提高了副产蒸汽的热能利用效率。