[发明专利]一种甲醇三效精馏系统及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇三效精馏系统及工艺，属于化工材料精馏提纯领域。

背景技术

甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。从2004年开始，我国甲醇表观消费量呈现快速增长势头，拉动我国甲醇消费快速增长的主要因素一方面在于甲醛、醋酸、甲烷氯化物等传统领域保持了稳定的发展，另一方面是醇醚燃料、替代石化原料等新兴领域发展迅速。

精馏是将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次的进行部分汽化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组份的过程。

精馏塔釜内物料经再沸器加热后变成蒸汽上升至精馏塔内，在每层塔板上回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。在塔板上由于存在温度差和浓度差，气相就要进行部分冷凝，使其中部分难挥发组分转入液相中；而气相冷凝释放出的潜热传给液相，使液相部分汽化，其中部分易挥发组分转入气相中。总的结果致使离开此层塔板的液相中易挥发组分的浓度较进入该板时的低，而离开的气相中易挥发组分浓度又较进入的高。若气液两相在板上接触时间足够长，那么离开该板的气液两相互成平衡。精馏塔的每层板上都进行着上述相似的过程。

化学工业中，精馏过程是能量消耗最大的单元操作之一，自从发生了世界性的能源问题以来，精馏过程的节能问题已广泛引起了人们的重视。精馏过程的节能基本上可以从以下几方面着手：(1)精馏过程热能的充分利用；(2)减少精馏过程本身对能量的需要；(3)提高精馏系统的热力学效率；(4)采用合格分离系统。

甲醇精馏目前工业上多采用双效工艺，如三塔双效、四塔双效，比单塔节能约40％。一些研究论文和文献提到，如果采用三效工艺，会比双效工艺再节能17％左右，四效工艺比三效再节能8％左右，因此认为综合考虑，甲醇精馏采用三效工艺最经济。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种甲醇三效精馏系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种甲醇三效精馏系统，包括依次连通的一效精馏塔、二效精馏塔及三效精馏塔，所述一效精馏塔塔底设有需要外源加热的一效再沸器，所述二效精馏塔及三效精馏塔塔底各设有通过上一效精馏塔塔顶蒸汽提供热源的耦合再沸器，分别为二效耦合再沸器和三效耦合再沸器，所述二效耦合再沸器液相部分回流至一效精馏塔塔顶，气相部分进入与二效耦合再沸器相连通的一效塔顶冷凝器，所述三效耦合再沸器液相部分回流至二效精馏塔塔顶，气相部分进入到与三效耦合再沸器相连通的二效塔顶冷凝器，所述二效耦合再沸器回流至一效精馏塔的管路上连通有一效回流罐，所述三效耦合再沸器回流至二效精馏塔的管路上连通有二效回流罐，所述三效精馏塔塔顶连接有三效塔顶冷凝器，所述三效塔顶冷凝器液相部分通过与三效塔顶冷凝器连接的三效回流罐与所述三效精馏塔连接，所述一效塔顶冷凝器、二效塔顶冷凝器、三效塔顶冷凝器上各连接有捕集器，分别为一效捕集器、二效捕集器、三效捕集器。

作为本发明的进一步优化，所述二效耦合再沸器与所述一效塔顶冷凝器之间设有原料进料二级换热器，所述原料进料二级换热器气相部分与所述一效塔顶冷凝器相连接，液相部分与所述一效回流罐相连接。

作为本发明的进一步优化，所述三效耦合再沸器与所述二效塔顶冷凝器之间设有原料进料一级换热器，所述原料进料一级换热器气相部分与所述二效塔顶冷凝器相连接，液相部分与所述二效回流罐相连接。

作为本发明的进一步优化，所述一效再沸器上连通有原料进料三级换热器，饱和水蒸气经过一效再沸器换热降温后，蒸汽冷凝水再给原料进料三级换热器提供热源，所述原料进料一级换热器依次与所述原料进料二级换热器、原料进料三级换热器相连接。

作为本发明的进一步优化，所述甲醇三效精馏系统采用顺流，所述一效精馏塔塔釜与所述二效精馏塔塔中/塔釜相连接，所述二效精馏塔塔釜与所述三效精馏塔塔中/塔釜相连接，所述原料进料三级换热器与位于所述一效精馏塔原料进料口相连接，原料依次经过原料进料一级换热器、原料进料二级换热器、原料进料三级换热器换热升温后，自一效精馏塔塔中/塔釜进料。

作为本发明的进一步优化，所述三效精馏塔塔釜与所述二效精馏塔塔中/塔釜相连接，所述二效精馏塔塔釜与所述一效精馏塔塔中/塔釜相连接，所述原料进料三级换热器与位于所述三效精馏塔原料进料口相连接，原料依次经过原料进料一级换热器、原料进料二级换热器、原料进料三级换热器换热升温后，自三效精馏塔塔中/塔釜进料。